Nel controllo del flusso industriale, le valvole a farfalla svolgono un ruolo importante in impianti di trattamento delle acque e reti elettriche.
In qualità di ingegnere o specialista degli acquisti, la decisione tra una valvola a farfalla con sede metallica e una valvola a farfalla con sede morbida è cruciale. La scelta del materiale di tenuta sbagliato può portare a perdite premature, costosi arresti imprevisti e seri rischi per la sicurezza.
Questo articolo discute le differenze tra valvole con sede metallica e con sede morbida, le loro caratteristiche, specifiche e applicazioni. Aiuterà ingegneri e acquirenti a decidere i tipi di valvole in base agli standard ISO 5208.
Valvole a farfalla con sede morbida: caratteristiche e specifiche
Una valvola a farfalla con sede morbida utilizza un materiale elastico non metallico per la superficie di tenuta. Quando il disco si chiude, preme contro la guarnizione morbida. Ecco perché è chiamata valvola con sede morbida.
Il materiale della valvola si deforma leggermente e riempie le microscopiche fessure tra il bordo del disco e la sede. Ciò si traduce in una tenuta ermetica e priva di perdite.
Questo design è evidente anche nella sede resiliente valvola di controllo a farfalla. Un altro tipo è la valvola a farfalla con sede incollata, dove la sede è incollata direttamente all'interno del corpo durante la produzione. Questa costruzione rende la sede inseparabile dal corpo. Aiuta a ridurre le parti di assemblaggio, ma significa anche che è necessario sostituire il corpo quando la sede si usura.
Materiali comuni utilizzati nelle valvole a sede morbida
Questa sezione discute i diversi materiali e le specifiche tecniche utilizzate nelle valvole con sede morbida. Ogni materiale è adatto a diversi fluidi, che dipendono dalla temperatura, dalla compatibilità chimica e dalla frequenza di cicli della valvola.
- EPDM (Etilene Propilene Diene Monomero) – Resiste all'ozono, al calore e all'invecchiamento. Può operare a temperature da -40°C a 120°C. Utilizzato in sistemi di acqua dolce, acque reflue e acqua di mare.
- NBR (Nitrile/Buna-N) – Scelta standard per fluidi a base di petrolio e gas naturale. Buona resistenza all'olio e all'abrasione. Può operare a temperature comprese tra -30°C e 90°C.
- PTFE (Politetrafluoroetilene) – Ha una resistenza chimica quasi universale. Tipicamente utilizzato in condotte farmaceutiche, chimiche e acido/alcaline. Disponibile in gradi conformi alla FDA. Può operare a temperature comprese tra -196°C e 200°C.
- Viton (FKM) – Può gestire temperature leggermente più elevate rispetto alla gomma standard. Ha un'eccellente resistenza chimica. Comune in applicazioni con solventi aggressivi e carburanti.
Caratteristiche e specifiche delle valvole a farfalla con sede metallica
Una valvola a farfalla con sede metallica utilizza metallo sia sul bordo del disco che sulla sede. La valvola utilizza materiali come una combinazione di acciaio inossidabile, acciaio con grafite o superfici in acciaio legato rivestite con Stellite o carburo di tungsteno (processo HVOF).
Il contatto metallo-metallo non è così conforme come la gomma. Le valvole con sede metallica utilizzano spesso una doppia eccentrica O tripla eccentrica (TOV) geometria per ottenere una tenuta affidabile. Le valvole a triplo eccentrico spesso soddisfano gli standard API 609 per valvole a farfalla ad alte prestazioni.
Il design eccentrico aiuta a sollevare il disco dalla sede durante l'uso. Entra in contatto solo pochi gradi prima della chiusura. Questo aiuta a ridurre l'usura della sede e prolunga la durata di servizio.
D'altra parte, la superficie di tenuta del design a triplo eccentrico forma un angolo conico anziché trovarsi al centro della valvola. All'apertura o alla chiusura, il disco si incastra nella sede senza sfregare. La forza di tenuta deriva dalla posizione finale del disco e non dall'attrito.
Questo design rende la valvola con sede metallica più resiliente di una valvola con sede morbida. Può resistere a vapore ad alta pressione, fanghi abrasivi, GNL criogenico, e flussi chimici corrosivi.
Confronto tra valvole con sede metallica e con sede morbida
In questa sezione, imparerai le principali differenze di ciascun tipo di valvola. Questo ti aiuterà a scegliere il tipo di valvola migliore a seconda dell'applicazione.
1. Prestazioni di tenuta
Le valvole con sede morbida raggiungono una perdita visibile pari a zero, in conformità con gli standard ISO 5208 Classe VI. Questo le rende la scelta giusta per sistemi di distribuzione dell'acqua o linee farmaceutiche.
Le valvole con sede metallica consentono una perdita minore e controllata, che aderisce agli standard ISO 5208 Classe IV o Classe V. Queste sono accettabili nella maggior parte dei processi industriali. Il vantaggio delle sedi metalliche è che non invecchiano, non si gonfiano né si induriscono come i polimeri. Ciò le rende affidabili per una stabilità di tenuta a lungo termine.
2. Intervallo di temperatura
Le valvole con sede morbida falliscono quando superano i limiti del loro materiale. L'EPDM si degrada se sottoposto a temperature superiori a 120°C. Il PTFE è limitato a 200°C. Oltre tali temperature, sono richieste valvole con sede metallica.
Le valvole con sede metallica sono resistenti alla temperatura da -196°C a 600°C. Le sedi in lega possono resistere ad alte temperature, il che le rende adatte per le linee di vapore delle centrali elettriche e le unità di distillazione delle raffinerie.
L'acciaio inossidabile austenitico può resistere a temperature molto basse, il che lo rende adatto per una valvola a farfalla criogenica in terminali GNL e servizio di gas liquefatto. Il PTFE e la gomma possono congelare e frantumarsi a temperature molto basse.
3. Pressione nominale
Le valvole con sede morbida possono operare all'interno delle classi di pressione PN10 a PN16. Ciò le rende adatte per l'approvvigionamento idrico e le linee industriali leggere.
I design con sede metallica possono resistere a pressioni PN25, PN40 e superiori. Sono adatti per vapore ad alta pressione, trasmissione di gas e sistemi idraulici.
4. Resistenza all'abrasione e alla corrosione
Le valvole con sede morbida sono soggette a erosione e abrasione. Particelle come sabbia fine o polveri di catalizzatore graffiano le sedi morbide e causano perdite premature nelle valvole con sede in gomma o PTFE.
Le sedi metalliche rivestite con Stellite (lega cobalto-cromo) sono resistenti all'erosione da particelle. I rivestimenti proteggono dall'attacco chimico in ambienti acidi, alcalini e ossidanti.
5. Durata di servizio e manutenzione
Normalmente, una valvola con sede morbida dura da tre a cinque anni prima che la sede necessiti di sostituzione. La sede morbida è più facile da sostituire rispetto a una sede metallica lavorata. Tuttavia, le sedi morbide si degradano più velocemente in condizioni difficili e richiedono una manutenzione più frequente.
Le sedi metalliche durano più di dieci anni in servizio gravoso grazie ai loro rivestimenti protettivi. Le riparazioni sono più costose, ma gli intervalli di manutenzione sono più lunghi.
6. Costo
Le valvole con sede morbida sono più economiche da 30% a 50% perché i loro requisiti di materiale e lavorazione sono più semplici. I design con sede metallica sono più costosi. Richiedono lavorazioni di precisione di geometrie eccentriche e l'applicazione di rivestimenti resistenti all'usura.
Se il tuo progetto prevede un servizio ad alta temperatura o abrasivo, è più conveniente investire in una sede valvola metallica. Ciò si traduce in tempi di inattività ridotti e meno sostituzioni.
7. Differenze strutturali
Le valvole con sede morbida utilizzano tipicamente un design concentrico (linea centrale) in cui il disco e lo stelo condividono lo stesso asse. D'altra parte, i modelli con sede metallica utilizzano geometrie doppie o triple eccentriche. Ciò aiuta a minimizzare il contatto della sede durante la corsa, il che è fondamentale per mantenere una tenuta metallo-metallo durevole.
Poiché il disco si incastra saldamente nella sede metallica, questi design richiedono una coppia operativa maggiore. Di conseguenza, un valvola a farfalla con attuatore è standard per installazioni con sede in metallo.
Applicazioni industriali: valvole con sede metallica e con sede morbida
Questa tabella riassume le applicazioni comuni in cui vengono utilizzate valvole con sede morbida e sede in metallo:
| Categoria Industriale | Valvole con sede morbida | Valvole con sede in metallo |
| Trattamento delle acque | Trattamento acque municipali e reflue | Generalmente non richiesto; a meno che non sia alta pressione/temperatura. |
| Energia e Combustibili | Non raccomandato per combustibili ad alta temperatura. | Raffinerie di petrolio e gas, oleodotti grezzi e gasdotti di trasmissione. |
| Produzione di energia | Limitato ad acqua di servizio a bassa temperatura. | Linee di vapore surriscaldato, acqua di alimentazione caldaia e sistemi di gas di scarico. |
| Chimico e Farmaceutico | Alimentare, bevande, farmaceutico (conforme FDA) e lavorazione chimica leggera. | Impianti petrolchimici, fluidi corrosivi ad alta pressione e design antincendio. |
| Industriale Pesante | Non adatto per fluidi abrasivi. | Estrazione mineraria, metallurgia, trasporto di fanghi, movimentazione di ceneri e lavorazione di minerali. |
| Applicazioni Specializzate | Fallisce in condizioni di freddo estremo. | Applicazioni di valvole a farfalla criogeniche (ad es. servizio GNL a -196°C). |
Conclusione
La scelta della valvola giusta dipende molto dalle specifiche condizioni operative. I design con sede morbida offrono tenuta zero e costi inferiori per sistemi a temperatura moderata e puliti. I design con sede metallica offrono durata e resistenza per fluidi abrasivi, ad alta temperatura o criogenici.
L'ingegneria di precisione si basa sulla collaborazione con produttori esperti di valvole a farfalla con sede metallica. Ciò garantisce l'accesso a materiali certificati e rivestimenti tracciabili. Il prezzo della valvola a farfalla con sede metallica può variare in base al materiale e alla complessità, ma la lunga durata di servizio giustifica l'investimento.
Xintai Valves, produttore di varie valvole industriali, offre una varietà di dimensioni di valvole a farfalla con sede metallica per il tuo progetto. Contattaci per un supporto tecnico esperto.
