1. Definizione e perché una valvola a globo comporta dei compromessi.-
Una valvola a globo è una valvola di strozzamento e isolamento a movimento-lineare in cui un disco si muove perpendicolarmente alla sede per avviare, arrestare o regolare il flusso. La cavità del corpo è divisa da un deflettore trasversale, costringendo il mezzo a percorrere un percorso a forma di S-attraverso il sedile. Questo percorso tortuoso del flusso è la radice di quasi tutti gli svantaggi delle valvole a globo: crea un'elevata resistenza ai fluidi, che aumenta la perdita di pressione, aumenta la forza di chiusura richiesta e limita l'economia della valvola nei sistemi di-diametro grande o a bassa-pressione.
Le valvole a globo sono prodotte secondo standard riconosciuti comeBS 1873(valvole a globo e di ritegno in acciaio, estremità flangiate),API623(valvole a globo in acciaio, estremità flangiate e-a saldare di testa) eGB/T 12235(valvole a globo flangiate in acciaio e ritegno a sollevamento). Gli inconvenienti descritti di seguito sono inerenti al design lineare-del disco e del percorso S-e non possono essere completamente eliminati da nessun produttore, sebbene possano essere ridotti al minimo con una buona ingegneria.
2. I principali svantaggi in breve
| Svantaggio | Perché succede | Impatto pratico |
|---|---|---|
| Elevata resistenza ai fluidi | Il percorso del flusso a forma di S- e l'apertura stretta del sedile aumentano la turbolenza | Maggiore perdita di pressione permanente; maggiore costo della pompa/energia; Cv (coefficiente di flusso) generalmente inferiore del 30–60% rispetto a una valvola a saracinesca o a sfera della stessa dimensione |
| Elevata coppia/forza operativa | Il disco deve superare la pressione differenziale e l'attrito su un'ampia area di tenuta | Volantino o attuatore più grande; apertura e chiusura più lente; costo dell'attuatore più elevato (azionamenti multi-giro ISO 5210) |
| Direzione di installazione rigorosa | La tenuta dipende dalla pressione del mezzo che agisce sul disco | Deve essere installato seguendo la freccia del corpo (normalmente "flusso sotto il disco" per l'assistenza alla chiusura); l'installazione invertita comporta perdite e-coppia eccessiva |
| Usura delle guarnizioni nei mezzi sporchi | L'azione di pulizia dal disco-alla-sede e l'anello stretto della sede intrappolano le particelle | Le perdite si sviluppano prima nei mezzi liquami, viscosi, fibrosi o coking; lappatura o sostituzione del sedile più frequente |
| Risposta lenta | Corsa dello stelo multi-giro per la corsa completa | Non adatto per un rapido isolamento di emergenza o per l'automazione a cicli-elevati rispetto alle valvole a un quarto-di giro |
| Peso e costo nelle taglie grandi | Corpo spesso con deflettore integrato; struttura del cofano e della forcella | Al di sopra di DN300 / 12", le valvole a saracinesca o a farfalla sono generalmente più economiche |
3. Dove una valvola a globo è ancora la scelta giusta
Questi inconvenienti dipendono dal contesto-. Una valvola a globo viene scelta deliberatamente quando:
Sono necessarie limitazioni e regolamentazioni- il disco può mantenere qualsiasi posizione intermedia, cosa che una valvola a saracinesca non può fare in sicurezza.
Cicli di funzionamento frequenti- la corsa breve e guidata e il sedile rinnovabile lo rendono durevole anche in caso di utilizzo a-cicli elevati.
Intercettazione positiva sotto pressione differenzialeÈ possibile realizzare - sedi da metallo-a-metallo secondo API 598/ISO 5208 Classe IV–VI.
Servizio di vapore, acqua calda e prodotti chimici puliti- dove i fluidi sono puliti e la caduta di pressione è accettabile (spurgo della caldaia, ricircolo dell'acqua di alimentazione, bypass della valvola di controllo-, linee principali dello strumento).
4. Come mitigare gli inconvenienti durante la selezione
Dimensioni per la caduta di pressione, non solo dimensioni del tubo:calcolare il Cv/Kv richiesto alla portata effettiva; il sovradimensionamento aumenta la resistenza ed erode la risoluzione del throttling.
Aggiungi margine attuatore:dimensioni degli attuatori pneumatici o elettrici pari ad almeno 1,5 volte la forza massima dello stelo richiesta, inclusa la forza di tenuta della pressione differenziale-e l'attrito della guarnizione.
Specificare il rivestimento rinforzato per servizio sporco:Il rivestimento duro a base di cobalto-(Co–Cr–W) su disco e sede (secondo una pratica comune per vapore e mezzi erosivi) prolunga la vita laddove le particelle sono inevitabili.
Rispettare la freccia del flusso:installare con il flusso sotto il disco (tipico) in modo che la pressione assista la chiusura; mai invertire.
Pianificare l'accesso alla manutenzione:scegliere il cofano imbullonato-o il cofano saldato-per servizio; tenere in magazzino anelli di sede e guarnizioni di ricambio (a base di grafite o PTFE-) per una rapida ricostruzione.
5. Idee sbagliate comuni
"Le valvole a saracinesca sono migliori per la regolazione."Le valvole a saracinesca - sbagliate sono valvole di isolamento; l'apertura parziale provoca l'erosione e la vibrazione della sede. Le valvole a globo rappresentano la scelta di strozzamento convenzionale.
"Le valvole a globo sono obsolete."Rimangono standard nei servizi a vapore, caldaie e chimici proprio grazie alla loro combinazione di strozzamento e arresto.
"La maggiore caduta di pressione è trascurabile."Nelle condotte lunghe o nei sistemi a bassa-pressione può consumare una quota significativa della prevalenza disponibile; controlla sempre il calcolo del Cv.
"Qualsiasi direzione funziona una volta installata."L'installazione invertita impedisce al disco di posizionarsi sotto pressione e può causare colpi sulla sede e perdite.
"Il sedile in metallo dura sempre più a lungo del sedile morbido."In un servizio pulito, una sede morbida (PTFE/PEEK) adeguatamente classificata spesso garantisce perdite inferiori e una durata adeguata a costi inferiori.
Domande frequenti
Perché una valvola a globo ha una caduta di pressione maggiore rispetto a una valvola a saracinesca?Poiché il fluido deve passare attraverso la cavità del corpo a forma di S- e un'apertura della sede più piccola, il flusso è costretto a cambiare direzione due volte. Questo percorso turbolento dissipa energia, quindi per la stessa dimensione e portata una valvola a globo mostra una perdita di pressione permanente sostanzialmente più elevata e un Cv inferiore rispetto a una valvola a saracinesca o a sfera a passaggio totale.
È possibile utilizzare una valvola a globo per la regolazione del flusso?Sì - questo è uno dei suoi principali vantaggi. Il disco si muove linearmente lungo la sede e può essere mantenuto in qualsiasi posizione di corsa, garantendo una strozzatura stabile. Per un controllo automatico preciso, è preferibile una valvola di controllo con trim caratterizzato (uguale-percentuale o lineare) o un corpo valvola di controllo di tipo a globo-.
Qual è il corretto senso di installazione di una valvola a globo?Installalo secondo la freccia impressa sul corpo. Nella disposizione comune del "flusso sotto il disco" il fluido entra sotto il disco, quindi la pressione a monte aiuta il disco a chiudersi, migliorando la chiusura e riducendo il colpo d'ariete. L'inversione della valvola può causare il sollevamento del disco dalla sede a basso flusso e creare vibrazioni e perdite.
Perché le valvole a globo sono lente ad aprirsi e chiudersi?Il disco effettua una corsa dello stelo multi-giri tra completamente aperto e completamente chiuso, a differenza della rotazione di 90 gradi delle valvole a sfera e a farfalla. In combinazione con la forza maggiore necessaria per superare la differenza di pressione e l'attrito delle guarnizioni, la corsa completa è più lenta - una considerazione importante per i sistemi di arresto di emergenza.
Quando dovrei evitare di usare una valvola a globo?svuotarlo per liquidi liquami, fibrosi, viscosi o coke che corrodono e intasano la sede; per linee idriche o pneumatiche di-diametro grande (in genere superiore a DN300/12") a bassa-pressione dove la caduta di pressione è inaccettabile e dove sono richiesti tempi di ciclo molto rapidi. In questi casi le valvole a saracinesca, a sfera o a farfalla sono solitamente la soluzione migliore.
Come posso ridurre l'usura dei sedili in caso di servizio sporco?Utilizzare un rivestimento indurito (rivestimento duro a base di Co-su sede e disco), aumentare il differenziale di durezza del sedile in modo che il disco sia più duro del sedile, installare filtri a monte dove possibile e programmare una lappatura regolare del sedile. La scelta di una valvola più grande per rallentare la velocità del flusso riduce anche l'usura erosiva.