La pressione massima per una valvola a saracinesca dipende dal suo design, materiale, dimensione e temperatura operativa. Le valvole residenziali standard sono classificate per 100-200 PSI, ma una valvola a saracinesca ad alta pressione costruita per il servizio industriale può sostenere pressioni superiori a 20.000 PSI in applicazioni specializzate nel settore petrolifero.
Cosa determina la pressione nominale
La pressione nominale non è un singolo numero fisso. Varia a seconda di diversi fattori che agiscono insieme.
Temperatura
Man mano che la temperatura operativa aumenta, la resistenza del materiale diminuisce e la pressione ammissibile cala di conseguenza.
Una valvola classificata per 5.000 PSI a 100°F potrebbe essere sicura solo a 3.000 PSI a 600°F.
Leggere solo la classificazione della pressione ambiente e fermarsi lì è un errore di specifica che si presenta ripetutamente negli acquisti industriali, ed è completamente evitabile.
Costruzione del materiale
L'acciaio forgiato produce un corpo più denso e resistente rispetto all'acciaio fuso. Per il servizio con vapore ad alta pressione e idrocarburi, i corpi forgiati superano le alternative fuse sia in termini di resistenza che di affidabilità a lungo termine.
Il riporto duro sulla sede e sulla superficie dell'otturatore è altrettanto importante. Materiali come il Carburo di Tungsteno e lo Stellite 6 resistono all'erosione che il flusso ad alta pressione provoca all'interfaccia di tenuta. Senza di essi, l'usura della sede accelera e ne consegue una perdita.
Design del coperchio
I design con coperchio imbullonato hanno limiti nel servizio ad alta pressione perché gli elementi di fissaggio sopportano il carico di tenuta.
Al di sopra di una certa soglia, la sola tensione del bullone non è sufficiente a mantenere la tenuta.
I design con tenuta a pressione risolvono questo problema utilizzando la pressione interna per stringere la tenuta. Più il sistema spinge, più la tenuta diventa ermetica.
Configurazione del foro
Le valvole a saracinesca a passaggio totale mantengono lo stesso diametro interno della tubazione. Ciò mantiene bassa la caduta di pressione e consente il passaggio dei 'pig' per la pulizia delle tubazioni. Le valvole a passaggio ridotto sono più compatte e leggere, ma l'apertura più stretta aumenta la resistenza al flusso attraverso la valvola. Nelle applicazioni petrolifere e di condotte ad alta pressione, la scelta tra i due tipi influisce sia sull'efficienza operativa che sull'accesso per la manutenzione.
Standard di pressione nominale
Le valvole a saracinesca industriali seguono due principali sistemi di classificazione.
Le classi ASME/ANSI vanno dalla Classe 150 alla Classe 4500. Una valvola di Classe 150 sopporta circa 285 PSI a temperatura ambiente. Una valvola di Classe 2500 sopporta circa 6.250 PSI nelle stesse condizioni.
Le classificazioni PN sono utilizzate nelle specifiche europee e internazionali, vanno da PN10 a PN400 e rappresentano la capacità di pressione in bar.
Una valvola classificata per alta pressione a 100°F può vedere tale classificazione dimezzarsi a 800°F. Leggere sempre la curva completa pressione-temperatura, non solo il valore ambiente.
Per le applicazioni petrolifere, API 6A specifica classificazioni di pressione di 2.000, 3.000, 5.000, 10.000, 15.000 e 20.000 PSI, comunemente indicate come da 2M a 20M. Queste coprono le attrezzature di testa pozzo e di superficie nella produzione di petrolio e gas, dove le condizioni operative sono più impegnative.
Per maggiori informazioni su come queste classificazioni si applicano a diverse condizioni di servizio, la nostra guida alla progettazione di valvole a saracinesca ad alta pressione approfondisce le specifiche per tipo di applicazione.
Valvole a saracinesca con tenuta a pressione
La valvola a saracinesca con tenuta a pressione è lo standard industriale per centrali elettriche, sistemi a vapore e raffinerie di petrolio che operano al di sopra di 1.450 PSI.
La tenuta del coperchio si stringe all'aumentare della pressione interna. Le prestazioni migliorano esattamente nelle condizioni in cui un coperchio imbullonato inizierebbe a cedere.
Queste valvole operano da Classe 900 a Classe 4500, sostenendo pressioni da circa 2.200 PSI fino a 10.000 PSI e oltre. Sono anche classificate per temperature fino a 580°C, posizionandole in tutte le applicazioni di generazione di energia supercritica e vapore ad alta pressione.
Le guarnizioni argentate nei design con tenuta a pressione richiedono un'attenzione specifica durante i transitori termici. Una guarnizione schiacciata durante rapidi cambiamenti di temperatura produce perdite che i programmi di manutenzione standard non prevedono.
Alcuni design con tenuta a pressione utilizzano anche steli non ascendenti per ridurre l'usura della guarnizione e la coppia operativa nelle configurazioni a saracinesca a lastra ad alta pressione. Confermare questo durante la specifica su applicazioni in cui è prevista un'operazione frequente.
Se stai specificando valvole con tenuta a pressione per servizio ciclico, il nostro analisi dettagliata della valvola a saracinesca con tenuta a pressione rivela i dettagli costruttivi e cosa monitorare in servizio.
Come la dimensione della valvola influisce sulla pressione massima
Dimensioni e pressione si muovono in direzioni opposte.
All'aumentare del diametro della valvola, la forza che agisce sulla saracinesca aumenta. Le valvole più grandi necessitano di una costruzione più robusta per sostenere la stessa pressione di quelle più piccole.
Una valvola a saracinesca da 6” costruita secondo gli standard API 6A può sostenere da 10.000 a 15.000 PSI in servizio di giacimento petrolifero ad alta pressione.
Una valvola a saracinesca da 8” della stessa classe richiede un corpo più sostanziale perché l'area del foro più grande moltiplica la forza che la saracinesca deve resistere.
Per applicazioni a piccolo diametro, API 602 copre valvole a saracinesca in acciaio forgiato da 1/4 di pollice a 2 pollici, classificate fino a 10.000 PSI. Questi sono design compatti e ad alta resistenza utilizzati dove lo spazio è limitato e le richieste di pressione sono elevate.
Le valvole a saracinesca di grande diametro in servizio ad alta pressione spesso necessitano di sistemi di bypass installati. Senza uno, la pressione differenziale attraverso la saracinesca rende la valvola impossibile da azionare e danneggia la sede all'apertura.
Valvole a saracinesca parallele in servizio vapore ad alta pressione
La valvola a saracinesca parallela utilizza due dischi paralleli anziché un cuneo per sigillare contro la sede.
Questo elimina l'effetto di blocco che le valvole a cuneo sviluppano nelle applicazioni a vapore ad alta temperatura, dove l'espansione termica blocca il cuneo contro la sede.
I design a saracinesca parallela sono ben adatti ai sistemi di caldaie e alle linee di vapore ad alta pressione che eseguono cicli termici frequenti. Operano tra la classe ASME 150 e la classe 2500 e richiedono una coppia operativa inferiore rispetto alle alternative a saracinesca a cuneo nelle stesse condizioni.
Acquedotti e applicazioni a bassa pressione
Non tutte le applicazioni richiedono pressioni nominali di grado industriale.
La valvola a saracinesca Kennedy è costruita per servizi idrici e di acque reflue, con una pressione nominale da 200 a 250 PSI per i design standard a cuneo resiliente e fino a 350 PSI per le serie di protezione antincendio.
La valvola a saracinesca MJ, un design a giunto meccanico utilizzato nelle installazioni idriche sotterranee, opera a una pressione di esercizio di 250 PSI.
Entrambe sono affidabili per il servizio a cui sono destinate. I problemi iniziano quando una valvola classificata per acquedotti finisce in un'applicazione industriale a pressione più elevata perché la dimensione del tubo non corrisponde. La classe di pressione e la dimensione del tubo sono specifiche separate e devono essere trattate come tali.
Sostituzione della valvola a saracinesca ad alta pressione: cosa verificare
La sostituzione di una valvola a saracinesca ad alta pressione non è così semplice come abbinare il diametro del tubo. Ecco come dovresti procedere con la sua verifica.
Ricontrollare la curva pressione-temperatura
Non fare affidamento solo sulla pressione nominale ambiente. Riverifica insieme la pressione e la temperatura massime del sistema prima di selezionare una sostituzione.
Corrispondenza di materiale, stile del coperchio e connessioni terminali
Sostituire l'acciaio forgiato A105 con un'alternativa fusa nel servizio a vapore ad alta pressione introduce un rischio di guasto.
Il passaggio da un cofano imbullonato a un design a tenuta di pressione modifica l'ingombro della valvola e influisce sulla disposizione delle tubazioni intorno ad essa.
Anche le connessioni terminali devono corrispondere esattamente. Sostituire una connessione a saldare di testa con un'alternativa flangiata su una linea ad alta pressione richiede modifiche alle tubazioni che raramente vengono considerate in fase di approvvigionamento.
Per servizi ad alta pressione che richiedono un corpo forgiato, la nostra valvola a saracinesca a cuneo forgiata copre classi di pressione esigenti nella costruzione in acciaio forgiato. Laddove le condizioni di servizio consentono la costruzione in fusione, la valvola a saracinesca a cuneo in fusione è un'alternativa conveniente.
Condizione della sede, guarnizioni e approvvigionamento
Controllare le condizioni della sede sulle valvole con sede metallica prima di sostituire l'intera unità. Le sedi metalliche rinnovabili possono spesso essere ripristinate piuttosto che sostituite completamente.
Per temperature superiori a 232°C, è richiesta una guarnizione in grafite. Il PTFE cede a quelle temperature e non dovrebbe essere specificato al di sopra di tale soglia.
Il collaudo idrostatico sulle valvole ad alta pressione viene eseguito a 1,5 volte la MAWP. Una valvola da 10.000 PSI viene testata a 15.000 PSI. Verificare che qualsiasi sostituzione sia accompagnata da documentazione che ne confermi il collaudo secondo tale standard.
Quando si cercano ricambi, il catalogo delle valvole a saracinesca Powell elenca i design con tenuta a pressione API 600 dalle Classi 600 alla 4500, incluse configurazioni a cuneo e parallele per servizi industriali gravosi.
Conclusione
Personalizza la valvola perfetta per il tuo progetto! Richiedi un preventivo ed esplora le nostre opzioni personalizzate.
Una valvola che sembra corretta sulla carta ma non corrisponde alla curva pressione-temperatura effettiva del sistema non durerà a lungo. Nel servizio ad alta pressione, tale guasto raramente si ferma alla valvola stessa.
Se stai lavorando a una specifica di valvola a saracinesca e hai bisogno di indicazioni sul design giusto per la tua applicazione, contatta il nostro team e ti aiuteremo a trovare la soluzione giusta.
