PVDF (polyvinylidene fluoride) là một fluoropolyme bán tinh thể được đặc trưng bởi điểm nóng chảy cao khoảng 175 nhiệt177 ° C và khả năng nhiệt độ dịch vụ liên tục ấn tượng được đánh giá lên tới 140 ° C, tùy thuộc vào áp suất và chi tiết ứng dụng. Sự dung nạp nhiệt độ rộng này vốn có các van PVDF phù hợp cho các hệ thống chất lỏng trải qua phạm vi nhiệt rộng. Một yếu tố quan trọng là PVDF, hệ số giãn nở nhiệt tương đối thấp (CTE), khoảng 100 × 10⁻⁶ /° C, thấp hơn đáng kể so với nhiều loại nhựa phổ biến khác như polypropylen hoặc polyetylen. CTE vừa phải này có nghĩa là khi các van PVDF chịu sự thay đổi nhiệt độ, thay đổi kích thước của chúng bị hạn chế, làm giảm mức độ ứng suất bên trong được tạo ra bởi sự giãn nở hoặc co thắt nhiệt. Sự ổn định thứ nguyên này là rất cần thiết bởi vì sự mở rộng hoặc co lại quá mức có thể dẫn đến cong vênh, nứt hoặc mất các con dấu chặt chẽ, tất cả đều đe dọa tính toàn vẹn của van. PVDF thể hiện độ dẫn nhiệt tốt so với các polyme khác, cho phép nó làm tan nhiệt đều hơn và giảm thiểu độ dốc nhiệt trong thân van có thể tạo ra các điểm ứng suất.
Một lợi thế quan trọng khác của PVDF trong việc quản lý chu kỳ nhiệt là độ bền đặc biệt và khả năng chống lại sự hấp dẫn trên phổ nhiệt độ rộng. Không giống như nhiều loại nhựa trở nên giòn và dễ bị nứt ở nhiệt độ thấp hoặc sau khi đi xe đạp nhiệt lặp đi lặp lại, PVDF vẫn giữ được tính linh hoạt và khả năng chống va đập ngay cả sau khi tiếp xúc với môi trường lạnh hoặc các sự kiện làm mát nhanh chóng. Độ bền này cho phép các van PVDF hấp thụ và phân phối các ứng suất cơ học phát sinh từ sự thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không phát triển các vicrocracks hoặc gãy xương. Cấu trúc bán tinh thể polymer, góp phần vào khả năng phục hồi cơ học này bằng cách cung cấp sự kết hợp cân bằng giữa độ cứng và tính linh hoạt. Về mặt thực tế, điều này có nghĩa là các van PVDF ít có khả năng thất bại khi chịu các quy trình như sốc nhiệt hoặc sưởi ấm theo chu kỳ và làm mát phổ biến trong sản xuất hóa chất, chế biến dược phẩm hoặc nhà máy xử lý nước, nơi các van thường gặp sự thay đổi nhanh về nhiệt độ chất lỏng.
Thiết kế vật lý của Van ống nhựa PVDF được thiết kế để tối ưu hóa phản ứng của họ đối với đạp xe nhiệt. Các nhà thiết kế kết hợp các phần hoặc xương sườn dày hơn trong các vùng dễ bị căng thẳng cơ học, đặc biệt là xung quanh các kết nối mặt bích, khớp hoặc khu vực nơi chuyển động do nhiệt độ tập trung. Những củng cố này tăng cường khả năng chống biến dạng của cơ thể van đối với biến dạng hoặc nứt mà không cần sử dụng vật liệu quá mức. Các đoạn dòng chảy bên trong được thiết kế với các chuyển tiếp trơn tru và các góc tròn để tránh nồng độ ứng suất có thể đóng vai trò là điểm bắt đầu cho các vết nứt dưới tải nhiệt lặp đi lặp lại. Lựa chọn và tích hợp con dấu cũng rất quan trọng; Các con dấu đàn hồi tương thích như FKM (fluoroelastomer) hoặc EPDM (monome ethylene propylene diene) được chọn cho khả năng duy trì độ đàn hồi và lực niêm phong trong các dao động nhiệt độ. Một số thiết kế van kết hợp các thành phần linh hoạt như ống thổi mở rộng hoặc bộ bù hấp thụ thay đổi kích thước trong mạng lưới đường ống, ngăn chặn căng thẳng cơ học không đáng có trên thân van PVDF. Dung sai sản xuất chính xác đảm bảo rằng các bộ phận giao phối có thể phù hợp với sự thay đổi kích thước nhỏ mà không ảnh hưởng đến độ buộc rò rỉ.
Ngay cả các thiết kế van PVDF mạnh mẽ nhất cũng yêu cầu lắp đặt và quản lý hoạt động cẩn thận để tận dụng hoàn toàn khả năng phục hồi đạp xe nhiệt của chúng. Hướng dẫn cài đặt nhấn mạnh việc kết hợp các khớp mở rộng hoặc các khớp nối linh hoạt trong đường ống để phù hợp với sự mở rộng nhiệt và co thắt của đường ống và van được kết nối, ngăn chặn sự tích tụ ứng suất cơ học. Cho phép giải phóng mặt bằng đầy đủ cho chuyển động trục và bên giúp bảo tồn tính toàn vẹn của van trong quá trình thay đổi nhiệt độ. Hoạt động, tăng dần nhiệt độ trong các chuỗi khởi động và tắt máy giảm thiểu sốc nhiệt, điều này đặc biệt quan trọng khi chất lỏng ở nhiệt độ khắc nghiệt tiếp xúc với các bề mặt van. Các hệ thống tự động có thể tích hợp giám sát nhiệt độ và kiểm soát logic để điều chỉnh các tham số quá trình và tránh chuyển đổi nhiệt đột ngột có thể tăng tốc độ mệt mỏi vật liệu. Kiểm tra định kỳ và bảo trì phòng ngừa cũng giúp phát hiện các dấu hiệu sớm của sự mệt mỏi hoặc suy thoái con dấu, cho phép hành động khắc phục trước khi thất bại xảy ra.
