Tipi di valvole di sicurezza: una guida completa per ingegneri e operatori di impianti

Queste valvole si trovano ovunque nell'industria: dalle raffinerie di petrolio alle centrali elettriche, dalle fabbriche chimiche agli impianti di lavorazione alimentare. Prevengono esplosioni, danni alle apparecchiature e mantengono i lavoratori al sicuro.

Perché abbiamo bisogno di tipi diversi?

Non tutti i fluidi si comportano allo stesso modo. L'acqua e l'olio sono liquidi che non si comprimono molto. Il vapore e il gas possono comprimersi ed espandersi rapidamente. Questa differenza significa che abbiamo bisogno di tipi di valvole diversi per lavori diversi.

Le tre categorie principali

1. Valvole di sicurezza (SV)

Le valvole di sicurezza hanno una "azione pop": si aprono rapidamente e completamente quando la pressione raggiunge il punto di regolazione. Questa apertura rapida è perfetta per gas e vapore poiché questi fluidi si espandono rapidamente e necessitano di un rapido scarico della pressione. Capirela differenza tra PSV e PRV.

2. Valvole di sicurezza (RV)

Le valvole di sicurezza si aprono gradualmente all'aumentare della pressione. Sono come un rubinetto che si apre lentamente: maggiore è la pressione, più si apre. Questa azione delicata previene il colpo d'ariete e lo shock del sistema nei sistemi liquidi.

3. Valvole di sicurezza (SRV)

Queste valvole versatili possono funzionare come valvole di sicurezza O valvole di scarico, a seconda del fluido che gestiscono. Sono il "coltellino svizzero" delle valvole limitatrici di pressione.

Due tipi di progettazione principali

Valvole a molla

Come funzionano:Una molla forte tiene chiusa la valvola. Quando la pressione supera la forza della molla, la valvola si apre.

Due sottotipi:

Valvole limitatrici del vuoto

• L'alloggiamento della molla si collega all'uscita della valvola
• Sensibile alla contropressione
• Buono per sistemi con bassa contropressione (sotto il 10%)

Soffietto bilanciato:

• Utilizza un soffietto per bloccare gli effetti della contropressione
• Funziona con una contropressione più elevata (fino al 40-50%)
• I soffietti possono usurarsi nel tempo

Valvole di sicurezza pilotate (POSV)

Come funzionano:Una piccola valvola pilota controlla una valvola principale più grande. La pressione del sistema spinge verso il basso un pistone. Quando il pilota si apre, rilascia questa pressione e la valvola principale si apre rapidamente.

Tabella di confronto rapido

Tipi di valvole per scopi speciali

Valvole limitatrici del vuoto

Evita il collasso dei serbatoi quando la pressione interna scende troppo. Lasciano entrare l'aria invece di far uscire la pressione.

Valvole di temperatura e pressione

Aprire quando la temperatura O la pressione diventano troppo elevate. Comune negli scaldabagni e nelle piccole caldaie.

Dischi di rottura

Questi non si richiudono: si aprono alla pressione impostata e devono essere sostituiti. Utilizzato per situazioni di emergenza che richiedono un sollievo immediato e ad alto volume.

Come scegliere la tipologia giusta

Fai queste domande:

1. Che tipo di fluido?
   • Gas/vapore → Valvola di sicurezza o SRV
   • Liquido → Valvola di sicurezza o SRV
2. Qual è la tua pressione operativa?
   • È necessaria una tenuta ermetica vicino alla pressione impostata → Azionamento pilotato
   • Costoo iniziale rispetto a efficienza e affidabilità a lungo termine
3. C'è contropressione?
   • Elevata contropressione → Soffietto pilotato o bilanciato
   • Bassa contropressione → Caricamento a molla convenzionale
4. Qual è il tuo budget?
   • Sensibile ai costi → Caricato a molla
   • Critico per le prestazioni → Pilotato
5. Quanto è pulito il tuo fluido?
   • Fluidi sporchi/appiccicosi → Caricati a molla
   • Fluidi puliti → Entrambi i tipi funzionano
     
     [Per le opzioni regolabili, vedere il nostroguida della valvola di sicurezza regolabile.]

Applicazioni industriali

Petrolio e gas

• Raffinerie:Tipi di valvole miste per diversi processi
• Condutture:Caricato a molla per semplicità e affidabilità
• Piattaforme offshore:Pilotato per spazio e prestazioni

Elaborazione chimica

• Reattori:Valvole di sicurezza per reazioni dei gas
• Serbatoi di stoccaggio:Valvole di sicurezza per lo stoccaggio di liquidi
• Scambiatori di calore:SRV per sistemi a fase mista

Generazione di energia

• Caldaie:Valvole di sicurezza per impianti a vapore
• Sistemi di raffreddamento:Valvole di sicurezza per circuiti idraulici
• Turbine a gas:Non influenzato dalla contropressione

Alimenti e bevande

• Sistemi a vapore:Valvole di sicurezza per cottura/sterilizzazione
• Serbatoi di stoccaggio:Valvole di sicurezza per prodotti liquidi
• Recipienti a pressione:SRV per applicazioni miste

Problemi comuni e soluzioni

Vibrazioni (Apertura/Chiusura Rapida)

Problema:La valvola si apre e si chiude rapidamente, causando danni

Cause:Valvola sovradimensionata, progettazione inadeguata delle tubazioni, contropressione elevata

Soluzioni:Tubazioni migliori, valvola più piccola o design pilotato

Ebollizione (perdita precoce)

Problema:La valvola perde prima di raggiungere la pressione impostata

Cause:Funzionamento troppo vicino alla pressione impostata, sedi danneggiate

Soluzioni:Abbassare la pressione di esercizio, riparare la valvola, utilizzare l'azionamento pilotato

Non si aprirà

Problema:La valvola non si apre alla pressione impostata

Cause:Parti bloccate, molla sbagliata, errore di calibrazione

Soluzioni:Manutenzione, ricalibrazione, sostituzione componenti

Tendenze future

Valvole intelligenti

Le nuove valvole includono sensori e comunicazione wireless per monitorare le prestazioni in tempo reale. Ciò aiuta a prevedere le esigenze di manutenzione e a migliorare la sicurezza.

Industrie di processo

I nuovi materiali sono in grado di gestire temperature estreme, sostanze chimiche corrosive e applicazioni impegnative come il servizio dell’idrogeno.

Integrazione digitale

Le valvole stanno diventando parte di sistemi di controllo degli impianti più ampi, fornendo dati che aiutano a ottimizzare le operazioni e prevenire problemi.

Punti chiave