1 Punti chiave per la selezione della valvola

1.1 Chiarire lo scopo della valvola nell'apparecchiatura o nel dispositivo

Determinare le condizioni operative della valvola: la natura del fluido applicabile, la pressione di esercizio, la temperatura di esercizio e il metodo di controllo del funzionamento, ecc.;

1.2 Selezionare correttamente il tipo di valvola

La corretta selezione del tipo di valvola si basa sulla piena comprensione da parte del progettista dell'intero processo produttivo e delle condizioni operative. Nella scelta del tipo di valvola, il progettista deve innanzitutto padroneggiare le caratteristiche strutturali e le prestazioni di ciascuna valvola;

1.3 Determinare il raccordo terminale della valvola

Tra le connessioni filettate, flangiate e a saldare, le prime due sono le più comunemente utilizzate. Le valvole filettate sono principalmente valvole con un diametro nominale inferiore a 50 mm. Se il diametro è troppo grande, l'installazione e la tenuta della connessione risultano molto difficili. Le valvole flangiate sono più facili da installare e smontare, ma sono più pesanti e costose delle valvole filettate, quindi sono adatte per connessioni di tubazioni di vari diametri e pressioni. Le connessioni a saldare sono adatte a condizioni di carico elevato e sono più affidabili delle connessioni flangiate. Tuttavia, è difficile smontare e reinstallare le valvole collegate tramite saldatura, quindi il loro utilizzo è limitato alle situazioni in cui possono funzionare in modo affidabile per lunghi periodi, oppure in condizioni di utilizzo gravose e ad alta temperatura.

1.4 Selezione dei materiali delle valvole

Oltre a considerare le proprietà fisiche (temperatura, pressione) e chimiche (corrosività) del fluido di lavoro, nella scelta dei materiali per il corpo valvola, le parti interne e la superficie di tenuta è necessario valutare anche la purezza del fluido (presenza di particelle solide). È inoltre opportuno fare riferimento alle normative statali e dell'ente utilizzatore. Una selezione corretta e razionale dei materiali della valvola consente di ottenere la massima durata e le migliori prestazioni. L'ordine di selezione dei materiali per il corpo valvola è: ghisa-acciaio al carbonio-acciaio inossidabile, mentre l'ordine di selezione dei materiali per l'anello di tenuta è: gomma-rame-acciaio legato-F4.

1.5 Altro

Inoltre, è necessario determinare la portata e il livello di pressione del fluido che attraversa la valvola e selezionare la valvola appropriata utilizzando le informazioni disponibili (come cataloghi di prodotti, campioni di prodotti, ecc.).

2 Introduzione alle valvole più comuni

Esistono molti tipi di valvole e le varietà sono complesse. I tipi principali sonovalvole a saracinescavalvole di arresto, valvole a farfalla,composizioni di farfallevalvole a otturatore, valvole a sfera, valvole elettriche, valvole a membrana, valvole di ritegno, valvole di sicurezza, valvole di riduzione della pressione,trappole per il vapore e valvole di intercettazione di emergenza,Tra queste, le più comunemente utilizzate sono le valvole a saracinesca, le valvole di intercettazione, le valvole a farfalla, le valvole a otturatore, le valvole a sfera, le valvole di ritegno e le valvole a membrana.

2.1 Valvola a saracinesca

Una valvola a saracinesca è una valvola il cui corpo di apertura e chiusura (piastra della valvola) è azionato dallo stelo e si muove verticalmente lungo la superficie di tenuta della sede della valvola, consentendo di aprire o chiudere il flusso del fluido. Rispetto alla valvola di intercettazione, la valvola a saracinesca offre una migliore tenuta, una minore resistenza al flusso, richiede meno sforzo in apertura e chiusura e presenta una certa capacità di regolazione. È una delle valvole di intercettazione più comunemente utilizzate. Gli svantaggi sono le dimensioni ingombranti, la struttura più complessa rispetto alla valvola di intercettazione, la facile usura della superficie di tenuta e la difficoltà di manutenzione. Generalmente non è adatta per la regolazione del flusso. In base alla posizione della filettatura sullo stelo, la valvola a saracinesca si divide in due tipi: a stelo ascendente e a stelo nascosto. In base alle caratteristiche strutturali della piastra della saracinesca, si distinguono due tipi: a cuneo e a parallelogramma.

2.2 Valvola di arresto

La valvola di intercettazione è una valvola a chiusura verso il basso, in cui le parti di apertura e chiusura (disco della valvola) sono azionate dallo stelo della valvola per muoversi verticalmente lungo l'asse della sede della valvola (superficie di tenuta). Rispetto alla valvola a saracinesca, presenta buone prestazioni di regolazione, prestazioni di tenuta inferiori, struttura semplice, facilità di produzione e manutenzione, elevata resistenza ai fluidi e prezzo contenuto. È una valvola di intercettazione comunemente utilizzata, generalmente per condotte di medio e piccolo diametro.

2.3 Valvola a sfera

Le parti di apertura e chiusura della valvola a sfera sono sfere con fori passanti circolari, e la sfera ruota con lo stelo della valvola per realizzare l'apertura e la chiusura della valvola. La valvola a sfera ha una struttura semplice, commutazione rapida, funzionamento pratico, dimensioni ridotte, peso contenuto, pochi componenti, bassa resistenza al fluido, buona tenuta e facile manutenzione.

2.4 Valvola a farfalla

A parte il disco della valvola, la valvola a farfalla ha sostanzialmente la stessa struttura della valvola di intercettazione. Il suo disco è un componente di strozzamento e le diverse forme hanno caratteristiche diverse. Il diametro della sede della valvola non dovrebbe essere troppo grande, perché la sua altezza di apertura è piccola e la portata del fluido aumenta, accelerando così l'erosione del disco della valvola. La valvola a farfalla ha dimensioni ridotte, peso contenuto e buone prestazioni di regolazione, ma la precisione di regolazione non è elevata.

Valvola a otturatore da 2,5

La valvola a otturatore utilizza un corpo otturatore con un foro passante come parte di apertura e chiusura, e il corpo otturatore ruota con lo stelo della valvola per realizzare l'apertura e la chiusura. La valvola a otturatore ha una struttura semplice, apertura e chiusura rapide, facilità d'uso, bassa resistenza al fluido, pochi componenti e peso ridotto. Le valvole a otturatore sono disponibili nelle versioni a passaggio diretto, a tre vie e a quattro vie. Le valvole a otturatore a passaggio diretto vengono utilizzate per interrompere il flusso del fluido, mentre le valvole a otturatore a tre e quattro vie vengono utilizzate per cambiare la direzione del flusso del fluido o deviarlo.

2.6 Valvola a farfalla

La valvola a farfalla è costituita da una piastra a farfalla che ruota di 90° attorno a un asse fisso nel corpo valvola per completare la funzione di apertura e chiusura. La valvola a farfalla è di piccole dimensioni, leggera, di struttura semplice e composta da pochi componenti.

Può essere aperta e chiusa rapidamente ruotandola di 90° ed è facile da usare. Quando la valvola a farfalla è completamente aperta, lo spessore della piastra della farfalla rappresenta l'unica resistenza al flusso del fluido attraverso il corpo valvola. Pertanto, la caduta di pressione generata dalla valvola è molto piccola, garantendo ottime caratteristiche di controllo del flusso. Le valvole a farfalla si dividono in due tipi di tenuta: guarnizione elastica morbida e guarnizione metallica rigida. Nelle valvole con guarnizione elastica, l'anello di tenuta può essere incorporato nel corpo valvola o fissato alla periferia della piastra della farfalla. Offre buone prestazioni di tenuta e può essere utilizzato per la strozzatura, nonché per condotte a vuoto medio e fluidi corrosivi. Le valvole con guarnizioni metalliche hanno generalmente una durata maggiore rispetto alle valvole con guarnizioni elastiche, ma è difficile ottenere una tenuta completa. Sono solitamente utilizzate in situazioni in cui il flusso e la caduta di pressione variano notevolmente e sono richieste buone prestazioni di strozzatura. Le guarnizioni metalliche possono adattarsi a temperature di esercizio più elevate, mentre le guarnizioni elastiche presentano il limite di essere soggette a temperature estreme.

2.7 Valvola di ritegno

Una valvola di ritegno è una valvola in grado di impedire automaticamente il riflusso del fluido. Il disco della valvola di ritegno si apre sotto l'azione della pressione del fluido, che fluisce dal lato di ingresso a quello di uscita. Quando la pressione sul lato di ingresso è inferiore a quella sul lato di uscita, il disco della valvola si chiude automaticamente per effetto di fattori quali la differenza di pressione del fluido e la forza di gravità, impedendo così il riflusso. In base alla forma strutturale, si distinguono valvole di ritegno a sollevamento e valvole di ritegno a battente. Le valvole di ritegno a sollevamento offrono una migliore tenuta e una maggiore resistenza al fluido rispetto alle valvole di ritegno a battente. Per l'aspirazione del tubo di aspirazione della pompa, è necessario selezionare una valvola di fondo. La sua funzione è: riempire il tubo di aspirazione della pompa con acqua prima dell'avvio; mantenere il tubo di aspirazione e il corpo pompa pieni d'acqua dopo l'arresto della pompa, in preparazione al riavvio. La valvola di fondo viene generalmente installata solo sul tubo verticale all'ingresso della pompa, e il fluido fluisce dal basso verso l'alto.

2.8 Valvola a membrana

La parte apribile e chiudibile della valvola a membrana è costituita da una membrana di gomma, interposta tra il corpo valvola e il coperchio.

La parte sporgente del diaframma è fissata allo stelo della valvola, mentre il corpo valvola è rivestito in gomma. Poiché il fluido non entra nella cavità interna del coperchio della valvola, lo stelo non necessita di una guarnizione. La valvola a diaframma presenta una struttura semplice, buone prestazioni di tenuta, facilità di manutenzione e bassa resistenza al flusso. Le valvole a diaframma si dividono in tipo a sfioratore, tipo a passaggio diretto, tipo ad angolo retto e tipo a flusso continuo.

3 Istruzioni comuni per la selezione delle valvole

3.1 Istruzioni per la selezione della valvola a saracinesca

In genere, la prima scelta dovrebbe ricadere sulle valvole a saracinesca. Oltre a vapore, olio e altri fluidi, le valvole a saracinesca sono adatte anche a fluidi contenenti solidi granulari e ad alta viscosità, e sono indicate per sistemi di sfiato e a basso vuoto. Per fluidi con particelle solide, il corpo della valvola a saracinesca dovrebbe essere dotato di uno o due fori di spurgo. Per fluidi a bassa temperatura, è necessario selezionare una valvola a saracinesca specifica per basse temperature.

3.2 Istruzioni per la selezione della valvola di arresto

La valvola di intercettazione è adatta per condotte con bassi requisiti di resistenza al fluido, ovvero dove la perdita di pressione non è un fattore rilevante, così come per condotte o dispositivi con fluidi ad alta temperatura e alta pressione. È adatta per condotte di vapore e altri fluidi con DN < 200 mm; valvole di intercettazione possono essere utilizzate per valvole di piccole dimensioni, come valvole a spillo, valvole per strumenti, valvole di campionamento, valvole per manometri, ecc.; le valvole di intercettazione hanno regolazione di flusso o di pressione, ma la precisione di regolazione non è elevata e il diametro della condotta è relativamente piccolo, quindi è necessario scegliere valvole di intercettazione o valvole a farfalla; per fluidi altamente tossici, è necessario scegliere valvole di intercettazione a tenuta a soffietto; tuttavia, le valvole di intercettazione non devono essere utilizzate per fluidi ad alta viscosità e fluidi contenenti particelle che tendono a precipitare, né devono essere utilizzate come valvole di sfiato o valvole per sistemi a basso vuoto.

3.3 Istruzioni per la selezione della valvola a sfera

Le valvole a sfera sono adatte per fluidi a bassa temperatura, alta pressione e alta viscosità. La maggior parte delle valvole a sfera può essere utilizzata in fluidi con particelle solide in sospensione e anche per fluidi in polvere e granulari a seconda dei requisiti del materiale della guarnizione; le valvole a sfera a canale pieno non sono adatte per la regolazione del flusso, ma sono adatte per situazioni che richiedono un'apertura e una chiusura rapide, il che è comodo per l'arresto di emergenza in caso di incidenti; le valvole a sfera sono generalmente raccomandate per condotte con prestazioni di tenuta rigorose, usura, canali di restringimento, apertura e chiusura rapide, arresto ad alta pressione (grande differenza di pressione), bassa rumorosità, fenomeno di gassificazione, bassa coppia di azionamento e bassa resistenza al fluido; le valvole a sfera sono adatte per strutture leggere, arresto a bassa pressione e fluidi corrosivi; le valvole a sfera sono anche le valvole ideali per fluidi a bassa temperatura e molto freddi. Per i sistemi di condotte e i dispositivi per fluidi a bassa temperatura, è necessario selezionare valvole a sfera a bassa temperatura con coperchi valvola; quando si utilizzano valvole a sfera flottanti, il materiale della sede valvola deve sopportare il carico della sfera e del fluido di lavoro. Le valvole a sfera di grande diametro richiedono una forza maggiore durante il funzionamento e le valvole a sfera DN≥200mm dovrebbero utilizzare una trasmissione a vite senza fine; le valvole a sfera fisse sono adatte per applicazioni con diametri maggiori e pressioni più elevate; inoltre, le valvole a sfera utilizzate per condotte di materiali di processo altamente tossici e fluidi infiammabili dovrebbero avere strutture ignifughe e antistatiche.

3.4 Istruzioni di selezione per la valvola a farfalla

Le valvole a farfalla sono adatte per applicazioni con temperature medio-basse e pressioni elevate, e sono indicate per componenti che necessitano di regolare flusso e pressione. Non sono adatte per fluidi ad alta viscosità e contenenti particelle solide, né come valvole di intercettazione.

3.5 Istruzioni di selezione per la valvola a otturatore

Le valvole a otturatore sono adatte per applicazioni che richiedono aperture e chiusure rapide. Generalmente non sono idonee per vapore e fluidi ad alta temperatura. Sono utilizzate per fluidi a bassa temperatura e alta viscosità, e sono adatte anche per fluidi con particelle in sospensione.

3.6 Istruzioni per la selezione della valvola a farfalla

Le valvole a farfalla sono adatte per applicazioni con diametri elevati (come DN﹥600mm) e lunghezze strutturali ridotte, nonché per situazioni che richiedono regolazione del flusso e apertura e chiusura rapide. Sono generalmente utilizzate per fluidi come acqua, olio e aria compressa con temperature ≤80℃ e pressioni ≤1,0MPa; poiché le valvole a farfalla presentano una perdita di carico relativamente elevata rispetto alle valvole a saracinesca e alle valvole a sfera, sono adatte per sistemi di tubazioni con requisiti di perdita di carico meno stringenti.

3.7 Istruzioni di selezione per la valvola di ritegno

Le valvole di ritegno sono generalmente adatte per fluidi puliti e non sono idonee per fluidi contenenti particelle solide e ad alta viscosità. Quando DN≤40 mm, è consigliabile utilizzare una valvola di ritegno a sollevamento (installabile solo su tubazioni orizzontali); quando DN＝50～400 mm, è consigliabile utilizzare una valvola di ritegno a sollevamento a battente (installabile sia su tubazioni orizzontali che verticali. Se installata su una tubazione verticale, la direzione del flusso del fluido deve essere dal basso verso l'alto); quando DN≥450 mm, è consigliabile utilizzare una valvola di ritegno a tampone; quando DN＝100～400 mm, è possibile utilizzare anche una valvola di ritegno a disco; la valvola di ritegno a battente può essere realizzata con pressioni di esercizio molto elevate, PN può raggiungere i 42 MPa, e può essere applicata a qualsiasi fluido di lavoro e a qualsiasi intervallo di temperatura di esercizio a seconda dei diversi materiali del corpo e delle guarnizioni. Il fluido di lavoro può essere acqua, vapore, gas, fluidi corrosivi, olio, medicinali, ecc. L'intervallo di temperatura di esercizio del fluido è compreso tra -196 e 800 °C.

3.8 Istruzioni per la selezione della valvola a membrana

Le valvole a membrana sono adatte per olio, acqua, fluidi acidi e fluidi contenenti materiale in sospensione con temperatura di esercizio inferiore a 200 °C e pressione inferiore a 1,0 MPa, ma non per solventi organici e forti ossidanti. Le valvole a membrana a sfioratore sono adatte per fluidi granulari abrasivi. Per la selezione delle valvole a membrana a sfioratore è necessario utilizzare la tabella delle caratteristiche di flusso. Le valvole a membrana a passaggio diretto sono adatte per fluidi viscosi, fanghi di cemento e fluidi sedimentari. Salvo requisiti specifici, le valvole a membrana non devono essere utilizzate su condotte e apparecchiature per il vuoto.