Nell'industria petrolifera e del gas, esistono varie valvole utilizzate per controllare e regolare il flusso di liquidi attraverso le tubazioni. Questi includono valvole a farfalla, di blocco, di ritegno, a saracinesca, a globo oa maschio.
L'industria petrolifera e del gas ha i propri standard da rispettare per le valvole. Queste linee guida sono state create dall'American Petroleum Institute (API) e accettate dalle autorità di regolamentazione di tutto il mondo. Queste regole mirano ad aumentare la sicurezza operativa, ridurre le condizioni ambientali e promuovere la sostenibilità all'interno di questo settore di attività.
Valvole industriali: in poche parole
Valvole industriali sono dispositivi meccanici che aprono, chiudono o ostruiscono parzialmente i passaggi per regolare il flusso di liquidi o gas all'interno di un sistema. Sono impiegati in varie applicazioni come l'approvvigionamento idrico, il trattamento delle acque reflue, la protezione antincendio, i sistemi di gestione del carburante e gli impianti di generazione di energia, tra gli altri.
Le valvole industriali hanno uno scopo primario: erogare fluidi a una velocità precisa, sigillare contro perdite e riflussi e mantenere una sensibilità ottimale alle variazioni di pressione e temperatura nella tubazione. Inoltre, devono fornire un'adeguata resistenza fisica e chimica contro la corrosione causata dai fluidi di servizio o dalle loro immediate vicinanze.
Le valvole industriali sono disponibili in quattro forme principali: ad azionamento manuale, ad azionamento automatico, ad alimentazione ausiliaria e ad isolamento lineare. Il guasto di una valvola industriale è un evento catastrofico che può interrompere altri processi nell'impianto. Ecco perché molte valvole sono progettate con meccanismi fail-safe per ridurre al minimo i danni nel caso in cui non possano svolgere le funzioni previste.
Quali tipi di valvole vengono utilizzati nell'industria petrolifera e del gas?
Le valvole industriali sono disponibili in una gamma di design per gestire varie pressioni. Con così tanti tipi di valvole disponibili sul mercato, può essere difficile identificarne una adatta alla propria applicazione. Fortunatamente, ci sono alcuni criteri di base che puoi utilizzare per restringere le tue scelte e trovare una corrispondenza perfetta per il tuo sistema.
Valvola a sfera
La valvola a sfera industriale regola il flusso di liquido, gas e vapore ruotando una sfera con un foro interno. Gli IBV possono essere azionati manualmente o automaticamente tramite fonti di alimentazione elettriche, pneumatiche e idrauliche per una maggiore comodità.
La valvola è composta da quattro parti principali: corpo, sfera, stelo e sede. Solitamente realizzato in ottone o lega dura come l'acciaio inossidabile, il corpo funge da controllo primario per il funzionamento della valvola.
Esistono diverse valvole a sfera, come i modelli flangiati, filettati e saldati. Possono essere a porta singola o multiporta, a seconda del numero di sedi e porte della valvola.
Valvola a saracinesca
La valvola a saracinesca industriale è un dispositivo utilizzato per regolare il flusso del fluido inserendo un cuneo rotondo o rettangolare nel percorso fino a bloccarlo completamente. Le applicazioni comuni per questa valvola includono acqua, impianti di trattamento delle acque reflue e sistemi di protezione antincendio per controllare le portate dei fluidi.
Il corpo valvola contiene tutte le parti operative della valvola. Inoltre, presenta opzioni di montaggio per le connessioni di ingresso e uscita del sistema.
Valvola a globo
Una valvola a globo industriale è un tipo di valvola che si trova comunemente nei settori petrolifero e del gas, chimico, della generazione di energia e del trattamento delle acque. Regolano il flusso del fluido, controllano la pressione e gestiscono la temperatura.
Le valvole a globo sono disponibili in una gamma di costruzioni in metallo e lega, nonché in plastica per soddisfare una vasta gamma di applicazioni. Tuttavia, la compatibilità dei materiali dipende dal tipo, dalla concentrazione e dalla temperatura del mezzo manipolato.
Valvola di ritegno
Una valvola di ritegno industriale è un dispositivo che regola il flusso di liquidi o gas in un sistema di tubazioni. A differenza di altre valvole, queste non necessitano di essere monitorate o regolate; piuttosto, si aprono e si chiudono automaticamente quando rilevano il flusso del fluido.
Le valvole di ritegno industriali sono essenziali in quasi tutti i settori in cui la prevenzione del riflusso è un problema, come petrolio e gas, cellulosa e carta, impianti di produzione di energia, navi marittime e altro ancora.
Valvola a farfalla
Un ingegnoso dispositivo per controllare il flusso del fluido. È dotato di un disco che ruota fino a 90 gradi per strozzare o chiudere la valvola, che può essere azionata manualmente con una chiave o automaticamente con un attuatore.
Le valvole a farfalla industriali sono disponibili in vari tipi di corpo, i due più popolari sono i corpi in stile lug e wafer che scorrono tra le flange dei tubi con fori per i bulloni che corrispondono a quelli sulla flangia.
Valvola criogenica
La valvola criogenica industriale (LCV) è un tipo di valvola progettata per lo stoccaggio e il trasporto di gas criogenici ad alta pressione e bassa temperatura. Questi gas hanno molti usi, come la produzione di strumenti metallici o il congelamento di alimenti e vaccini.
Le valvole criogeniche sono costituite da un corpo valvola, stelo, premistoppa e volantino o leva. Il corpo può essere realizzato in alluminio, monel o ottone, mentre lo stelo è solitamente in acciaio inossidabile o Inconel.
Valvola di sicurezza
Una valvola automatica che rilascia gas, vapore o fluido quando viene raggiunta una certa pressione aiuta a prevenire guasti catastrofici ed esplosioni in ambienti industriali.
La valvola di sicurezza più comunemente usata è la valvola a molla. Questi dispositivi funzionano comprimendo la loro molla all'aumentare della pressione del sistema, quindi rilasciandola per consentire la fuoriuscita di gas, vapore o fluido.
Questi sono disponibili in varie dimensioni e tipi. Alcuni non sono regolabili, mentre altri possono essere regolati per modificare la pressione impostata.
Valvola di controllo
Le valvole di controllo industriali sono elementi essenziali in molte centrali elettriche, cartiere e cartiere, processi di produzione chimica, operazioni di lavorazione petrolchimica, sistemi HVAC e reti di distribuzione del vapore. Queste valvole svolgono un ruolo significativo in questi sistemi e devono essere attentamente progettate, installate e sottoposte a manutenzione per ottenere prestazioni ottimali.
Le valvole di controllo possono essere azionate con attuatori ad azione rapida o ad azione lenta, a seconda del loro meccanismo di azionamento.
Materiali utilizzati nelle valvole industriali
I gusci delle valvole (corpi e coperchi) possono essere costruiti da fusioni o componenti forgiati o lavorati. Le fusioni vengono create versando il metallo fuso in uno stampo o modello prima di essere lavorato secondo necessità, mentre le parti forgiate vengono formate ponendo il metallo rovente sotto un'intensa pressione in una pressa per forgiatura.
Acciaio inossidabile
Popolari tra i produttori di valvole, le valvole in acciaio inossidabile offrono resistenza alla corrosione, durata e proprietà meccaniche superiori. Sono adatti per una varietà di ambienti di lavorazione che coinvolgono acqua, vapore, cloruro, aria umida o altri mezzi corrosivi.
Acciaio al carbonio
L'acciaio al carbonio ha un costo inferiore e un costo di lavorazione più semplice rispetto all'acciaio inossidabile ed è più resistente all'abrasione e al degrado termico. Ha anche una migliore resistenza all'usura e alla corrosione.
Ottone
Eccellente resistenza alla corrosione; tuttavia, può diventare dezincato in alcune applicazioni. L'ottone battuto è una forma di forgiatura con numerosi vantaggi, inclusa la lavorabilità.
Superleghe
Monel, Inconel e Alloy 20 sono leghe di nichel-cromo comunemente utilizzate per rivestire le parti interne delle valvole. Questi composti di nichel-cromo possiedono eccezionali proprietà di resistenza alla corrosione, che li rendono adatti all'uso in ambienti corrosivi.
Poliuretano
Durevole e resistente all'abrasione, il poliuretano è un materiale popolare per le parti di rivestimento interne ed esterne. Sebbene possa resistere a temperature e pressioni elevate, non dovrebbe essere utilizzato a temperature criogeniche (ultra basse) poiché diventa fragile a temperature più basse.
Componenti della valvola
Una valvola è un complesso dispositivo meccanico che utilizza diverse parti per regolare il flusso del fluido. Trova applicazione in numerosi processi industriali come il trattamento delle acque e delle acque reflue, la generazione di energia, l'estrazione mineraria, la lavorazione degli alimenti, la produzione di prodotti chimici/plastica, l'estrazione di petrolio e gas e altro ancora.
Il corpo di una valvola è realizzato in acciaio fuso o forgiato con connessioni flangiate, filettate o saldate. Questo guscio ospita tutte le parti interne e le finiture del dispositivo.
- Attuatore
Un attuatore della valvola è una parte responsabile dello spostamento del gruppo stelo e disco all'interno di una valvola. Può essere azionato manualmente con volantino, leva, ingranaggi o catene; o elettricamente tramite un motore, un solenoide pneumatico o un meccanismo idraulico.
- Cofano
Il cofano è una copertura che fissa saldamente lo stelo della valvola al suo corpo. Generalmente, questa parte è imbullonata al corpo della valvola per una maggiore sicurezza.
- Stelo
Uno stelo è una parte cilindrica o sferica che collega il gruppo disco a un attuatore, trasmettendo forza. Gli steli delle valvole manuali sono lisci, mentre gli steli controllati dal motore elettrico hanno filettature per una più facile filettatura.
- Posto a sedere
Le sedi delle valvole e le superfici delle sedi dei dischi sono indurite mediante stellite o trattamento termico per evitare l'usura, che è un problema comune con le valvole in metallo con sede dura.
- Giogo
Un giogo è una coppia di bracci che collegano il corpo della valvola o il coperchio a un attuatore e supportano i bulloni del premistoppa. Generalmente realizzato in materiale monopezzo. Tuttavia, può anche essere costituito da due pezzi separati per un supporto extra.
- Imballaggio
La baderna è un materiale fibroso (lino o materiali a base di lino) o un composto che crea una tenuta tra le parti interne di una valvola e dove sporge il suo stelo. Questa baderna è essenziale per il controllo della perdita di fluido e per proteggere lo stelo da eventuali danni.
Le parti non di mantenimento della pressione si riferiscono a quelle parti utilizzate su valvole diverse da quelle di mantenimento della pressione. Questi includono le sedi delle valvole, lo stelo, il giogo, la baderna, i bulloni del premistoppa, le boccole, il volantino e gli attuatori.
Cos'è WOG per le valvole?
WOG per valvole è un termine usato per descrivere la pressione nominale di una valvola. Questa valutazione si riferisce alla pressione massima che la valvola può sopportare mentre lavora in acqua o olio. In generale, maggiore è il valore WOG, migliori saranno le prestazioni della valvola. Tuttavia, potresti scoprire che alcune valvole hanno valori di pressione più elevati rispetto ad altre. In tal caso, è necessario leggere attentamente il manuale del produttore prima di acquistare una nuova valvola.
Quando si osserva la valutazione WOG di una valvola, ricordare che la designazione CWP sta per "Cold Working Pressure" e indica la pressione nominale per la valvola a 100 gradi Fahrenheit. Ad esempio, una valvola che ha un CWP di 600 rappresenta un WOG di 600 PSI. In alternativa, una valvola con un WOG di 1000 è una valvola "1000 PSI".
Cosa sono gli standard API?
L'American Petroleum Institute (API) ha creato e mantiene standard di settore progettati per contribuire a garantire un elevato livello di affidabilità e sicurezza nell'industria petrolifera e del gas. Gli standard riguardano argomenti come materiali, progettazione, produzione, collaudo e marcatura delle parti. L'utilizzo degli standard API può accelerare lo sviluppo del prodotto, ridurre i costi e ridurre al minimo la confusione. Sono anche accettati più facilmente dalle autorità di regolamentazione internazionali e statali.
Ad esempio, l'API 6D definisce i requisiti per la progettazione e la produzione di una valvola a saracinesca. Il design include anche un'ulteriore tolleranza alla corrosione, che si riflette nello spessore delle sue pareti. Queste specifiche stabiliscono anche le dimensioni della valvola. Se la valvola viene utilizzata in un ambiente "acido", si applicherà lo standard NACE MR-0175. Lo standard API 600 specifica le dimensioni importanti per le valvole a saracinesca.
Le specifiche di queste valvole industriali sono molto specifiche per l'applicazione specifica per cui sono progettate. Queste valvole sono utilizzate per controllare il flusso di petrolio e gas in vari tipi di pozzi. In alcuni casi, le valvole sono in grado di gestire particelle trascinate, mezzi abrasivi o gas acido. Le valvole in questi ambienti dovrebbero gestire le condizioni operative più difficili. I monogrammi API possono essere trovati su molti tipi di valvole.
Conclusione
Selezionare la valvola ideale per il tuo progetto o applicazione è una decisione critica. Ci sono numerosi fattori che entrano nella selezione di una valvola ideale, come il design, le dimensioni e l'azionamento. Tenendo presenti questi fattori, è possibile trovare una soluzione che soddisfi tutti i requisiti proteggendo al tempo stesso sia il processo che le apparecchiature da eventuali danni.
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