A Flanșă din PVC-U este un fiting de țeavă care combină un ștuț cu capăt neted - un butuc neted, cilindric de țeavă cu un diametru exterior definit - cu o față circulară plată a flanșei, permițând conectarea unei secțiuni de țevi de clorură de polivinil (PVC-U) neplastifiată la o supapă cu flanșă, pompă, contor sau secțiune de țeavă metalică folosind îmbinări cu șuruburi. Capătul ștuțului este dimensionat pentru a se potrivi cu diametrul exterior al seriei de țevi PVC-U corespunzătoare, permițând racordului să fie cimentat cu solvent sau îmbinat mecanic direct pe țeavă fără adaptor suplimentar. Fața flanșei, de obicei găurită după un model de cerc de șuruburi standardizat, acceptă o garnitură cu față completă sau cu față ridicată și este fixată pe flanșa de îmbinare a componentei adiacente folosind șuruburi și piulițe strânse la un cuplu controlat.
PVC-U ca material oferă o combinație remarcabilă de rezistență chimică, rezistență mecanică, stabilitate dimensională și cost redus, ceea ce îl face materialul dominant pentru conductele sub presiune în aplicațiile de alimentare cu apă, irigare, manipulare chimică industrială și tratare a apelor uzate la nivel global. Fiting-ul cu flanșă extinde acest sistem de material la interfețele în care sunt necesare conexiuni cu flanșă - cum ar fi conexiuni la pompe, supape, debitmetre și tranziții la echipamente cu flanșe din fontă ductilă sau din oțel inoxidabil - fără a necesita o tranziție completă la conductele metalice la acele interfețe. Înțelegerea construcției, a standardelor dimensionale, a presiunii nominale și a cerințelor de instalare ale flanșelor din PVC-U este esențială pentru inginerii de conducte, antreprenori și specialiști în achiziții care lucrează la sistemele de manipulare a fluidelor.
Flanșele din PVC-U sunt turnate prin injecție sau prelucrate din compus de clorură de polivinil neplastifiată, formulat pentru a îndeplini cerințele standardelor internaționale pentru fitingurile de țevi sub presiune. Materialul este în special de calitate neplastifiată - ceea ce înseamnă că nu se adaugă plastifiant la polimerul PVC - care păstrează rigiditatea, rezistența și rezistența chimică inerente ale materialului. PVC-ul plastifiat (PVC-P), prin contrast, este flexibil și nepotrivit pentru fitingurile de țevi sub presiune. Compusul PVC-U utilizat în fitingurile de presiune conține în mod obișnuit modificatori de impact, stabilizatori de căldură, adjuvanti de procesare și pigment (de obicei gri sau aproape alb) în proporții controlate cu precizie pentru a obține echilibrul necesar de duritate, stabilitate UV și rezistență la presiune hidrostatică pe termen lung.
Flanșa țevilor este o componentă turnată dintr-o singură piesă, în care articulația și flanșa sunt formate integral, fără nicio îmbinare adeziva sau asamblare mecanică între cele două părți. Această construcție monolitică elimină orice cale potențială de scurgere între tija și corpul flanșei, ceea ce ar fi o îngrijorare dacă cele două părți ar fi fabricate separat și îmbinate. Fața flanșei este prelucrată plat până la o rugozitate a suprafeței compatibilă cu materialul de garnitură specificat pentru aplicație, asigurând că garnitura comprimată formează o etanșare eficientă pe întreaga suprafață a feței flanșei sub sarcina șuruburilor.
Flanșele din PVC-U sunt fabricate pentru a se conforma standardelor dimensionale recunoscute internațional care definesc diametrul exterior și grosimea peretelui șurubului, diametrul exterior al flanșei, diametrul cercului șuruburilor, numărul și diametrul găurilor pentru șuruburi și grosimea feței flanșei. Respectarea acestor standarde asigură interschimbabilitatea dimensională între componentele de la diferiți producători și compatibilitatea cu echipamentele cu flanșă la care va fi conectată fitingul.
Standardele cu cele mai multe referințe pentru flanșele PVC-U și sistemele de conducte pe care le servesc includ următoarele:
Modelul de găurire a flanșei - definit de diametrul cercului de șuruburi (PCD), numărul de găuri de șuruburi și diametrul găurii de șuruburi - trebuie să se potrivească cu flanșa de împerechere a echipamentului conectat. Cele mai frecvente standarde de găurire întâlnite pentru flanșele din PVC-U sunt PN10 și PN16 la EN 1092-1 (flanșe metrice europene), Tabelul D și Tabelul E la BS 4504 (flanșe standard britanice), Clasa 150 la ANSI B16.5 (flanșe nord-americane) și Tabelul E129 la Australian. Este extrem de important ca atât modelul de găurire a flanșei, cât și presiunea nominală să fie specificate atunci când comandați flanșe din PVC-U pentru a asigura compatibilitatea cu echipamentul de împerechere și clasa de presiune a sistemului.
Presiunea nominală a unui ansamblu de flanșă cu robinet din PVC-U depinde de trei factori interdependenți: clasa de presiune nominală a fitingului în sine, presiunea nominală a țevii la care este îmbinat ștuțul și temperatura de funcționare a fluidului transportat. Fitingurile din PVC-U sunt de obicei evaluate la PN10 (10 bar) sau PN16 (16 bar) la o temperatură de referință de 20°C. Următorul tabel prezintă factorii standard de reducere a presiunii pentru PVC-U pe măsură ce temperatura crește peste valoarea de referință de 20°C:
| Temperatura de funcționare (°C) | Factorul de derating | Presiune nominală efectivă (bază PN16) |
| 20°C | 1 | 16,0 bar |
| 30°C | 0.8 | 12,8 bari |
| 40°C | 0.63 | 10,1 bar |
| 50°C | 0.5 | 8,0 bari |
| 60°C | 0.4 | 6,4 bari |
Acești factori de derating reflectă natura termoplastică a PVC-U, care își pierde progresiv rigiditatea și rezistența pe termen lung pe măsură ce temperatura crește. PVC-U nu este, în general, recomandat pentru funcționare continuă peste 60°C, iar limita superioară practică pentru aplicații cu presiune este de obicei considerată la 50°C pentru a menține o marjă de siguranță adecvată. Pentru aplicații la temperaturi mai ridicate, ar trebui luate în considerare materiale termoplastice alternative, cum ar fi CPVC (PVC clorurat), PP-R (copolimer aleatoriu de polipropilenă) sau PVDF (fluorura de poliviniliden), deoarece aceste materiale păstrează valori nominale de presiune semnificativ mai mari la temperaturi ridicate.
Garnitura utilizată într-o îmbinare cu flanșă PVC-U este o componentă critică care trebuie selectată cu grijă. Spre deosebire de îmbinările cu flanșe metalice în care se pot aplica sarcini mari pentru șuruburi pentru a obține etanșarea pe suprafețe de împerechere relativ dure, fețele flanșelor din PVC-U au o rezistență limitată la compresiune și nu trebuie să fie suprasolicitate în timpul strângerii șuruburilor. Această constrângere înseamnă că selecția garniturii și specificația cuplului șuruburilor sunt strâns legate în proiectarea îmbinării cu flanșă PVC-U.
Garniturile integrale se extind pe întreaga suprafață a flanșei, inclusiv pozițiile orificiilor pentru șuruburi și sunt recomandarea standard pentru îmbinările flanșei PVC-U. Distribuind sarcina șurubului pe întreaga suprafață a flanșei, mai degrabă decât concentrându-l pe un inel de așezare interior, garniturile integrale reduc solicitarea unitară aplicată pe suprafața flanșei PVC-U, reducând semnificativ riscul de fisurare a flanșei sau deformare prin fluaj sub sarcina șurubului. Cauciucul EPDM (etilen propilen dien monomer) este cel mai utilizat material de garnitură pentru apă și servicii chimice generale datorită rezistenței sale excelente la apă, ozon, UV și o gamă largă de acizi și alcali diluați. NBR (cauciuc nitril butadienă) este preferat pentru fluidele care conțin ulei, iar garniturile din foi de PTFE sunt utilizate pentru servicii chimice agresive, unde elastomerii de cauciuc ar fi atacați de fluidul de proces.
Grosimea garniturii pentru îmbinările cu flanșă PVC-U este de obicei de 3 mm, oferind suficientă compresibilitate pentru a etanșa neregularitățile minore ale suprafeței fără a necesita încărcare excesivă a șuruburilor. Duritatea garniturii (Shore A) ar trebui să fie în intervalul 50-70 pentru materialele EPDM și NBR utilizate cu flanșe PVC-U. Garniturile mai dure necesită o solicitare mai mare de așezare pentru a obține o etanșare, care se poate apropia sau depăși limitele sigure ale cuplului șuruburilor pentru flanșele din PVC-U, în special la diametre nominale mai mari, unde diametrul cercului șurubului este mai mare și efectul brațului de pârghie al sarcinii șuruburilor pe fața flanșei este mai pronunțat.
Instalarea corectă a îmbinărilor cu flanșă din PVC-U este esențială pentru a obține un serviciu fără scurgeri și pentru a preveni defecțiunile premature ale ajustării. Următoarea procedură reflectă cele mai bune practici din industrie pentru instalațiile cu flanșe cimentate cu solvent:
Flanșele PVC-U se găsesc într-o gamă largă de aplicații de manipulare a fluidelor în care rezistența chimică, rentabilitatea și greutatea redusă a conductelor din PVC-U sunt combinate cu nevoia de conexiuni cu flanșe cu șuruburi la interfețele echipamentelor. Cele mai semnificative domenii de aplicare includ instalațiile de tratare și distribuție a apei, în care flanșele PVC-U conectează conductele la robinete cu flanșă, supape fluture, supape de reținere și debitmetre pe tot parcursul procesului de tratare și rețelei de distribuție. În sistemele de piscine și de apă, flanșele cu robinet asigură conexiuni utile la pompe, filtre și echipamente de dozare chimică care necesită îndepărtarea periodică pentru întreținere fără a tăia conducta.
Instalațiile de procesare chimică industrială folosesc în mod extensiv flanșe din PVC-U în sistemele care manipulează acizi diluați, alcaline, soluții de sare și agenți oxidanți care ar coroda rapid conductele metalice. Conexiunile cu flanșă la aspirațiile și evacuarea pompelor, duzele schimbătorului de căldură și ieșirile din rezervor permit izolarea și îndepărtarea echipamentului pentru întreținere, menținând în același timp integritatea sistemului de conducte PVC-U din jur. Sistemele de irigare și de alimentare cu apă pentru agricultură folosesc flanșe PVC-U la stațiile de pompare și conexiuni ale bancilor de filtre unde combinația dintre costul scăzut al materialului, imunitatea la coroziune și capacitatea de a se conecta la echipamente agricole standard cu flanșe fac din PVC-U materialul de alegere pentru infrastructura principală.
Atunci când se aprovizionează flanșe din PVC-U pentru aplicații critice, un proces structurat de verificare a calității protejează împotriva produselor substandard care pot eșua prematur în funcționare. Următoarea listă de verificare ar trebui aplicată calificării furnizorului și inspecției primite: