Scelta della valvola a farfalla, guida al corretto uso e manutenzione

Le valvole a farfalla sono dispositivi di controllo del flusso a un quarto di giro che utilizzano un disco metallico che ruota attorno a un asse dello stelo fisso. Sono valvole di controllo del flusso ad azione rapida che consentono una rotazione di 90 gradi per passare dalla posizione completamente aperta a quella chiusa. Quando il disco è perpendicolare alla linea centrale del tubo, la valvola è in posizione chiusa. Quando il disco è parallelo alla linea centrale del tubo, la valvola sarà completamente aperta (consentendo il massimo flusso di fluido). La dimensione del flusso meccanismo di controllo (disco) è approssimativamente uguale al diametro interno del tubo adiacente. Queste valvole sono disponibili in diverse dimensioni e design che ne determinano le prestazioni nelle applicazioni di processo industriale; applicazioni per valvole sanitarie; servizi antincendio; sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC); e liquami. In generale, le valvole a farfalla sono essenziali per la regolazione e l'isolamento del flusso. Il movimento del disco avvia, rallenta o arresta il flusso del fluido. Le applicazioni che richiedono un'elevata precisione si affidano a valvole a farfalla attuate che monitorano le condizioni della tubazione, aprendo o chiudendo la valvola secondo necessità per mantenere una portata uniforme. Le valvole a farfalla utilizzate per la regolazione del flusso hanno una delle seguenti caratteristiche di flusso: • Quasi lineare: la portata è proporzionale al movimento angolare del disco. Ad esempio, quando il disco è aperto al 40%, il flusso è pari al 40% del massimo. Questa caratteristica di flusso è comune in alta valvole a farfalla ad alte prestazioni. • Apertura rapida - Questa caratteristica del flusso si manifesta quando si utilizzano valvole a farfalla con sede resiliente. La portata del fluido è massima quando il disco si sposta dalla posizione chiusa. Quando la valvola si avvicina alla posizione completamente aperta, il flusso diminuisce costantemente con poche variazioni. • Isolamento del flusso: le valvole a farfalla possono fornire un servizio di intercettazione/disattivazione del fluido. L'isolamento del flusso è necessario ogni volta che una parte del sistema di tubazioni necessita di manutenzione. Le valvole a farfalla sono adatte a diverse applicazioni grazie al loro design leggero e al funzionamento rapido. Le valvole a farfalla con sede morbida sono ideali per applicazioni a bassa temperatura e bassa pressione, mentre le valvole a farfalla con sede metallica hanno buone capacità di tenuta quando si gestiscono condizioni di fluidi difficili. Questo processo funziona a temperature e pressioni elevate e convoglia fluidi viscosi o corrosivi. I vantaggi delle valvole a farfalla includono: • Costruzione leggera e compatta - La valvola a farfalla utilizza un disco metallico sottile come meccanismo di controllo del flusso. I dischi sono piccoli e occupano poco spazio, ma sono sufficientemente robuste da regolare il flusso dei fluidi. Queste valvole hanno un corpo compatto che le rende adatte all'uso in sistemi di tubazioni in luoghi ristretti. I tubi di grande diametro richiedono valvole più grandi che utilizzano più materiale di fabbricazione, aumentando i costi. Una valvola a farfalla sarà meno costosa rispetto ad una valvola a sfera della stessa dimensione perché consuma meno materiale per la produzione. • Tenuta rapida ed efficiente: le valvole a farfalla forniscono una tenuta rapida all'attuazione, rendendole ideali per applicazioni di flusso ad alta precisione. Le caratteristiche di tenuta di una valvola a farfalla dipendono dal tipo di offset del disco e dalla natura del materiale della sede. Una valvola a farfalla con offset zero fornirà una tenuta adeguata per applicazioni a bassa pressione - fino a 250 libbre per pollice quadrato (psi). La valvola a doppio offset fornisce un'eccellente tenuta per processi fino a 1.440 psi. Le valvole a triplo offset forniscono tenuta per applicazioni con flusso superiore a 1.440 psi. • Bassa caduta di pressione e recupero ad alta pressione: le valvole a farfalla hanno una bassa caduta di pressione nonostante il fatto che il disco sia sempre presente nel fluido. La bassa caduta di pressione è fondamentale per gestire il pompaggio e le richieste energetiche del sistema. Le valvole a farfalla sono progettate per consentire fluido per recuperare energia rapidamente dopo aver lasciato la valvola. • Requisiti di manutenzione ridotti: le valvole a farfalla hanno meno componenti interni. Non hanno tasche che potrebbero intrappolare liquidi o detriti, pertanto richiedono un intervento di manutenzione minimo. La loro installazione è altrettanto semplice in quanto richiedono il bloccaggio tra flange di tubi adiacenti. Nessun processo di installazione complicato come è richiesta la saldatura. • Funzionamento semplice: grazie alle dimensioni compatte e al peso leggero, le valvole a farfalla richiedono una coppia relativamente bassa per funzionare. I dischi metallici sottili utilizzano una piccola quantità di forza per superare la resistenza di attrito del fluido. Le valvole a farfalla sono più facili da automatizzare perché i piccoli attuatori possono forniscono una coppia sufficiente per il loro funzionamento. Ciò si traduce in costi operativi inferiori: gli attuatori più piccoli consumano meno energia e costano meno da aggiungere alla valvola. • Le valvole a farfalla sono soggette a cavitazione e flusso bloccato: in posizione aperta, la valvola non fornisce un passaggio completo. La presenza del disco nel percorso del flusso del fluido aggrava l'accumulo di detriti attorno alla valvola, aumentando il rischio di cavitazione. Valvole a sfera rappresentano un'alternativa per le applicazioni con fluidi che richiedono porte complete. • Corrosione rapida nei servizi con fluidi viscosi: i fluidi flussano le valvole a farfalla mentre le attraversano. Col tempo, i dischi si deteriorano e non possono più fornire una tenuta. I tassi di corrosione saranno più elevati se si gestiscono servizi con fluidi viscosi. Le valvole a saracinesca e a sfera presentano una corrosione migliore resistenza rispetto alle valvole a farfalla. • Non adatta per lo strozzamento ad alta pressione: la valvola deve essere utilizzata solo per lo strozzamento in applicazioni a bassa pressione, limitate a un'apertura compresa tra 30 e 80 gradi. Le valvole a globo hanno una capacità di strozzamento migliore rispetto alle valvole a farfalla. L'aletta della valvola in posizione completamente aperta impedisce la pulizia del sistema e impedisce il pigging della linea contenente la valvola a farfalla. La posizione di installazione della valvola a farfalla è solitamente tra le flange. Le valvole a farfalla devono essere installate ad almeno 4-6 diametri di tubo da ugelli di scarico, gomiti o diramazioni per ridurre al minimo gli effetti della turbolenza. Prima dell'installazione, pulire i tubi e controllare la levigatezza/planarità delle flange. Assicurarsi che i tubi siano allineati. Durante l'installazione della valvola, mantenere il disco in posizione parzialmente aperta. Potrebbe essere necessario espandere le flange per evitare danni alla superficie della sede. Utilizzare il pilota fori o imbracature attorno al corpo della valvola durante il sollevamento o lo spostamento della valvola. Evitare di sollevare la valvola dall'attuatore o dal suo operatore. Allineare la valvola con il bullone di inserimento del tubo adiacente. Stringere manualmente i bulloni, quindi utilizzare una chiave dinamometrica per serrare i bulloni lentamente e in modo uniforme, stimando la distanza tra essi e la flangia. Ruotare la valvola in posizione completamente aperta e utilizzare una chiave dinamometrica per serrare i bulloni per verificare la tensione uniforme sui bulloni. La manutenzione delle valvole comprende la lubrificazione dei componenti meccanici, l'ispezione e la riparazione degli attuatori. Le valvole che richiedono lubrificazione periodica includono raccordi ingrassati. È necessario applicare una quantità sufficiente di grasso a base di litio agli intervalli consigliati per ridurre al minimo la ruggine e la corrosione. È inoltre importante ispezionare regolarmente l'attuatore per identificare eventuali segni di usura o collegamenti elettrici, pneumatici o idraulici allentati che potrebbero influire sul funzionamento della valvola. Inoltre, l'utente deve pulire tutte le parti della valvola a farfalla con un lubrificante a base di silicone. La sede deve essere ispezionata per eventuali segni di usura e sostituita se necessario. I dischi delle valvole a farfalla utilizzati in applicazioni a secco come il servizio di aria compressa richiedono lubrificazione. Le valvole a farfalla che funzionano raramente devono essere azionate almeno una volta al mese. La selezione della valvola può sembrare un'attività di selezione e accoppiamento, ma ci sono diverse specifiche tecniche da considerare. La prima riguarda la comprensione del tipo di controllo del fluido richiesto e del tipo di fluido di servizio. I servizi di fluido corrosivo richiedono valvole in acciaio inossidabile, nichelcromo o altri materiali resistenti alla corrosione. Gli utenti devono considerare le variazioni di capacità, pressione e temperatura del sistema di tubazioni e il livello di automazione richiesto. Sebbene le valvole a farfalla attuate forniscano un controllo preciso del flusso, sono più costose delle loro controparti azionate manualmente. Le valvole a farfalla non sono controllabili e non forniscono un porto pieno. Se l'utente non è sicuro della compatibilità chimica del processo o della selezione dell'attuazione, un'azienda produttrice di valvole qualificata può fornire assistenza per garantire la corretta selezione. Gilbert Welsford Jr. è il fondatore di ValveMan e un imprenditore Valve di terza generazione. Per ulteriori informazioni, visitare Valveman.com.