Valvole limitatrici di pressione
Una valvola limitatrice di pressione è un dispositivo di sicurezza progettato per proteggere un recipiente o un sistema pressurizzato durante un evento di sovrapressione.
Un evento di sovrapressione si riferisce a qualsiasi condizione che causerebbe un aumento della pressione in un recipiente o sistema oltre la pressione di progetto specificata o la pressione massima di esercizio consentita (MAWP).
Lo scopo principale di una valvola limitatrice di pressione è la protezione della vita e delle proprietà mediante lo sfiato del fluido da un recipiente sovrapressurizzato.,
Esistono oggi molti sistemi elettronici, pneumatici e idraulici per controllare le variabili del sistema fluido, come pressione, temperatura e flusso. Ciascuno di questi sistemi richiede una fonte di alimentazione di qualche tipo, come l’elettricità o l’aria compressa per funzionare. Una valvola limitatrice di pressione deve essere in grado di funzionare in ogni momento, specialmente durante un periodo di interruzione di corrente quando i comandi del sistema non sono funzionali. L’unica fonte di energia per la valvola limitatrice di pressione, quindi, è il fluido di processo.,
Una volta che si verifica una condizione che fa aumentare la pressione in un sistema o in un recipiente a un livello pericoloso, la valvola limitatrice di pressione può essere l’unico dispositivo rimasto per evitare un guasto catastrofico. Poiché l’affidabilità è direttamente correlata alla complessità del dispositivo, è importante che il design della valvola limitatrice di pressione sia il più semplice possibile.
La valvola limitatrice di pressione deve aprirsi a una pressione impostata predeterminata, far scorrere una capacità nominale a una sovrapressione specificata e chiudersi quando la pressione del sistema è tornata a un livello sicuro., Le valvole limitatrici di pressione devono essere progettate con materiali compatibili con molti fluidi di processo, dalla semplice aria e acqua ai fluidi più corrosivi. Devono anche essere progettati per funzionare in modo coerente liscio e stabile su una varietà di fluidi e fasi fluide.
Valvola limitatrice di pressione caricata a molla
La valvola limitatrice di pressione caricata a molla di base è stata sviluppata per soddisfare l’esigenza di un dispositivo azionato dal sistema semplice e affidabile per fornire una protezione da sovrapressione.
L’immagine a destra mostra la costruzione di una valvola limitatrice di pressione caricata a molla.,
La valvola è costituita da un ingresso valvola o ugello montato sul sistema pressurizzato, un disco tenuto contro l’ugello per impedire il flusso in condizioni operative normali del sistema, una molla per tenere il disco chiuso e un corpo/cofano per contenere gli elementi operativi. Il carico della molla è regolabile per variare la pressione alla quale la valvola si aprirà.
Quando una valvola limitatrice di pressione inizia a sollevarsi, la forza della molla aumenta. Quindi la pressione del sistema deve aumentare se l’ascensore deve continuare. Per questo motivo le valvole limitatrici di pressione sono permesse un’indennità di sovrapressione per raggiungere l’ascensore completo., Questa sovrapressione ammissibile è generalmente del 10% per le valvole su sistemi non accesi. Questo margine è relativamente piccolo e devono essere forniti alcuni mezzi per aiutare nello sforzo di sollevamento.
La maggior parte delle valvole limitatrici di pressione, quindi, hanno una camera di controllo secondario o huddling camera per migliorare ascensore. Quando il disco inizia a sollevarsi, il fluido entra nella camera di controllo esponendo un’area più ampia del disco alla pressione del sistema.
Ciò provoca una variazione incrementale della forza che compensa eccessivamente l’aumento della forza della molla e fa sì che la valvola si apra rapidamente., Allo stesso tempo, la direzione del flusso del fluido viene invertita e l’effetto della quantità di moto risultante dalla variazione della direzione del flusso migliora ulteriormente l’ascensore. Questi effetti si combinano per consentire alla valvola di raggiungere la massima portanza e la massima portata entro i limiti di sovrapressione consentiti. A causa della maggiore area del disco esposta alla pressione del sistema dopo che la valvola raggiunge l’ascensore, la valvola non si chiuderà fino a quando la pressione del sistema non è stata ridotta a un certo livello al di sotto della pressione impostata. Il design della camera di controllo determina dove si verificherà il punto di chiusura.,
La differenza tra la pressione impostata e la pressione del punto di chiusura è chiamata blowdown e viene solitamente espressa in percentuale della pressione impostata.
Valvole a soffietto bilanciate e valvole a pistone bilanciate
Quando la contropressione sovrapposta è variabile, si consiglia un soffietto bilanciato o un pistone bilanciato. Un tipico muggito equilibrato è mostrato a destra. Il soffietto o il pistone è progettato con un’area di pressione effettiva pari all’area del sedile del disco., Il cofano è ventilato per garantire che l’area di pressione del soffietto o del pistone sia sempre esposta alla pressione atmosferica e per fornire un segnale rivelatore nel caso in cui il soffietto o il pistone inizino a perdere. Le variazioni di contropressione, pertanto, non avranno alcun effetto sulla pressione impostata. Contropressione può, tuttavia, influenzare il flusso.
Valvola limitatrice di pressione Tipo muggito
Altri disegni di valvole limitatrici
Valvola di sicurezza.
Una valvola di sicurezza è una valvola limitatrice di pressione azionata dalla pressione statica di ingresso e caratterizzata da un’apertura rapida o da un’azione pop., (Viene normalmente utilizzato per servizi a vapore e aerei.)
- Valvola di sicurezza a bassa portanza
Una valvola di sicurezza a bassa portanza è una valvola di sicurezza in cui il disco si solleva automaticamente in modo tale che l’area di scarico effettiva sia determinata dalla posizione del disco. - Valvola di sicurezza Full-Lift
Una valvola di sicurezza full-lift è una valvola di sicurezza in cui il disco si solleva automaticamente in modo tale che l’area di scarico effettiva non sia determinata dalla posizione del disco.,
Valvola limitatrice
Una valvola limitatrice di pressione è un dispositivo limitatore di pressione azionato dalla pressione statica di ingresso avente un sollevamento graduale generalmente proporzionale all’aumento della pressione sulla pressione di apertura. Può essere fornito di un alloggio chiuso della molla adatto ad applicazione chiusa del sistema di scarico ed soprattutto è usato per servizio liquido.,
Valvola di sicurezza
Una valvola di sicurezza è una valvola di sicurezza caratterizzata da un’apertura rapida o da un’azione pop, o dall’apertura in proporzione all’aumento della pressione sulla pressione di apertura, a seconda dell’applicazione e può essere utilizzata per liquidi o liquidi comprimibili.
- Valvola di sicurezza convenzionale
Una valvola di sicurezza convenzionale è una valvola limitatrice di pressione che ha il suo alloggiamento a molla ventilato sul lato di scarico della valvola., Le caratteristiche operative (pressione di apertura, pressione di chiusura e capacità di scarico) sono direttamente influenzate dalle variazioni della contropressione sulla valvola. - Valvola di sicurezza bilanciata
Una valvola di sicurezza bilanciata è una valvola di sicurezza che incorpora mezzi per ridurre al minimo l’effetto della contropressione sulle caratteristiche operative (pressione di apertura, pressione di chiusura e capacità di riduzione).,
Valvola limitatrice di pressione pilotata
Una valvola limitatrice di pressione pilotata è una valvola limitatrice di pressione in cui il dispositivo di scarico principale è combinato con ed è controllato da una valvola limitatrice di pressione ausiliaria auto-azionata.
Valvola limitatrice di pressione azionata a potenza
Una valvola limitatrice di pressione azionata a potenza è una valvola limitatrice di pressione in cui il dispositivo di scarico principale è combinato e controllato da un dispositivo che richiede una fonte esterna di energia.,
Valvola limitatrice di pressione azionata a temperatura
Una valvola limitatrice di pressione azionata a temperatura è una valvola limitatrice di pressione che può essere azionata dalla temperatura esterna o interna o dalla pressione sul lato di ingresso.
Valvola limitatrice di vuoto
Una valvola limitatrice di vuoto è un dispositivo limitatore di pressione progettato per ammettere fluido per evitare un eccessivo vuoto interno; è progettato per reclose e prevenire ulteriore flusso di fluido dopo condizioni normali sono stati ripristinati.,
Codici, standard e pratiche raccomandate
Molti codici e standard sono pubblicati in tutto il mondo che riguardano la progettazione e l’applicazione di valvole limitatrici di pressione. Il più ampiamente usato e riconosciuto di questi è la caldaia di ASME ed il codice del contenitore a pressione, chiamato comunemente il codice di ASME.
La maggior parte dei codici e degli standard sono volontari, il che significa che sono disponibili per l’uso da parte dei produttori e degli utenti e possono essere scritti nelle specifiche di acquisto e costruzione., Il Codice ASME è unico negli Stati Uniti e in Canada, essendo stato adottato dalla maggior parte delle legislature statali e provinciali e mandato dalla legge.
Il codice ASME fornisce regole per la progettazione e la costruzione di recipienti a pressione. Varie sezioni del Codice coprono navi licenziate, navi nucleari, navi non cotte e soggetti aggiuntivi, come la saldatura e l’esame non distruttivo. Le navi fabbricate in conformità con il codice ASME devono avere una protezione da sovrapressione. Il tipo e il design dei dispositivi di protezione da sovrapressione consentiti sono spiegati in dettaglio nel codice.,
Terminologia
Le seguenti definizioni sono tratte dalla DIN 3320, ma va notato che molti dei termini e delle definizioni associate utilizzati sono universali e compaiono in molte altre norme. Se i termini comunemente usati non sono definiti nella norma DIN 3320, ASME PTC25.3 è stato utilizzato come fonte di riferimento., Questo elenco non è esaustivo ed è inteso solo come guida; non deve essere utilizzato al posto dello standard attuale pertinente:
- Pressione di esercizio (pressione di esercizio)
è la pressione del manometro esistente in condizioni operative normali all’interno del sistema da proteggere. - Imposta pressione
è la pressione del manometro alla quale in condizioni operative le valvole di sicurezza caricate direttamente iniziano a sollevarsi. - Pressione di prova
è la pressione del manometro alla quale in condizioni di banco di prova (contropressione atmosferica) le valvole di sicurezza caricate direttamente iniziano a sollevarsi., - Pressione di apertura
è la pressione del manometro alla quale il sollevatore è sufficiente per scaricare la capacità di scorrimento predeterminata. È uguale alla pressione impostata più differenza di pressione di apertura. - Pressione di ricostituzione
è la pressione del manometro alla quale viene richiusa la valvola di sicurezza a carico diretto. - Built-up contropressione
è la pressione del manometro costruito sul lato di uscita soffiando. - La contropressione sovrapposta
è la pressione del manometro sul lato di uscita della valvola chiusa., - Contropressione
è la pressione del manometro accumulata sul lato di uscita durante il soffiaggio (contropressione incorporata + contropressione sovrapposta). - Accumulo
è l’aumento della pressione rispetto alla pressione massima di esercizio consentita del sistema da proteggere. - Differenza di pressione di apertura
è l’aumento di pressione sulla pressione impostata necessario per un ascensore adatto a consentire la capacità di flusso predeterminata. - Reseating differenza di pressione
è la differenza tra pressione impostata e riseating pressione., - La differenza di pressione funzionale
è la somma della differenza di pressione di apertura e della differenza di pressione di reseating. - Differenza di pressione di esercizio
è la differenza di pressione tra la pressione impostata e la pressione di esercizio. - Lift
è la corsa del disco lontano dalla posizione chiusa. - L’inizio del sollevamento (apertura)
è il primo movimento misurabile del disco o la percezione del rumore di scarico., - Area di flusso
è l’area della sezione trasversale a monte o a valle della sede del corpo calcolata dal diametro minimo che viene utilizzato per calcolare la capacità di flusso senza alcuna deduzione per gli ostacoli. - Diametro di flusso
è il diametro geometrico minimo a monte o a valle della sede del corpo. - Designazione della dimensione nominale
di una valvola di sicurezza è la dimensione nominale dell’ingresso., - Capacità di flusso teorica
è il flusso massico calcolato da un orifizio avente un’area di sezione trasversale uguale all’area di flusso della valvola di sicurezza indipendentemente dalle perdite di flusso della valvola. - Capacità di scorrimento effettivaè la capacità di scorrimento determinata dalla misurazione.
- La capacità di flusso certificata
è la capacità di flusso effettiva ridotta del 10%. - Coefficiente di scarico
è il rapporto tra la capacità di scarico effettiva e teorica., - Coefficiente di scarico certificato
è il coefficiente di scarico ridotto del 10% (noto anche come coefficiente di scarico ridotto).
I seguenti termini non sono definiti in DIN 3320 e sono presi da ASME PTC25.3:
- Spurgo (il riposizionamento differenza di pressione) –
differenza tra l’effettivo popping pressione effettiva e il riposizionamento di pressione, di solito espressa come percentuale della pressione impostata o in unità di pressione. - Pressione di prova differenziale a freddo
la pressione alla quale una valvola è impostata su un banco di prova utilizzando un fluido di prova a temperatura ambiente., Questa pressione di prova include correzioni per condizioni di servizio, ad esempio contropressione o temperature elevate. - La pressione nominale di flusso
è la pressione statica di ingresso alla quale viene misurata la capacità di scarico di un dispositivo di limitazione della pressione. - Pressione di prova di tenuta
è la pressione statica di ingresso specificata alla quale viene eseguita una prova quantitativa di tenuta del sedile secondo una procedura standard. - Capacità di scarico misurata
è la capacità di scarico di un dispositivo di scarico della pressione misurata alla pressione nominale del flusso., - Capacità di scarico nominale
è la parte della capacità di scarico misurata consentita dal codice o dal regolamento applicabile da utilizzare come base per l’applicazione di un dispositivo di scarico della pressione. - La sovrapressione
è un aumento di pressione sulla pressione impostata di una valvola limitatrice di pressione, solitamente espressa in percentuale della pressione impostata. - Pressione popping
è il valore di aumentare la pressione di ingresso statica di una valvola limitatrice di pressione in cui vi è un ascensore misurabile, o in cui lo scarico diventa continuo come determinato dal vedere, sentire o sentire., - Alleviare la pressione
è impostato pressione più sovrapressione. - Simmer
è la zona di pressione tra la pressione impostata e la pressione di schiocco. - Pressione massima di esercizio
è la pressione massima prevista durante il funzionamento del sistema. - La pressione massima di esercizio ammissibile (MAWP)
è la pressione massima consentita nella parte superiore di un recipiente completato nella sua posizione operativa per una temperatura designata., - La pressione massima ammessa accumulata (MAAP)
è la pressione massima ammessa di esercizio più l’accumulazione come stabilito con riferimento ai codici applicabili per le contingenze di funzionamento o di incendio.
Stoccaggio Movimentazione e trasporto di valvole di sicurezza
Stoccaggio e movimentazione
Poiché la pulizia è essenziale per il funzionamento e la tenuta soddisfacenti di una valvola di sicurezza, durante lo stoccaggio devono essere prese precauzioni per tenere fuori tutti i materiali estranei. Le protezioni di ingresso e uscita devono rimanere in posizione fino a quando la valvola è pronta per essere installata nel sistema., Fare attenzione a mantenere l’ingresso della valvola assolutamente pulito. Si raccomanda di conservare la valvola all’interno del contenitore di spedizione originale lontano da sporcizia e altre forme di contaminazione.
Le valvole di sicurezza devono essere maneggiate con cura e mai soggette a urti. La manipolazione approssimativa può alterare l’impostazione della pressione, deformare le parti della valvola e influire negativamente sulla tenuta del sedile e sulle prestazioni della valvola.
La valvola non deve mai essere sollevata o maneggiata con la leva di sollevamento.,
Quando è necessario utilizzare un paranco, la catena o l’imbracatura devono essere posizionati attorno al corpo valvola e al cofano in modo da assicurare che la valvola sia in posizione verticale per facilitare l’installazione.
Installazione
Molte valvole sono danneggiate quando vengono messe in servizio per la prima volta a causa della mancata pulizia della connessione correttamente quando installate. Prima dell’installazione, le facce delle flange o le connessioni filettate sia sull’ingresso della valvola che sul recipiente e/o sulla linea su cui è montata la valvola devono essere accuratamente pulite da tutto lo sporco e materiale estraneo.,
Poiché i materiali estranei che passano dentro e attraverso le valvole di sicurezza possono danneggiare la valvola, anche i sistemi su cui le valvole vengono testate e infine installate devono essere ispezionati e puliti. I nuovi sistemi, in particolare, sono soggetti a contenere oggetti estranei che inavvertitamente rimangono intrappolati durante la costruzione e distruggeranno la superficie di seduta quando la valvola si apre. Il sistema deve essere accuratamente pulito prima di installare la valvola di sicurezza.
Le guarnizioni utilizzate devono essere dimensionalmente corrette per le flange specifiche., I diametri interni devono liberare completamente le aperture di ingresso e uscita della valvola di sicurezza in modo che la guarnizione non limiti il flusso.
Per le valvole flangiate, estrarre tutti i perni o i bulloni di collegamento in modo uniforme per evitare possibili distorsioni del corpo valvola. Per le valvole filettate, non applicare una chiave al corpo valvola. Utilizzare gli appartamenti esagonali forniti sulla boccola di ingresso.
Le valvole di sicurezza sono destinate ad aprirsi e chiudersi all’interno di un campo di pressione ristretto. Le installazioni della valvola richiedono la progettazione accurata sia per quanto riguarda l’entrata che la conduttura di scarico. Fare riferimento agli standard internazionali, nazionali e di settore per le linee guida.,
Tubazione di ingresso
Collegare questa valvola il più possibile diretta e vicina al recipiente protetto.
La valvola deve essere montata verticalmente in posizione verticale direttamente su un ugello dal recipiente a pressione o su un raccordo di collegamento corto che fornisce un flusso diretto e senza ostacoli tra il recipiente e la valvola. L’installazione di una valvola di sicurezza in una posizione diversa da quella raccomandata influirà negativamente sul suo funzionamento.
La valvola non deve mai essere installata su un raccordo di diametro interno inferiore al collegamento di ingresso della valvola.,
Tubazioni di scarico
Le tubazioni di scarico devono essere semplici e dirette. Una connessione” rotta ” vicino all’uscita della valvola è preferita ove possibile. Tutte le tubazioni di scarico devono essere eseguite nel modo più diretto possibile fino al punto di rilascio finale per lo smaltimento. La valvola deve essere scaricata in un’area di smaltimento sicura. Le tubazioni di scarico devono essere scaricate correttamente per evitare l’accumulo di liquidi sul lato a valle della valvola di sicurezza.
Il peso della tubazione di scarico deve essere trasportato da un supporto separato ed essere adeguatamente rinforzato per resistere alle forze di spinta reattive quando la valvola si allevia., La valvola dovrebbe anche essere sostenuta per resistere a qualsiasi oscillazione o vibrazioni del sistema.
Se la valvola sta scaricando in un sistema pressurizzato assicurarsi che la valvola sia un design “bilanciato”. La pressione sullo scarico di un design “sbilanciato” influirà negativamente sulle prestazioni della valvola e sulla pressione impostata.
Non devono essere utilizzati raccordi o tubi di diametro interno inferiore ai raccordi di uscita della valvola.
I cofani delle valvole di sicurezza a soffietto bilanciato devono essere sempre ventilati per garantire il corretto funzionamento della valvola e fornire una spia in caso di guasto del soffietto., Non collegare queste prese d’aria aperte. Quando il fluido è infiammabile, tossico o corrosivo, lo sfiato del cofano deve essere convogliato in un luogo sicuro.
Fonte e immagini di questa pagina:
Crosby® – Valvola Limitatrice di Pressione Engineering Handbook –
Anderson Greenwood Crosby – Seminario Tecnico Manuale –
Spirax Sarco – Alternative Impianti e Dispositivi di Protezione e Terminologia –
e ‘ importante ricordare che una Valvola Limitatrice di pressione è un dispositivo di sicurezza utilizzato per proteggere i recipienti a pressione o sistemi di guasto catastrofico., Con questo in mente, l’applicazione delle valvole limitatrici di pressione dovrebbe essere assegnata solo a personale completamente addestrato ed essere in stretta conformità con le regole previste dai codici e dalle norme che disciplinano.