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Valvole di Sicurezza e Chattering
Che cos’è il chattering in una valvola di sicurezza?
Il chattering, caratterizzato dall'apertura e chiusura rapida e ripetitiva delle valvole di sicurezza, è un problema critico che può compromettere l'efficienza di questi componenti vitali negli ambienti industriali. Questo fenomeno è caratterizzato da un forte rumore di vibrazione in prossimità della valvola di sicurezza, ciò è dovuto all’otturatore che impattano ripetutamente sul bocchello della PSV causando un rapido deterioramento del disco e sede di tenuta. Identificare le cause e attuare misure preventive è fondamentale per mantenere la sicurezza e la funzionalità complessiva dell’impianto.
Cosa causa il chattering di una valvola di sicurezza?
- Dimensionamento errato:
Il chattering può verificarsi quando il flusso potenziale di una valvola di sicurezza (PSV) supera di molto il flusso di guasto dell'impianto. Se la valvola è dimensionata in modo errato, intervenendo con un flusso significativamente inferiore alla sua capacità, potrebbe aprirsi e chiudersi rapidamente, provocando il chattering. Un dimensionamento corretto è essenziale per abbinare il flusso potenziale della PSV al flusso effettivo dell'impianto. Tipicamente, il chattering tende a manifestarsi più frequentemente nei fluidi gassosi quando la portata di scarico della valvola di sicurezza supera il 40% del flusso di guasto. Tuttavia, per i fluidi liquidi, la soglia percentuale che scatena il chattering è di solito inferiore.
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- Contropressione:
Le valvole di sicurezza convenzionali operano efficacemente quando la contropressione massima non supera il 10% della pressione di taratura. Se questa soglia viene superata, la forza aggiuntiva della contropressione applicata alla molla della valvola diventa eccessiva. Di conseguenza, subito dopo l'apertura della valvola, questa contropressione elevata costringe la valvola di sicurezza a chiudersi nuovamente. Tuttavia, la fase di scarico della valvola durante questo ciclo è insufficiente per diminuire sufficientemente la pressione sull'ingresso della PSV. Di conseguenza, la valvola alterna rapidamente l'apertura e la chiusura, fenomeno noto come chattering.
- Pressione di taratura errata:
Il rischio di chattering è imminente quando la pressione di taratura si avvicina strettamente alla pressione operativa del sistema. Per evitare tali problemi, diventa imperativo mantenere un margine significativo tra la pressione di taratura e la pressione operativa. Questo approccio strategico garantisce la funzionalità ottimale delle valvole di sicurezza, mitigando le potenziali interruzioni causate dal chattering e rafforzando la sicurezza complessiva e l'efficienza dell’impianto.
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- Valvola immersa:
Le valvole di sicurezza non sono adatte al funzionamento in condizioni di immersione, ovvero nel momento in cui i componenti interni vengono sommersi di liquido. L'incompressibilità del liquido genera una contropressione elevata, costringendo la valvola ad aprire e chiudersi in modo improprio. Evitare questa condizione è cruciale per garantire che la valvola di sicurezza funzioni in modo coerente ed efficace. Questa misura precauzionale mantiene l'integrità della valvola di sicurezza, preservandone la funzionalità e garantendo la affidabilità dell’impianto.
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- Installazione errata:
Quando si installano le valvole di sicurezza a molla di Nuova General Instruments con una pressione di taratura inferiore a 1 bar (0,1 MPa - 14,5 psi), è imperativo posizionare il cappuccio verso l'alto. Questo orientamento è essenziale per evitare che il peso delle componenti interne e la gravità influenzino negativamente il ciclo di lavoro corretto del dispositivo di sicurezza. Pressioni di taratura superiori a 1 bar (0,1 MPa - 14,5 psi) offrono flessibilità nell'assemblaggio per i fluidi gassosi. Tuttavia, quando si tratta di liquidi, vapore o condensati, è cruciale installare la valvola con il cappuccio rivolto verso l'alto. Questa precauzione impedisce problemi dopo l’efflusso, garantendo che il liquido residuo o il condensato non si accumuli nella camera di scarico, evitando potenziali complicazioni operative descritte nel punto 4 sopra.
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- Dimensionamento errato delle tubazioni:
Il design del sistema di tubazioni svolge un ruolo critico nel prevenire il malfunzionamento delle valvole di sicurezza. È imperativo che il piping di ingresso mantenga un diametro interno almeno equivalente all'orifizio di ingresso certificato della valvola di sicurezza. La mancata adesione a questo requisito può comportare una riduzione del flusso, portando ai problemi descritti nel punto 1. Allo stesso modo, la tubazione di uscita non deve restringere l'orifizio di uscita della valvola, poiché ciò può causare la riduzione della portata di scarico della valvola di sicurezza, comportando problemi di contropressione come spiegato nel punto 2. Il design della tubazione di uscita è cruciale; fattori come lunghezza, rugosità interna e la presenza di curve possono peggiorare i problemi di contropressione. Pertanto, un’attenta valutazione al design delle tubazioni è essenziale per garantire le prestazioni ottimali della valvola di sicurezza.
Il chattering rappresenta una seria minaccia per la funzionalità delle valvole di sicurezza e, di conseguenza, per la sicurezza complessiva dei sistemi industriali. Affrontare queste cause radicate attraverso una manutenzione regolare, un dimensionamento accurato e l'adesione alle raccomandazioni di installazione è essenziale per garantire che le valvole di sicurezza operino in modo affidabile ed efficace. Anche per il chattering, le misure proattive sono fondamentali per mantenere l'integrità dei sistemi di sicurezza negli ambienti industriali.