Le valvole di sicurezza sono dispositivi di sicurezza essenziali che proteggono le apparecchiature dei sistemi pressurizzati dalla rottura o dal danneggiamento dovuto a una sovrapressione accidentale. A tal fine, si aprono a una pressione prestabilita per rilasciare la pressione in eccesso e si chiudono quando viene ripristinata la normale pressione di esercizio.
Esistono due tipi principali di valvole di sovrapressione ugello pieno e semi-ugello:
Che cos'è una valvola di sicurezza per ugelli pieni?
In una valvola ad ugello pieno, solo l'ugello e il disco sono esposti al fluido quando la valvola è chiusa. L'ingresso dell'ugello pieno è ricavato da un unico pezzo di materiale e forma l'intero tratto di ingresso e l'area della sede.
Come suggerisce il nome, il materiale dell'ugello pieno vede la pressione e il flusso completi durante il funzionamento.
I vantaggi principali delle valvole ad ugello pieno sono:
- Realizzati con materiali altamente resistenti ai fluidi
- Adatti alla manipolazione di fluidi di processo aggressivi, tossici e corrosivi
- Può essere utilizzato per applicazioni ad alta pressione
- Le superfici di scorrimento altamente lucidate prevengono depositi e intasamenti
Le valvole a ugello pieno tendono inoltre ad avere un migliore allineamento grazie alla struttura unitaria ugello/sede.
Che cos'è una valvola di sicurezza per semi-ugelli?
Nelle valvole a semi-ugello, l'ugello viene realizzato come componente separato con un flangia o filettature che si inseriscono nel corpo della valvola. L'ugello, il disco e le parti del corpo della valvola sono quindi esposti al fluido di processo durante il funzionamento.
Le PRV a semi-ugello presentano alcuni vantaggi rispetto alle valvole a ugello pieno:
- L'ugello rimovibile/sostituibile semplifica la manutenzione
- Il corpo può essere realizzato con materiali standard più economici.
- Utilizzato in applicazioni meno impegnative con fluidi non tossici a pressioni inferiori.
La PRV a semi-ugello può presentare piccoli problemi di disallineamento ed è più soggetta a corrosione nel tempo.
Come si differenziano le PRV a ugello pieno e a semiugello in termini di progettazione e costruzione?
Sebbene entrambi i tipi di valvole abbiano una struttura complessiva simile in termini di corpo, cappuccio, disco e ugello, vi sono alcune differenze degne di nota:
Costruzione dell'ugello
Nelle PRV a ugello pieno, l'ugello di ingresso forma un componente unico e integrale con la sede.
La valvola a semi-ugello ha un ugello flangiato rimovibile che si inserisce nel corpo della valvola. Nel corso del tempo, quindi, può verificarsi un disallineamento tra l'ugello e la sede.
Fili e connessione
Le valvole ad ugello pieno possono avere filettature di ingresso superiori, centrali o inferiori per collegare l'ugello al corpo. Ciascun metodo presenta pro e contro in termini di facilità di montaggio, allineamento, drenaggio, ecc.
Le PRV a semi-ugello utilizzano spesso un accoppiamento crimpato o pressato per fissare l'ugello al corpo della valvola. In alcuni modelli, l'ugello può anche essere avvitato.
Superfici di guida
Le superfici di scorrimento levigate impediscono accumuli e blocchi nelle valvole a ugello pieno. Le PRV a semi-ugello sono più soggette a corrosione e a depositi che, nel tempo, possono bloccare la valvola.
Anelli di sfiato
Le PRV a ugello pieno possono essere facilmente dotate di anelli interni di blowdown per regolare con precisione le caratteristiche di sollevamento. È più difficile incorporare tali dispositivi di regolazione del blowdown nelle valvole a semi-ugello.
Conformità agli standard
Le valvole a ugello pieno soddisfano più facilmente i severi standard di prestazione specificati dalla Sezione I dell'ASME. Le PRV a semi-ugello sono più comunemente utilizzate con gli standard della Sezione VIII e EN dell'ASME.
Quando scegliere una PRV a ugello pieno rispetto a una valvola a semiugello?
Si consiglia di scegliere una valvola di sovrapressione per ugelli pieni quando:
Il vostro processo coinvolge fluidi aggressivi o tossici
Le valvole ad ugello pieno consentono solo al disco e all'ugello di entrare in contatto con il fluido corrosivo. Il corpo può essere realizzato con materiali più economici non resistenti al fluido. Ciò consente di risparmiare sui costi e di proteggere l'integrità degli interni della valvola.
Avete un'applicazione ad alta pressione
A pressioni più elevate, la struttura unitaria garantisce un migliore allineamento delle superfici di tenuta critiche, come l'ugello e il disco. Il disallineamento delle PRV a semi-ugello può causare problemi di tenuta.
I mezzi di processo tendono a solidificare, cristallizzare o polimerizzare
I percorsi di flusso altamente lucidati impediscono la formazione di accumuli che potrebbero limitare il flusso o inceppare la valvola. Le valvole a semi-ugello sono più soggette a incrostazioni e intasamenti in caso di uso prolungato.
Quando una PRV a semi-ugello è la scelta migliore?
La valvola di sicurezza per semi-ugelli dovrebbe essere utilizzata nelle seguenti situazioni:
Volete una manutenzione semplice e costi ridotti
L'ugello sostituibile è più semplice ed economico da mantenere rispetto all'ugello integrato delle valvole PRV a ugello pieno. Inoltre, il corpo delle valvole a semi-ugello può essere fabbricato con materiali più economici.
I codici di progettazione impongono una particolare configurazione di PRV
A volte, il codice del recipiente in pressione può imporre l'uso di una PRV a semi-ugello. Ad esempio, i codici EN e DIN spesso consentono l'uso di valvole a semi-ugello, a differenza della Sezione I dell'ASME.
Avete un'applicazione a pressione relativamente bassa
Mentre le PRV a ugello pieno vengono utilizzate per pressioni superiori a 400 bar, le valvole a semiugello funzionano in modo affidabile al di sotto dei 100 bar. Pertanto, se la pressione di progetto del sistema è bassa, una valvola a semi-ugello rappresenta un valore migliore.
Utilizzate fluidi non tossici e meno aggressivi
I fluidi normali come acqua, vapore o aria possono essere gestiti da PRV a semi-ugello. La sostituzione dell'ugello consumabile è più economica rispetto a quella di un'intera valvola a ugello pieno.
Ugello pieno vs. ugello semi-pieno: La scelta ottimale
Quando si dimensiona e si seleziona una valvola di sicurezza, gli ingegneri devono scegliere con attenzione tra le configurazioni a ugello pieno e a semi-ugello, dopo aver considerato questi criteri di selezione fondamentali:
- Proprietà del fluido - Tossicità, potenziale di corrosione, contenuto di solidi, ecc.
- Pressioni di progetto e massime ammissibili
- Standard industriali prevalenti ed esigenze di conformità ai codici
- Livello di accesso alla manutenzione e considerazioni sui costi
- Intervalli di manutenzione della valvola desiderati prima della sostituzione
Mentre le PRV ad ugello pieno sono preferite per le applicazioni ad alta pressione e tossiche, le valvole a semi-ugello rappresentano un'opzione più economica e di facile manutenzione per le applicazioni meno impegnative.
Adattando il dispositivo di scarico della pressione alle condizioni e ai vincoli specifici del processo, è possibile massimizzare la durata della valvola ottimizzando sicurezza, affidabilità e costi.
Ugello pieno vs. ugello semi-pieno: punti di partenza fondamentali
L'ugello pieno e il semi-ugello descrivono la struttura dell'ingresso/ugello della valvola di sicurezza che espone i componenti interni al fluido di processo durante il flusso.
Nelle PRV a ugello pieno:
- L'intero ugello di ingresso è ricavato da un unico pezzo di metallo resistente
- Fornisce una superficie liscia e un migliore allineamento
- Utilizzato per applicazioni tossiche, aggressive e ad alta pressione
Le valvole di sicurezza per semi-ugelli hanno:
- Un ugello di ingresso rimovibile montato sul corpo della valvola
- Rischi di esposizione con materiali standard per la carrozzeria
- Utilizzato per facilitare la manutenzione e risparmiare sui costi
Gli ingegneri devono soppesare parametri come le condizioni di processo, i codici e gli standard, le esigenze di manutenzione e i costi del ciclo di vita quando devono scegliere tra PRV a ugello pieno e a semiugello.