O CPVC é um polímero termoplástico com um coeficiente de expansão térmica linear aproximadamente 50 a 100 vezes maior que os metais típicos, como aço inoxidável ou latão. Isso significa que, para cada grau, o Celsius aumenta de temperatura, os componentes do CPVC alonjam ou se expandem muito mais significativamente. Por exemplo, um tubo de CPVC ou corpo de válvula de 1 metro pode expandir quase um milímetro ou mais sob aumento da temperatura operacional típica, o que é considerável em sistemas de tubulação bem confinados. Essa expansão pode induzir tensões em juntas, flanges e dentro de corpos da válvula se não forem considerados adequadamente durante o projeto e a instalação. A natureza anisotrópica das peças de CPVC termoformadas pode causar expansão desigual devido à orientação da cadeia polimérica direcional, potencialmente levando a alterações de deformação ou dimensionais que afetam a operação da válvula.
O mecanismo de vedação em Válvula de plástico CPVC baseia-se em focas elastoméricas ou assentos moldados projetados para deformar elasticamente e manter uma barreira hermética sob pressão. Como o corpo da válvula, o assento e as vedações são feitos de materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica, as alterações de temperatura fazem com que esses componentes expandam ou contraem a taxas diferentes. Se o material de vedação se expandir menos que o corpo do CPVC, as lacunas podem se formar, resultando em vazamentos. Por outro lado, se os selos se expandirem excessivamente, eles poderão ser extrudados a partir de seus sulcos ou danificados. Manter uma força de compressão consistente no selo ao longo dos ciclos de temperatura é, portanto, essencial. Os designers usam focas feitas de elastômeros termicamente estáveis, como EPDM ou Viton, que mantêm flexibilidade e compressão em amplos faixas de temperatura, impedindo vazamentos, apesar das incompatibilidades de expansão.
O ciclismo repetido entre temperaturas quentes e frias induz tensões de fadiga nas válvulas CPVC. Cada fase de aquecimento causa expansão, enquanto o resfriamento contrai o material de volta ao seu tamanho original. Essa tensão cíclica pode gerar micro-palhetas, loucuras ou delaminação, especialmente em pontos de concentração de tensão, como cantos moldados, conexões rosqueadas ou ranhuras de junta. Da mesma forma, as focas submetidas a compressão e relaxamento repetidos podem perder elasticidade ou desenvolver um conjunto permanente, reduzindo sua capacidade de vedação. O estresse térmico cíclico pode afrouxar os prendedores ou causar lenta deformação dos componentes, exigindo inspeção e manutenção periódicas para garantir o desempenho contínuo da válvula.
Para enfrentar os desafios de expansão térmica, os fabricantes integram várias estratégias de design. Materiais de assento flexíveis, como misturas de PTFE ou juntas elastoméricas com alongamento suficiente, acomodam alterações dimensionais sem comprometer a vedação. Os corpos da válvula podem incluir slots de expansão ou recursos semelhantes a fole que absorvem movimentos axiais. As construções de válvula de três peças com tampas parafusadas permitem expansão térmica sem tensões internas excessivas. A embalagem da glândula e as vedações do caule são projetadas para manter o aperto, permitindo o movimento do caule causado pela expansão. A aplicação correta de torque durante a montagem garante que os fixadores mantêm as peças firmemente sem induzir rachaduras, enquanto permitem a expansão natural dos componentes do CPVC.
O gerenciamento eficaz da expansão térmica começa com o design no nível do sistema. Os layouts da tubulação incorporam loops de expansão, juntas ou compensadores para absorver movimentos induzidos por alterações de temperatura. As válvulas são instaladas com folga suficiente para permitir a expansão livre sem ligação contra suportes fixos ou equipamentos adjacentes. Os acessórios rosqueados com excesso de força ou tubulação suportada incorretamente podem restringir a expansão, causando tensões que se propagam aos corpos e vedações da válvula. É essencial que os instaladores sigam as diretrizes de torque do fabricante, usem lubrificantes compatíveis ou selantes de roscas e evitem forçar conexões além dos limites especificados para evitar falhas prematuras.
