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2012 年：减少黄铜产品中的铅含量
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人们越来越担心 有毒物质渗入食品和饮用水，这导致人们对食品和饮料行业中使用的许多材料的性质进行了一系列限制。
其中之一是黄铜，由于其一些标准配方中存在铅，因此在 2012 年受到了监管机构的审查。传统上用于热锻和后续加工的
主要问题是由于持续的冲洗作用，特别是黄铜产品使用初期，这种重金属逐渐释放到水中。这种现象会导致铅污染水平远高于世界卫生组织建议的限值，已受到多个国际机构的研究，并受到明确的限制（例如，参见 OEHHA 的 65 号提案清单）。
OT58 最直接的替代方案是采用铅含量极低或为零的合金，特别是为了防止改变水的感官特性，最重要的是，防止健康危害。因此，低铅黄铜合金成为管道和热卫生领域通常为 OT58 保留的应用的新参考。现在是探索创新解决方案的合适时机。
ODE 电磁阀的新冒险
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在食品应用中防止铅和镍释放的需求促使许多传统的 OT58 用户考虑用于制造组件和配件的新材料选择。
不犹豫探索新解决方案的公司之一是意大利的 ODE（www.ode.it），该公司位于科利科 (LC)，活跃于电磁阀、线圈和流体系统的设计和制造，尤其是在自动饮料分配（自动售货）和咖啡机中使用。
对于 20 世纪 60 年代成立并传统上忠于黄铜的 ODE 来说，向新材料的过渡不仅仅是一项技术和工程挑战。这主要是在一个利基行业中文化和实践上的飞跃，在这个行业中，可靠性和声誉非常重要，因为与客户的关系是直接的，并且对质量和技术支持的期望非常高。
行业要求
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对阀门的典型设计要求确实非常严格，没有偏离的可能性。
首先，是与饮用水和其他食品流体的持续接触。该材料必须与此用途兼容，并获得认可的国际机构的认证。它不能释放任何对人类健康构成威胁或可能改变饮料的感官特性和性质的物质。
第二个重要的规范涉及阀门内部腔室中存在的流体的温度。自动售货机通常处理 95°C 的水，用于制备热饮。在这些温度下，必须保证阀体的坚固性和完整性。必须绝对防止和避免通过密封件的任何流体泄漏或由于局部变形引起的压力损失。
从机械角度来看，由于液体施加的压力，应力相当大。虽然灌注过程通常需要 16 巴，但 ODE 在超过 80 巴的压力下测试其设备。应力以静态和脉动模式施加较长时间，模拟电磁阀的实际运行条件。
作为属于机电设备的元件，阀体必须具有阻燃性，并具有相关的 UL 阻燃认证。
最后，预期寿命和维护频率至关重要，在这两种情况下，都应与经典黄铜元件相当或更好。
为新型电磁阀选择热塑性聚合物
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面对如此复杂的技术要求组合以及任何开创性操作中固有的风险情景，ODE 的设计人员选择了玻璃纤维增强聚苯硫醚 (PPS) 复合材料，即 LATI 的 LARTON G/40。
在与 LATI 技术人员达成协议后，决定采用 PPS 来创新一代热塑性聚合物阀门，此前对可能的替代方案进行了仔细分析，所有这些方案都因各种原因被拒绝：PP 和 POM 因热限制，PA 因树脂吸湿性，聚酯因水解问题，PPA 因尺寸限制，PEEK 因经济限制。
无数成功的应用支持了在各种工业领域和极端工作条件下使用基于 PPS 的化合物的决定。
PPS 最有趣的特性当然是其卓越的耐高温性，仅次于 PEEK 和极少数其他聚合物，这些聚合物性能更高，但从加工角度来看也明显更昂贵和复杂。
其特殊的化学物理性质和大分子结构使这种聚合物特别适合注塑成型具有薄壁的非常复杂的几何形状。差动收缩是最小的，允许其他热塑性树脂通常无法实现的尺寸精度。
PPS 具有极强的耐有机和无机试剂化学侵蚀性，即使在高温下也是如此，而且不吸湿，因此其主要性能不会因长时间暴露于水或蒸汽中而降低。
由于其固有的阻燃性，PPS 不需要阻燃添加剂，这些添加剂不仅会不可挽回地损害其机械性能，而且会损害其与饮用水接触的适用性。
LARTON G/40 是一种能够实现适合最极端的金属替代的结构性能的化合物，这要归功于其40% 的短而细的玻璃纤维，这种组合优化了增强材料-基体界面，从而可以充分利用增强系统。LARTON G/40 的弹性模量超过 17 GPa，断裂应力接近 200 MPa，这些值明显高于纯聚合物的值，并且在与适当设计的几何形状结合使用时非常令人满意。
设计与开发
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最初的可行性检查由 ODE 与 LATI 合作进行，通过有限元分析，评估在室温下施加测试压力期间施加在每个阀体材料上的应力状态。分布在二通和三通模块内表面上的 80 巴压力转化为低于安全极限的局部冯米塞斯应力峰值，在引入 1.8 的复合安全系数后，安全极限设置为 95 MPa。对由此产生的变形进行仔细评估，以防止通过密封垫泄漏；计算表明，负载下的位移限制在几百分之一毫米以内。
作为标准做法，在第一个原型上执行实验室测试 – 包括长达 900 个连续运行小时 – 这对于微调阀体几何形状、模具和生产过程至关重要。一旦测试成功完成，就会批准模具制造。
因此，ODE 率先向市场推出了其意大利制造的 PPS 阀门系统，这将迅速使该公司成为其所在领域的市场领导者
完整的热塑性聚合物阀系列
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自最初的 21JP 和 31JP 提案以来已经过去了几年，ODE 用于食品电磁阀市场的目录现在包括数十种不同的 PPS、PSU、POM 和其他热塑性聚合物解决方案。
增强型 PPS 的特性允许在 95°C 下管理热食品级水，适用于标准阀体和 NSF61 认证元件，后者例如用于独立式饮料自动售货机或 OCS 部门的机器。
材料测试揭示了几个额外的优势。首先，与传统元件相比，结垢趋势较低，有利于市场上设备的可靠性和预期寿命。与金属相比，PPS 阀体还可以显着
所有这些方面都使 ODE 阀门能够成功地在 HoReCa 部门（酒店餐饮）中建立自己的地位，在该部门中，饮料分配必须满足最高的质量标准，包括精确控制热水流量、压力和温度。
现代 ODE PPS 阀门还可以安全地输送其他流体，例如 140°C 的蒸汽、惰性气体、压缩空气和食品液体。因此，ODE 的热塑性聚合物系统在自动售货以外的领域也获得了成功的应用，包括气动和工业自动化 、医疗和灭菌。
特别是在食品和饮料领域，热塑性聚合物电磁阀的成功通过符合国际食品认证而得到巩固。
一个完全意大利制造的成功故事，在各自领域的领先公司的协同作用下得到了强有力的推动。
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