PVDF（ポリビニリデンフッ化物）は、約175〜177°Cの高い融点と、圧力と用途の特異的に応じて最大140°Cまでの印象的な連続サービス温度能力を特徴とする半結晶性フルオロポリマーです。この広い温度耐性は、本質的にPVDFバルブを、広い熱範囲を経験する流体システムに適していると位置付けています。極めて重要な因子は、PVDFの比較的低い熱膨張係数（CTE）であり、約100×10μ /°Cであり、これはポリプロピレンやポリエチレンなどの他の多くの一般的なプラスチックよりもかなり低いです。この中程度のCTEは、PVDFバルブが温度変化にさらされると、その寸法の変化が限られており、熱膨張または収縮によって生成される内部応力の大きさを減らすことを意味します。この寸法の安定性は、過度の膨張または収縮が緊張、ひび割れ、またはタイトなシールの喪失につながる可能性があるため、不可欠です。これらはすべてバルブの完全性を脅かしています。 PVDFは、他のポリマーと比較して良好な熱伝導率を示し、それがより均等に熱を放散し、バルブ本体内の熱勾配を最小限に抑えることができます。
サーマルサイクリングの管理におけるPVDFのもう1つの重要な利点は、幅広い温度スペクトルにわたる包含に対する卓越した靭性と抵抗です。低温で亀裂や繰り返しの熱サイクリングの後に脆く、亀裂が発生しやすくなる多くのプラスチックとは異なり、PVDFは、寒い環境や迅速な冷却イベントにさらされた後でも、柔軟性と耐衝撃性を保持します。この靭性により、PVDFバルブは、微小亀裂や骨折を発症せずに突然の温度シフトから生じる機械的応力を吸収および分布させることができます。ポリマーの半結晶構造は、剛性と柔軟性のバランスの取れた組み合わせを提供することにより、この機械的回復力に貢献します。実際には、これは、バルブが頻繁に流体温度で急速な変化を経験する場合、化学製造、医薬処理、または水処理プラントの心ショックや循環加熱や冷却などのプロセスにさらされると、PVDFバルブが故障する可能性が低くなる可能性が低いことを意味します。
の物理的なデザイン PVDFプラスチックパイプバルブ 熱サイクリングに対する応答を最適化するために設計されています。設計者は、機械的ストレスを受けやすい領域には、特に温度誘発運動が濃縮されるフランジ接続、関節、または領域の周りに、より厚い壁のセクションまたはrib骨を取り入れています。これらの補強は、過度の材料を使用せずに、変形または亀裂に対するバルブ本体の抵抗を高めます。内部フローパッセージは、繰り返される熱負荷の下で亀裂の開始点として機能する可能性のある応力集中を避けるために、滑らかな遷移と丸い角で設計されています。シールの選択と統合も重要です。 FKM（フルオロエラストマー）やEPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）などの互換性のあるエラストマーシールは、温度変動全体に弾力性とシーリング力を維持する能力のために選択されます。一部のバルブ設計には、配管ネットワークの寸法変化を吸収する拡張ベローズや補償器などの柔軟なコンポーネントが組み込まれており、PVDFバルブ本体の過度の機械的ストレスを防ぎます。精密な製造耐性により、交配部品が漏れを損なうことなくわずかな寸法シフトに対応できるようになります。
最も堅牢なPVDFバルブ設計でさえ、熱サイクリングの回復力を完全に活用するために、慎重に設置と運用管理が必要です。設置ガイドラインは、接続された配管とバルブの熱膨張と収縮に対応するために、パイプライン内に伸縮継手または柔軟なカップリングを組み込むことを強調し、機械的ストレスの蓄積を防ぎます。軸方向および横方向の動きに適切なクリアランスを可能にすることで、温度変動中にバルブの完全性を維持することができます。スタートアップおよびシャットダウンシーケンス中の温度の段階的な上昇は、熱衝撃を最小限に抑えます。これは、極端な温度の流体がバルブ表面に接触する場合に特に重要です。自動化されたシステムは、温度モニタリングと制御ロジックを統合してプロセスパラメーターを調整し、それ以外の場合は物質的な疲労を加速する可能性のある急激な熱遷移を回避できます。日常的な検査と予防保守は、熱疲労またはシールの劣化の初期兆候の検出にも役立ち、障害が発生する前に是正措置を可能にします。
