Caratteristiche e Tipi di Valvole di Sicurezza

Valvole di sicurezza convenzionali

Le valvole di sicurezza convenzionali possono essere significativamente influenzate dalla contropressione nel sistema di scarico, che comprende due componenti principali: contropressione imposta e contropressione accumulata. La contropressione imposta si riferisce alla pressione statica esistente sul lato di uscita di una valvola chiusa, mentre la contropressione accumulata è la pressione aggiuntiva generata sul lato di uscita durante lo scarico della valvola.

Tipicamente, le valvole di sicurezza convenzionali possono resistere a una contropressione massima del 10% della pressione di taratura. Oltre questa soglia, l'apertura e la richiusura della valvola possono essere fortemente influenzate, potenzialmente causando malfunzionamenti e compromettendo la funzione di sicurezza della valvola di sicurezza (PSV).

Valvole di sicurezza bilanciate a soffietto

I soffietti nelle valvole di sicurezza svolgono un ruolo cruciale nel mitigare gli effetti della contropressione sulle prestazioni della valvola. Prevenendo che la contropressione agisca sul lato superiore del disco all'interno dell'area del soffietto, si mantiene una forza bilanciata sul disco, garantendo un impatto minimo sulla pressione di apertura della valvola. La permeabilità del soffietto consente il libero flusso dell'aria, permettendo al soffietto di espandersi o contrarsi secondo necessità.

Tuttavia, permane la preoccupazione per il rischio di rottura dei soffietti, poiché ciò potrebbe alterare la pressione di taratura e la capacità della valvola. Pertanto, è essenziale avere meccanismi in atto per rilevare eventuali flussi anomali di fluido attraverso le aperture dei soffietti. Inoltre, oltre al mitigamento della contropressione, i soffietti funzionano anche per isolare la guida dello stelo e la molla dai fluidi corrosivi del processo, salvaguardando l'integrità e la longevità della valvola di sicurezza.

Materiali delle valvole di sicurezza

Nelle valvole di sicurezza, solo il corpo di ingresso e il disco vengono a contatto con il fluido di processo durante lo scarico, poiché sono le parti bagnate. Dato che le valvole di sicurezza operano raramente in condizioni normali, la maggior parte dei componenti può essere realizzata con materiali adatti per varie applicazioni.

I principali componenti delle valvole di sicurezza sono tipicamente realizzati con materiali specifici in base all'uso previsto:

• Ottone o bronzo: Comunemente impiegati per valvole filettate in applicazioni di servizio generale che coinvolgono vapore, gas non corrosivi e acqua.
• Acciaio al carbonio: Di solito utilizzato per valvole flangiate di processo.
• Acciaio inossidabile: Applicato in scenari in cui la pulizia, la resistenza alla corrosione o l'uso in applicazioni alimentari e farmaceutiche è cruciale.
• PVC: Utilizzato in alternativa all'acciaio inossidabile laddove la resistenza alla corrosione è un punto critico.

La molla è un componente vitale nelle valvole di sicurezza, richiedendo prestazioni affidabili entro parametri specificati. Le valvole di sicurezza standard utilizzano spesso acciaio al carbonio per temperature moderate e acciaio inossidabile per compiti che coinvolgono la corrosione o vapore sterile. Materiali speciali come monel, hastelloy e inconel possono essere impiegati per gas acidi e applicazioni ad alta temperatura.

Nella selezione del materiale per la seduta delle valvole di sicurezza, vengono considerate principalmente due opzioni: sedi metalliche-metalliche e tenute resilienti. Le sedi metalliche-metalliche eccellono in ambienti ad alta temperatura come le applicazioni a vapore. Al contrario, i dischi resilienti come Viton, FFKM o EPDM offrono una tenuta superiore per applicazioni di gas o liquidi dove è essenziale una chiusura più stretta.

In sostanza, la selezione del materiale per i componenti delle valvole di sicurezza è adattata ai requisiti specifici dell'applicazione, garantendo prestazioni ottimali e longevità in diverse ambientazioni industriali.

Leva, ghiera, attuatore o chiusa?

Le valvole di sicurezza standard possono essere dotate di una leva di sollevamento, che svolge la funzione di sollevare manualmente l’otturatore per garantirne l'operatività quando la pressione supera il 75% della pressione di taratura. Questa caratteristica è spesso obbligatoria secondo le normative nazionali e le regolamentazioni, specialmente nelle applicazioni a vapore e acqua calda. Ad esempio, secondo ASME Boiler and Pressure Vessel Code, le valvole di sfogo della pressione devono incorporare una leva se utilizzate per aria, vapore e acqua a temperature superiori a 60°C.

In alternativa, può essere impiegato una ghiera di prova come sostituta della leva di sollevamento. Svitando la ghiera di prova, posizionato sulla parte superiore della valvola, è possibile sollevare manualmente il disco della valvola. Una volta completata l'azione desiderata, riavvitando la ghiera di prova nella posizione iniziale si ripristina la valvola di sicurezza alla sua pressione di taratura certificata.

Come alternativa alle soluzioni sopra indicate, è possibile utilizzare un attuatore con un pistone per il sollevamento manuale del disco. Applicando una pressione dell'aria nell'attuatore è possibile ridurre parzialmente la forza della molla della valvola consentendo al disco di sollevarsi a una pressione inferiore rispetto al valore di taratura. Questa alternativa è di solito applicata per applicazioni alimentari e farmaceutiche dove la pulizia delle parti interne della valvola è cruciale e sovente. L'attuatore a pistone è di solito disponibile per valvole di sicurezza con pressione di taratura fino a 8 bar.

Per le applicazioni in cui non è necessaria una leva, può essere utilizzato un coperchietto semplice chiuso per proteggere la vite di regolazione. Questo coperchietto, quando dotato di una guarnizione per garantire l'integrità ermetica del coperchio, lo rende adatto per servizi liquidi o altre applicazioni dove una leva è ritenuta non necessaria.

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