La valvola a farfalla ha componenti vitali in molti settori del controllo dei fluidi. La sua facilità di funzionamento la rende anche la scelta preferita. L'industria chimica è una di quelle industrie in cui le valvole a farfalla sono richieste in abbondanza.
Nella scelta del tipo di valvola, molti fattori importanti dovrebbero essere considerati dagli ingegneri.
UN lavorazione chimica valvola a farfalla è vitale nell'industria chimica. Può gestire fluidi diversi, adattarsi a tubazioni di grande diametro e funzionare con una semplice azione a quarto di giro.
Questo articolo esamina i componenti principali, i principi di funzionamento e i criteri di selezione che contano di più per i responsabili degli acquisti e gli ingegneri di impianto.
Cos'è una valvola a farfalla?
Una valvola a farfalla è un dispositivo rotativo a quarto di giro controllo del flusso dispositivo. Utilizza un disco rotante per arrestare, avviare o regolare il flusso di fluidi attraverso una tubazione.
A differenza delle valvole a saracinesca o a globo, il disco rimane sempre all'interno del percorso del flusso. Il suo profilo sottile crea pochissima resistenza quando è completamente aperto.
Le valvole a farfalla sono ampiamente utilizzate come valvole per l'industria chimica. Gestiscono liquidi, gas, fanghi e mezzi semi-corrosivi in diverse condizioni di processo.
Le dimensioni standard vanno da 1 pollice a oltre 200 pollici di diametro. Le pressioni nominali vanno tipicamente da 150 psi a 740 psi di pressione di lavoro a freddo.
La capacità di temperatura dipende dal materiale della sede selezionato. I design con sede resiliente operano da -25°F a 300°F (ASME Classe 150). I design ad alte prestazioni si estendono fino a 450°F. Le valvole a farfalla con sede metallica possono sopportare temperature fino a 1.000°F.
I quattro componenti principali di una valvola a farfalla
Ogni valvola a farfalla ha gli stessi quattro componenti fondamentali. La comprensione di ciascuno di essi ti aiuta a selezionare la configurazione giusta per il tuo specifico servizio chimico.
1. Corpo
Il corpo valvola si monta direttamente tra due flange di tubazione. Le due configurazioni del corpo valvola sono di tipo wafer e lug.
Il corpo wafer si posiziona tra le flange e si affida ai bulloni delle flange per la compressione. Costa meno e non trasferisce alcun carico di tubazione attraverso la valvola.
Il corpo lug ha fori per bulloni filettati che corrispondono al modello della flangia del tubo. Supporta il servizio a fine linea e consente la rimozione della tubazione a valle senza disturbare la valvola.
I materiali del corpo delle valvole includono ghisa, ghisa duttile (ASTM A536), acciaio al carbonio (ASTM A216 WCB) e acciaio inossidabile (CF8M/316). La selezione del materiale dipende dalla chimica del fluido e dalla temperatura operativa.
2. Disco
Il disco è il membro di chiusura del flusso della valvola. La rotazione della valvola di un quarto di giro la apre o la chiude completamente. Questo è equivalente a una saracinesca in una valvola a saracinesca o una sfera in una valvola a sfera.
La geometria del disco determina le caratteristiche di flusso e la coppia operativa. Ci sono tre design di profilo comuni nel servizio chimico.
Il primo è il disco concentrico, che è montato al centro, a basso costo e adatto per servizi a bassa pressione.
Il secondo è il disco a doppia eccentricità, che ha un albero decentrato che riduce l'attrito di contatto della sede e prolunga la durata della sede.
Infine, il disco a tripla eccentricità. La sua attrito di apertura quasi nullo è ideale per prodotti chimici aggressivi e temperature fino a 1.000°F.
3. Stelo
L'albero trasmette la coppia rotazionale dall'attuatore al disco. È disponibile come albero monopezzo o come gruppo albero diviso in due pezzi.
Nei design con sede resiliente, l'albero è completamente isolato dal fluido di processo. Ciò consente una selezione economica di acciaio al carbonio o acciaio inossidabile senza sacrificare la protezione dalla corrosione.
Le valvole a farfalla ad alte prestazioni espongono lo stelo ai fluidi di processo. Lo stelo deve soddisfare i requisiti di compatibilità e resistenza meccanica sotto i carichi di tenuta.
4. Sede
La sede crea una tenuta ermetica tra il bordo del disco e il corpo valvola. È il componente chimicamente più critico nelle applicazioni con fluidi corrosivi.
I materiali comuni per le sedi e le loro proprietà chiave includono i seguenti:
- EPDM: adatto per acqua, vapore e fluidi chimici leggeri fino a 120°C.
- NBR (Nitrile): compatibile con oli e idrocarburi, con una temperatura massima di 80°C.
- PTFE / RTFE: ampia compatibilità chimica, con un intervallo di temperatura da -40°C a 200°C, il più comune per applicazioni chimiche.
- Rivestimento in PFA: IL valvola a farfalla con rivestimento in PFA per il trattamento chimico incapsula completamente il corpo e lo stelo. Questo isola tutte le parti metalliche da fluidi corrosivi o ultra-puri, eliminando la necessità di costosi corpi in lega.
I design ad alte prestazioni utilizzano sedi attivate dalla linea, dove la pressione della tubazione aumenta la forza di tenuta. Le opzioni di sedi metalliche a prova di incendio garantiscono l'integrità della chiusura durante e dopo eventi termici (secondo i requisiti API 607 / ISO 10497 ).
Come funziona una valvola a farfalla?
Uno dei motivi per cui una valvola a farfalla è richiesta è la sua operatività rapida e semplice. L'azione a 90 gradi o quarto di giro aziona facilmente la valvola in posizione aperta/chiusa.
In the closed position, the disc sits perpendicular to the flow direction. It blocks the entire pipe bore and prevents fluid passage.
A 90-degree rotation moves the disc parallel to the flow path. This creates an annular opening around the disc edge, allowing fluid through with minimal resistance.
Il profilo aerodinamico del disco riduce la turbolenza e la caduta di pressione. Le valvole a farfalla sono più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle valvole a saracinesca o globulari in applicazioni di grande diametro.
Le valvole a farfalla supportano sia il servizio on-off che il servizio di modulazione (strozzamento). Le caratteristiche di flusso dipendono dal design del disco e dal tipo di attuatore.
Una percentuale uguale è la caratteristica più comune per le applicazioni di dosaggio chimico e controllo della pressione.
I tipi lineari sono preferiti quando è disponibile più del 25% della caduta di pressione del sistema attraverso la valvola.
I tipi ad apertura rapida sono utilizzati per un rapido isolamento. Questi sono raramente raccomandati per la modulazione continua.
Si noti che le valvole a farfalla non sono a passaggio totale. Non sono compatibili con operazioni di pigging o swabbing.
Quali sono i metodi di attuazione per le applicazioni di processo chimico?
La scelta dell'attuatore giusto influisce direttamente sull'affidabilità del processo e sui costi del ciclo di vita. Ogni metodo di attuazione è adatto a diverse condizioni operative.
- Manuale (volantino/leva/azionamento a ingranaggi): adatto per operazioni infrequenti e valvole inferiori a DN 200.
- Attuatore elettrico: fornisce un posizionamento preciso tramite un segnale di controllo 4-20 mA. Comune nei sistemi automatizzati di dosaggio chimico e di lavorazione a lotti.
- Attuatore pneumatico: utilizza aria compressa pulita per una risposta rapida. Preferito negli impianti chimici che richiedono attuazione ATEX o antideflagrante.
- Attuatore idraulico: gestisce servizi di grande diametro e ad alta pressione in cui la coppia elettrica o pneumatica è insufficiente.
Le valvole a farfalla richiedono una coppia operativa significativamente inferiore rispetto alle valvole a saracinesca di dimensioni equivalenti. Ciò riduce i requisiti di dimensionamento dell'attuatore e abbassa il costo complessivo del sistema.
Perché le valvole a farfalla eccellono nell'industria chimica
Molteplici fattori tecnici e commerciali posizionano la valvola a farfalla come una delle migliori soluzioni di valvole industriali per impianti di trasformazione chimica.
Ecco i vantaggi di una valvola a farfalla per la trasformazione chimica in contesti industriali:
- Le valvole a farfalla richiedono meno spazio, manodopera e supporto per tubazioni rispetto a valvole a saracinesca o equivalenti. valvole a globo.
- Meno parti in movimento significano meno punti di usura. Ciò riduce direttamente gli intervalli di manutenzione e i tempi di fermo non pianificati nei processi chimici continui.
- Le valvole a farfalla sono compatibili con vari materiali come PTFE, RTFE e PFA. Questi rivestimenti resistono ai prodotti chimici corrosivi, eliminando la necessità di costosi corpi in lega.
- I design con rivestimento non bagnato proteggono il corpo e lo stelo dai mezzi corrosivi. Offrono resistenza chimica a una frazione del costo della costruzione di valvole interamente in lega.
- L'operazione a quarto di giro si integra facilmente con i sistemi di controllo di processo basati su DCS e PLC. Ciò supporta operazioni di impianto completamente automatizzate.
- Scalabile da 1 pollice a 200 pollici di diametro. Un'unica famiglia di valvole copre le esigenze di isolamento in tutto l'impianto di trasformazione chimica.
Applicazione: Progettato per regolare e isolare in modo affidabile il fluido che scorre attraverso sezioni critiche di condotte industriali.
Conclusione
Selezionare la giusta valvole per la trasformazione chimica significa comprendere ogni componente e come funziona. I team di approvvigionamento e gli ingegneri devono anche valutare attentamente i mezzi di processo, la facilità di funzionamento, i programmi di manutenzione e la compatibilità dei materiali.
Valvola Xintai Group produce valvole industriali dal 1998. L'azienda detiene la certificazione ISO 9001 per la gestione della qualità e la certificazione API.
I nostri prodotti sono inoltre conformi agli standard API, ANSI, DIN, JIS e BS. Questa conformità multi-standard conferma l'idoneità per le specifiche di approvvigionamento globali.
Sia il tuo progetto richieda una valvola a farfalla wafer, un design a triplo eccentrico, o valvola a farfalla con rivestimento in PFA per il trattamento chimico, gli ingegneri Xintai specificano e costruiscono in base alle tue esatte condizioni di processo.
