Gli edifici industriali non dipendono solo dai macchinari di produzione. Approvvigionamento idrico, drenaggio, raffreddamento, protezione antincendio, aria compressa, manipolazione chimica, e le condutture di processo richiedono tutte un controllo affidabile del flusso.
Scegliere la valvola industriale giusta non è quindi semplicemente questione di scegliere il diametro corretto del tubo. Gli ingegneri e i team di approvvigionamento devono considerare il fluido, pressione di esercizio, temperatura, Requisiti di flusso, spazio di installazione, frequenza di funzionamento, condizioni di manutenzione, e ambiente circostante.
Questa guida spiega come valutare le valvole per i comuni edifici industriali e i sistemi di pubblica utilità e dove utilizzare le valvole a saracinesca, valvole a farfalla, valvole a sfera, e le valvole a globo sono in genere le più adatte.
Inizia con la funzione della valvola
Prima di selezionare un tipo di valvola, determinare esattamente cosa deve fare la valvola.
La maggior parte delle valvole industriali svolge una o più delle tre funzioni di base:
Isolamento
La valvola è normalmente completamente aperta o completamente chiusa. Il requisito principale è una chiusura affidabile con una perdita di pressione accettabile quando aperto.
Regolazione del flusso
La valvola deve funzionare in posizioni intermedie per controllare il flusso. In questo caso, le caratteristiche di strozzamento e la resistenza all'erosione diventano più importanti.
Controllo automatico o remoto
Potrebbe essere necessario che la valvola sia pneumatica, elettrico, o azionamento idraulico e possono far parte di un sistema di automazione dell'impianto.
Utilizzando una valvola di isolamento per lo strozzamento continuo, oppure specificando una valvola orientata al controllo dove è richiesta una semplice chiusura, può aumentare sia i costi iniziali che i requisiti di manutenzione a lungo termine.
Valvole a saracinesca per linee di isolamento principali
Le valvole a saracinesca sono ampiamente utilizzate quando una tubazione richiede l'apertura completa o la chiusura completa.
Quando è completamente aperto, il cancello viene allontanato dal percorso del flusso principale. Ciò rende le valvole a saracinesca particolarmente utili su tubazioni in cui è desiderabile una bassa resistenza al flusso.
Le tipiche applicazioni industriali includono:
- Condutture principali di approvvigionamento idrico
- Sistemi di raffreddamento dell'acqua
- Reti idriche antincendio
- Linee di distribuzione dei servizi
- Condotte di processo di grande diametro
Le valvole a saracinesca sono generalmente più adatte all'isolamento rispetto alla regolazione del flusso frequente. Mantenere una saracinesca parzialmente aperta per periodi prolungati può esporre la saracinesca e le superfici di tenuta a una maggiore velocità del fluido e all'usura.
Per sistemi in cui la valvola normalmente rimane completamente aperta e si chiude solo per manutenzione o isolamento di emergenza, una valvola a saracinesca è spesso un'opzione pratica.
Valvole a farfalla per condotte di servizi di grande diametro
Le valvole a farfalla utilizzano un disco rotante per controllare il flusso attraverso la tubazione. La loro costruzione compatta li rende particolarmente attraenti per i medi- e sistemi di grande diametro in cui lo spazio di installazione, peso della valvola, e la comodità operativa sono importanti.
UN valvola a farfalla wafer è installato tra le flange della tubazione, consentendo un gruppo valvola relativamente compatto.
Spesso vengono prese in considerazione le valvole a farfalla:
- Acqua di raffreddamento industriale
- Sistemi di trattamento dell'acqua
- Circuiti idraulici HVAC
- Sistemi di protezione antincendio
- Approvvigionamento idrico generale e drenaggio
- Basso di grande diametro- e condotte a media pressione
Rispetto a molti modelli di valvole a corpo intero, le valvole a farfalla possono ridurre significativamente la quantità di spazio richiesto attorno alla tubazione.
Tuttavia, gli ingegneri dovrebbero comunque controllare il materiale del sedile, materiale del disco, valutazione della pressione, temperatura di esercizio, compatibilità con i fluidi, e le prestazioni di tenuta richieste prima di specificare una valvola a farfalla.
Valvole a sfera per una chiusura affidabile a un quarto di giro
Le valvole a sfera utilizzano un elemento di chiusura sferico forato che ruota di circa 90 gradi tra la posizione aperta e quella chiusa.
Il loro funzionamento rapido e la chiusura efficace li rendono adatti a molte applicazioni di processo e di utilità industriale.
UN valvola a sfera flangiata fornisce una connessione bullonata al sistema di tubazioni ed è comunemente considerato laddove sono necessarie connessioni sicure delle tubazioni e una comoda rimozione per la manutenzione.
Le applicazioni tipiche includono:
- Condotte per il trattamento chimico
- Sistemi di trattamento dell'acqua
- Servizi di petrolio e gas
- Aria compressa
- Sistemi di utilità
- Isolamento del fluido di processo
La scelta della valvola a sfera non dovrebbe considerare solo il materiale del corpo. Il materiale del sedile è particolarmente importante perché la temperatura, pressione, sostanze chimiche, solidi sospesi, e la frequenza operativa possono influire sulle prestazioni di tenuta e sulla durata.
Valvole a globo dove la regolazione del flusso è importante
Quando la regolazione precisa del flusso è più importante della minima perdita di pressione, una valvola a globo potrebbe essere più appropriata.
Il suo percorso del flusso interno consente alla posizione del disco di influenzare progressivamente il flusso, rendendo le valvole a globo utili in applicazioni come:
- Regolazione dell'acqua di raffreddamento
- Sistemi a vapore
- Controllo del flusso di processo
- Bypassare le condutture
- Sistemi di controllo delle utenze
Il compromesso è una maggiore resistenza al flusso rispetto ai tipi di valvole progettate principalmente per l'isolamento a passaggio totale.
Per questa ragione, gli ingegneri dovrebbero distinguere tra una valvola che deve semplicemente arrestare il flusso e una che deve regolarlo attivamente.
Considerare il fluido prima di scegliere la valvola
La stessa progettazione della valvola può comportarsi in modo molto diverso a seconda del fluido che la attraversa.
Acqua pulita
Per i normali impianti idrici industriali, ghisa, ferro duttile, acciaio al carbonio, e le valvole in acciaio inossidabile possono essere tutte prese in considerazione a seconda della pressione, qualità dell'acqua, e specifiche del progetto.
Fluidi corrosivi
La compatibilità chimica diventa critica quando gli acidi, alcali, sali, o sono presenti altri mezzi aggressivi.
Il corpo, ordinare, stelo, superfici di tenuta, e i materiali delle sedi dovrebbero essere valutati tutti piuttosto che selezionare una valvola basandosi solo sul materiale del corpo esterno.
Fluidi contenenti solidi
Particelle sospese, liquami, sedimento, oppure l'acqua di scarico può danneggiare le superfici di tenuta o accumularsi attorno ai componenti interni.
La geometria della valvola e il design della tenuta devono pertanto essere selezionati in base alla concentrazione effettiva dei solidi e alle caratteristiche delle particelle.
Vapore e fluidi ad alta temperatura
La temperatura influisce sui materiali del corpo, Imballaggio, guarnizioni, posti a sedere, e attuatori.
Una valvola adatta per acqua a temperatura ambiente non può essere automaticamente utilizzata per vapore o fluidi di processo ad alta temperatura semplicemente perché la pressione nominale appare sufficiente.
Pressione e temperatura devono essere valutate insieme
Un errore comune durante l'acquisto è controllare la pressione nominale ignorando la temperatura.
La pressione di esercizio consentita può variare all'aumentare della temperatura di esercizio. Materiale del corpo valvola, materiale del sedile, Imballaggio, bullonatura, e gli standard delle flange possono tutti influenzare i limiti operativi effettivi.
Quando si specifica una valvola industriale, fornire al produttore almeno:
- Dimensione nominale del tubo
- Pressione di progetto
- Pressione operativa normale
- Temperatura di progetto
- Temperatura operativa normale
- Fluido o medio
- Materiali richiesti per carrozzeria e finiture
- Terminare la connessione
- Metodo di attuazione
- Norma applicabile
Queste informazioni consentono al produttore della valvola di valutare l'applicazione anziché limitarsi a quotare una valvola in base al diametro.
I materiali delle valvole devono corrispondere all'ambiente operativo
La compatibilità dei fluidi interni è solo una parte della selezione del materiale della valvola.
Gli impianti industriali possono anche esporre le apparecchiature all'umidità, sale, vapori chimici, acqua piovana, polvere, e fluttuazioni di temperatura. Queste condizioni esterne possono contribuire alla corrosione dei corpi valvola, elementi di fissaggio, attuatori, supporta, e le tubazioni circostanti.
Per strutture esterne o corrosive, gli ingegneri dovrebbero quindi considerare l'intero ambiente operativo.
Questo principio vale anche per l'edificio stesso. Impianti industriali situati in zone umide, costiero, agricolo, o ambienti chimicamente aggressivi spesso utilizzano materiali da costruzione resistenti alla corrosione per ridurre la manutenzione a lungo termine. Per esempio, produttori di lastre per coperture industriali fornire PVC, PVC, ASA e altri sistemi di copertura destinati agli stabilimenti, magazzini, officine, ed edifici simili.
Il materiale del tetto e la valvola della tubazione svolgono ovviamente funzioni molto diverse, ma il principio ingegneristico è simile: la selezione dei materiali dovrebbe riflettere l'ambiente di servizio effettivo piuttosto che solo il prezzo di acquisto iniziale.
Manuale, Elettrico, o funzionamento pneumatico?
L'attuazione della valvola deve essere determinata dalla frequenza operativa e dall'architettura del sistema.
Funzionamento manuale
Le valvole manuali sono normalmente appropriate quando:
- L'operazione è rara
- La valvola è accessibile
- Il controllo automatico del processo non è necessario
- Non è necessaria la chiusura remota di emergenza
Attuazione elettrica
Gli attuatori elettrici possono essere adatti laddove le valvole necessitano di controllo remoto e l'energia elettrica è facilmente disponibile.
Sono comunemente integrati con sistemi di controllo per l'apertura e la chiusura automatizzate.
Azionamento pneumatico
Gli attuatori pneumatici sono ampiamente utilizzati nell'automazione industriale dove l'aria compressa è già disponibile.
Possono garantire un funzionamento rapido e sono comunemente utilizzati negli impianti di processo e nei sistemi di produzione automatizzati.
L'attuatore deve essere dimensionato in base ai requisiti effettivi di coppia della valvola piuttosto che al solo diametro della valvola.
Non selezionare le valvole industriali solo in base al prezzo
Due valvole con lo stesso diametro nominale possono avere specifiche molto diverse.
Potrebbero derivare differenze di prezzo:
- Materiale del corpo
- Materiale di rifinitura
- Materiale del sedile
- Processo di fusione o forgiatura
- Classe di pressione
- Standard di flangia
- Requisiti di prova
- Configurazione dell'attuatore
- Rivestimento
- Certificazione
- Requisiti di ispezione
Un prezzo di acquisto inferiore offre pochi vantaggi se la valvola richiede una sostituzione prematura, provoca perdite, aumenta i tempi di inattività per manutenzione, o non può soddisfare le specifiche del progetto.
Per gli appaltatori, distributori, e acquirenti di progetti industriali, confrontare le valvole con le specifiche tecniche complete è più significativo che confrontare solo i prezzi unitari.
Un processo pratico di selezione delle valvole
Per la maggior parte dei progetti industriali, la selezione della valvola può seguire una sequenza semplice.
Primo, identificare se la valvola è necessaria per l'isolamento, regolamento, non ritorno, controllo della pressione, o funzionamento automatizzato.
Prossimo, definire il mezzo, pressione, temperatura, dimensione del tubo, e le condizioni operative previste.
Quindi determinare il tipo e i materiali della valvola appropriati.
Dopo di che, confermare lo standard di connessione richiesto, classe di pressione, attuatore, requisiti di prova, e gli standard di progetto applicabili.
Finalmente, valutare lo spazio di installazione, accesso per manutenzione, frequenza operativa prevista, e i requisiti del ciclo di vita prima di effettuare l'ordine.
Questo approccio aiuta a prevenire un problema comune negli appalti industriali: selezionando una valvola che tecnicamente si adatta al tubo ma non si adatta all'applicazione.
Non esiste un unico tipo di valvola adatto a ogni edificio industriale o tubazione.
Le valvole a saracinesca sono ottimi candidati per l'isolamento del flusso totale. Le valvole a farfalla forniscono soluzioni compatte per molti sistemi di utilità di grande diametro. Le valvole a sfera offrono una chiusura rapida a un quarto di giro e una tenuta affidabile per un'ampia gamma di servizi industriali, mentre le valvole a globo rimangono preziose laddove la regolazione del flusso è il requisito principale.
La selezione corretta dipende da come queste caratteristiche interagiscono con il mezzo reale, pressione, temperatura, frequenza operativa, ambiente, e standard di progetto.
Per progetti industriali, fornire le condizioni operative complete al produttore della valvola prima di richiedere un preventivo è uno dei modi più semplici per ridurre gli errori di specifica e ottenere una configurazione della valvola che corrisponda all'applicazione reale.