Tubazioni e valvole per l'industria chimica sono una parte indispensabile della produzione chimica e rappresentano il collegamento tra diverse tipologie di apparecchiature chimiche. Come funzionano le 5 valvole più comuni nelle tubazioni chimiche? Qual è il loro scopo principale? Quali sono le valvole e i raccordi per tubazioni chimiche? (11 tipi di tubi + 4 tipi di raccordi + 11 valvole) Tubazioni chimiche: una comprensione completa!
3
11 valvole principali
Il dispositivo utilizzato per controllare il flusso di fluido in una tubazione si chiama valvola. Le sue funzioni principali sono:
Aprire e chiudere il circuito: interrompere o comunicare con il flusso del fluido nella tubazione;
Regolazione – per regolare la portata del fluido nella tubazione, il flusso;
Strozzamento – flusso di fluido attraverso la valvola, con conseguente forte caduta di pressione.
Classificazione:
A seconda del ruolo che svolgono nella tubazione, le valvole possono essere suddivise in valvole di intercettazione (note anche come valvole a globo), valvole di strozzamento, valvole di ritegno, valvole di sicurezza e così via;
In base alle diverse forme strutturali, le valvole possono essere suddivise in valvole a saracinesca, valvole a otturatore (spesso chiamate Cocker), valvole a sfera, valvole a farfalla, valvole a membrana, valvole rivestite e così via.
Inoltre, a seconda dei materiali di produzione, le valvole si dividono in valvole in acciaio inossidabile, valvole in acciaio fuso, valvole in ghisa, valvole in plastica, valvole in ceramica e così via.
Nei manuali e nei campioni di riferimento è possibile trovare diverse opzioni per la scelta delle valvole; qui vengono presentati solo i tipi più comuni.
①Valvola a globo
Grazie alla sua struttura semplice, alla facilità di produzione e manutenzione, è ampiamente utilizzata nelle condotte a bassa e media pressione. Viene installata nello stelo della valvola, al di sotto del disco rotondo (testa della valvola) e della flangia del corpo valvola (sede della valvola), per interrompere il flusso del fluido.
Lo stelo della valvola può essere regolato tramite l'alzata della filettatura, determinando il grado di apertura della valvola e svolgendo un ruolo importante nella regolazione. Poiché l'effetto di interruzione del flusso della valvola si basa sulla tenuta di contatto tra la testa della valvola e la sede, non è adatta all'uso in condotte contenenti fluidi con particelle solide.
Le valvole a globo possono essere utilizzate in base alle caratteristiche del fluido da trattare, scegliendo il materiale più adatto per la testa, la sede e il corpo valvola. Qualora la valvola presentasse problemi di tenuta o danni alla testa, alla sede o ad altre parti, è possibile ripararla con metodi come la levigatura, la rettifica o la spianatura, al fine di prolungarne la durata.
② Valvola a saracinesca
È perpendicolare alla direzione del flusso del fluido mediante una o due piastre piane, con la superficie di tenuta del corpo valvola per realizzare lo scopo della chiusura. La piastra della valvola viene sollevata per aprire la valvola.
Piastra piana con rotazione dello stelo della valvola e sollevamento, con la dimensione dell'apertura per regolare il flusso del fluido. Questa valvola ha una bassa resistenza, buone prestazioni di tenuta, risparmio di manodopera per l'azionamento, particolarmente adatta per tubazioni di grande calibro, ma la struttura della valvola a saracinesca è più complessa, più tipologie.
In base alla struttura dello stelo, si distinguono steli aperti e steli scuri; in base alla struttura della piastra della valvola, si distinguono in tipo a cuneo, tipo parallelo e così via.
In genere, la piastra valvola di tipo a cuneo è costituita da una singola piastra, mentre quella di tipo parallelo ne utilizza due. Il tipo parallelo è più facile da produrre rispetto al tipo a cuneo, è di facile riparazione e non si deforma facilmente, ma non dovrebbe essere utilizzato per il trasporto di impurità nelle condotte, essendo più indicato per il trasporto di acqua, gas pulito, petrolio e altri fluidi.
③ Valvole a otturatore
Il tappo, comunemente noto come Cocker, è un dispositivo che utilizza un corpo valvola per inserire un tappo conico in un foro centrale, al fine di aprire e chiudere la tubazione.
I tappi, a seconda delle diverse forme di tenuta, possono essere suddivisi in tappi con guarnizione, tappi a tenuta d'olio e tappi senza guarnizione, e così via. La struttura del tappo è semplice, le dimensioni esterne sono ridotte, l'apertura e la chiusura sono rapide, è facile da usare, presenta una bassa resistenza al fluido e consente di realizzare facilmente valvole di distribuzione o di commutazione a tre o quattro vie.
La superficie di tenuta del tappo è ampia, soggetta a usura, la sostituzione è laboriosa e la regolazione del flusso non è semplice, ma la chiusura è rapida. Il tappo può essere utilizzato per pressioni e temperature inferiori o per fluidi contenenti particelle solide, ma non deve essere utilizzato per pressioni e temperature più elevate o per condotte di vapore.
④Valvola a farfalla
Appartiene a una tipologia di valvola a globo. La forma della sua testa è conica o aerodinamica, il che consente un migliore controllo del flusso di fluidi regolati, nonché la regolazione della pressione e del flusso. La valvola richiede un'elevata precisione di produzione e buone prestazioni di tenuta.
Utilizzato principalmente per il controllo della strumentazione o per il campionamento e altre condotte, ma non deve essere utilizzato per misurare la viscosità e la presenza di particelle solide nelle condotte.
⑤Valvola a sfera
La valvola a sfera, nota anche come valvola a centro sferico, è un tipo di valvola che si è sviluppata rapidamente negli ultimi anni. Utilizza una sfera con un foro al centro come elemento centrale della valvola, affidandosi alla rotazione della sfera per controllarne l'apertura o la chiusura.
È simile alla spina, ma più piccola della superficie di tenuta della spina, struttura compatta, consente un'operazione di azionamento più agevole ed è molto più diffusa della spina.
Grazie al miglioramento della precisione nella produzione delle valvole a sfera, queste non vengono più utilizzate solo nelle condotte a bassa pressione, ma anche in quelle ad alta pressione. Tuttavia, a causa delle limitazioni del materiale di tenuta, non sono adatte all'uso in condotte ad alta temperatura.
⑥ Valvole a membrana
Le valvole a membrana in gomma sono comunemente disponibili. L'apertura e la chiusura di queste valvole sono garantite da una speciale membrana in gomma, che viene fissata tra il corpo valvola e il coperchio, e il disco sotto lo stelo della valvola preme saldamente la membrana contro il corpo valvola per garantire la tenuta.
Questa valvola presenta una struttura semplice, una tenuta affidabile, una facile manutenzione e una bassa resistenza al fluido. È adatta per il trasporto di fluidi acidi e per condotte con solidi in sospensione, ma in genere non dovrebbe essere utilizzata per pressioni o temperature superiori a 60 °C, né per il trasporto di solventi organici e fluidi fortemente ossidanti.
⑦ Valvola di ritegno
Conosciute anche come valvole di non ritorno o valvole di ritegno. Vengono installate nella tubazione in modo che il fluido possa scorrere in una sola direzione, impedendo il flusso inverso.
Si tratta di una valvola a chiusura automatica, dotata di una valvola o di una piastra oscillante all'interno del corpo valvola. Quando il fluido scorre in modo regolare, il fluido apre automaticamente la valvola; quando il fluido rifluisce, il fluido stesso (o la forza di una molla) chiude automaticamente la valvola. In base alla diversa struttura, le valvole di ritegno si dividono in due categorie: a sollevamento e a oscillazione.
La valvola di ritegno a sollevamento ha la linguetta perpendicolare al movimento di sollevamento del canale della valvola, generalmente utilizzata in condotte orizzontali o verticali; la linguetta della valvola di ritegno rotativa è spesso chiamata piastra a bilanciere, il lato della piastra a bilanciere è collegato all'albero e può ruotare attorno ad esso. La valvola di ritegno rotativa è generalmente installata in condotte orizzontali, ma per diametri piccoli può essere installata anche in condotte verticali, prestando però attenzione a non superare portate eccessive.
Le valvole di ritegno sono generalmente adatte a condotte con fluidi puliti; non devono essere utilizzate condotte contenenti particelle solide o con fluidi viscosi. Le valvole di ritegno a sollevamento offrono prestazioni di chiusura migliori rispetto a quelle a battente, ma la resistenza al fluido è inferiore. In generale, le valvole di ritegno a battente sono più indicate per condotte di grande diametro.
⑧Valvola a farfalla
La valvola a farfalla è costituita da un disco rotante (o disco ovale) utilizzato per controllare l'apertura e la chiusura della tubazione. Si tratta di una struttura semplice, con dimensioni esterne ridotte.
A causa di problemi relativi alla struttura e al materiale di tenuta, le prestazioni della valvola in fase di chiusura sono scarse; è adatta solo per la regolazione di condotte a bassa pressione e di grande diametro, comunemente utilizzate per il trasporto di acqua, aria, gas e altri fluidi nelle tubazioni.
⑨ Valvola di riduzione della pressione
Lo scopo è ridurre la pressione del fluido a un certo valore nella valvola automatica, in modo che la pressione generale dopo la valvola sia inferiore al 50% della pressione prima della valvola. Ciò si basa principalmente su diaframma, molla, pistone e altre parti del fluido per controllare la differenza di pressione tra la valvola a farfalla e la sede della valvola, al fine di raggiungere lo scopo di riduzione della pressione.
Esistono molti tipi di valvole di riduzione della pressione, le più comuni sono quelle a pistone e quelle a membrana.
⑩ valvola di rivestimento
Per prevenire la corrosione del fluido, alcune valvole devono essere rivestite con materiali resistenti alla corrosione (come piombo, gomma, smalto, ecc.) sia nel corpo valvola che nella testa valvola; i materiali di rivestimento devono essere scelti in base alla natura del fluido.
Per facilitare il rivestimento, le valvole rivestite sono per lo più del tipo ad angolo retto o a flusso diretto.
⑪ Valvole di sicurezza
Per garantire la sicurezza della produzione chimica, nel sistema di tubazioni in pressione è presente un dispositivo di sicurezza permanente, ovvero la scelta di una specifica lamiera metallica di un determinato spessore, come ad esempio l'inserimento di una piastra cieca installata all'estremità della tubazione o in corrispondenza di un raccordo a T.
Quando la pressione nella tubazione aumenta, la piastra di rottura si rompe per consentire lo sfogo della pressione. Le piastre di rottura sono generalmente utilizzate in tubazioni a bassa pressione e di grande diametro, ma nella maggior parte delle tubazioni chimiche sono presenti valvole di sicurezza. Le valvole di sicurezza sono di vario tipo e possono essere suddivise in due categorie principali: a molla e a leva.
Le valvole di sicurezza a molla si basano principalmente sulla forza della molla per garantire la tenuta. Quando la pressione nella tubazione supera la forza della molla, la valvola si apre grazie al fluido presente, che viene scaricato, riducendo così la pressione.
Quando la pressione nella tubazione scende al di sotto della forza della molla, la valvola si richiude. Le valvole di sicurezza a leva si basano principalmente sulla forza del peso sulla leva per garantire la tenuta, secondo il principio di funzionamento delle valvole a molla. La scelta della valvola di sicurezza si basa sulla pressione e sulla temperatura di esercizio per determinare il livello di pressione nominale; la dimensione del suo calibro può essere calcolata facendo riferimento alle normative pertinenti.
La tipologia di struttura e il materiale della valvola di sicurezza devono essere selezionati in base alla natura del fluido e alle condizioni di esercizio. La pressione di avviamento, il collaudo e l'accettazione della valvola di sicurezza sono soggetti a disposizioni specifiche; la calibrazione periodica da parte del reparto sicurezza è obbligatoria, così come la sigillatura. Durante l'uso, non devono essere apportate modifiche arbitrarie per garantire la sicurezza.
Data di pubblicazione: 1° dicembre 2023