Tenuta a 4 sfere
Il materiale di tenuta del sedile più importante pervalvole a sferaIl politetraossietilene (PTFE) è sensibile a quasi tutte le sostanze chimiche e presenta un basso coefficiente di attrito, prestazioni stabili, resistenza all'invecchiamento, un ampio intervallo di temperatura di applicazione e prestazioni di tenuta eccellenti. Tuttavia, le proprietà fisiche del PTFE, tra cui l'elevato coefficiente di dilatazione, la sensibilità al flusso a freddo e la scarsa conduttività termica, richiedono che la progettazione delle guarnizioni per sedi valvola si concentri su queste caratteristiche. Il materiale plastico della guarnizione per sedi valvola include anche PTFE caricato, nylon e molti altri materiali. Tuttavia, quando il materiale di tenuta si indurisce, l'affidabilità della tenuta viene compromessa, soprattutto in caso di bassa differenza di pressione. Inoltre, anche la gomma sintetica come la gomma butilica può essere utilizzata come materiale di tenuta per sedi valvola, ma il suo fluido di applicazione e l'intervallo di temperatura sono limitati. Inoltre, se il fluido non è lubrificato, l'uso di gomma sintetica rischia di inceppare la sfera.
Per soddisfare i requisiti di utilizzo delle applicazioni industriali come alte temperature, alta pressione, forte erosione, lunga durata, ecc., le valvole a sfera con tenuta metallica hanno avuto un notevole sviluppo negli ultimi dieci anni. Soprattutto nei paesi industrializzati sviluppati, come Stati Uniti, Italia, Germania, Spagna, Paesi Bassi, ecc., la struttura delle valvole a sfera è stata costantemente migliorata e sono state introdotte valvole a sfera interrate direttamente con corpo interamente saldato, valvole a sfera di sollevamento e valvole a sfera per oleodotti a lunga distanza, impianti di raffinazione del petrolio, ecc. Il settore industriale è sempre più utilizzato, con la comparsa di valvole a sfera di grande diametro (3050 mm), alta pressione (70 MPa) e ampio intervallo di temperatura (-196~8159 °C), tanto che la tecnologia delle valvole a sfera ha raggiunto un nuovo livello.
5 Progettazione e produzione di valvole a sfera
Grazie all'applicazione di tecnologie quali Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM) e Mulberry Manufacturing System (FMS) nel settore delle valvole, la progettazione e la produzione di valvole a sfera hanno raggiunto un livello completamente nuovo. Non solo ha completamente innovato il metodo di calcolo per la progettazione delle valvole, ma ha anche ridotto il pesante e ripetitivo lavoro di progettazione di routine del personale tecnico e professionale, consentendo ai tecnici di dedicare più energie al miglioramento, alle prestazioni dei prodotti e allo sviluppo di nuovi prodotti, oltre ad accorciare il ciclo di ricerca e sviluppo di nuovi prodotti. Migliorando la produttività del lavoro a 360°, nel processo di ricerca e sviluppo di valvole a sfera con tenuta metallica a stelo di sollevamento, grazie all'applicazione di CAD/CAM, è stata realizzata una guarnizione metallica a spirale piatta con stelo largo, realizzata tramite progettazione assistita da computer e macchine utensili CNC. La valvola a sfera non presenta graffi e usura durante il processo di apertura e chiusura, migliorando notevolmente le prestazioni di tenuta e la durata utile. Quando la valvola a sfera è completamente aperta, la resistenza al flusso è molto ridotta, quasi pari a zero, quindi la valvola a sfera di pari diametro è ampiamente utilizzata negli oleodotti e nei gasdotti perché è facile da pulire. Poiché la sfera della valvola a sfera viene pulita durante il processo di apertura e chiusura, la maggior parte delle valvole a sfera può essere utilizzata in fluidi con particelle solide in sospensione. A seconda del materiale dell'anello di tenuta, può essere utilizzata anche in fluidi in polvere e granulari.
6 occasioni applicabili alla valvola a sfera
Poiché la valvola a sfera utilizza solitamente gomma, nylon e politetraossietilene come materiale per l'anello di tenuta della sede, la sua temperatura di utilizzo è limitata dal materiale dell'anello di tenuta della sede della valvola. L'effetto di taglio della larghezza della sfera si ottiene premendo le sfere metalliche l'una contro l'altra tra le sedi in plastica della valvola sotto l'azione del fluido (valvola a sfera flottante). Sotto l'azione di una certa pressione di contatto, l'anello di tenuta della sede della valvola si deforma elasticamente e plasticamente in alcune zone. Questa deformazione può compensare la precisione di fabbricazione e la rugosità superficiale della sfera e garantire le prestazioni di tenuta della valvola a sfera.
Inoltre, poiché l'anello di tenuta della sede della valvola a sfera è solitamente realizzato in plastica, quando si seleziona la struttura e le prestazioni della valvola a sfera, è necessario considerare la resistenza al fuoco e la resistenza al fuoco della valvola a sfera, in particolare nei settori petrolifero, chimico, metallurgico e altri, nei mezzi infiammabili ed esplosivi. L'uso di valvole a sfera nelle apparecchiature e nei sistemi di tubazioni degli Stati Uniti dovrebbe prestare maggiore attenzione alla resistenza al fuoco e alla prevenzione degli incendi.
In genere, nella regolazione a due posizioni, prestazioni di tenuta rigorose, fango, abrasione, canale di restringimento, azione di apertura e chiusura rapida (apertura e chiusura di 1/4 di giro), interruzione dell'alta pressione (grande differenza di pressione), basso rumore, cavitazione e vaporizzazione, nei sistemi di tubazioni con una piccola quantità di perdite nell'atmosfera, piccola coppia di esercizio e piccola resistenza del fluido, si consigliano le valvole a sfera.
Le valvole a sfera sono adatte anche per sistemi di tubazioni con struttura leggera, bassa pressione di intercettazione (piccola differenza di pressione) e fluidi corrosivi.
Le valvole a sfera possono essere utilizzate anche in dispositivi a bassa temperatura (criogenici) e sistemi di tubazioni.
Nel sistema di condotte dell'ossigeno dell'industria metallurgica sono necessarie valvole a sfera sottoposte a un rigoroso trattamento di sgrassaggio.
Quando le linee principali degli oleodotti e dei gasdotti devono essere interrate, sono necessarie valvole a sfera saldate a diametro intero.
Quando è richiesta una regolazione delle prestazioni, è opportuno scegliere una valvola a sfera con una struttura speciale e un'apertura a V.
Nei settori petrolifero, petrolchimico, chimico, dell'energia elettrica e dell'edilizia urbana, le valvole a sfera con tenuta metallo-metallo possono essere utilizzate per sistemi di tubazioni con temperature di esercizio superiori a 200 °C.
7 Principi di applicazione delle valvole a sfera
Per oleodotti e gasdotti, condotte che devono essere pulite e interrate, utilizzare valvole a sfera passanti e interamente saldate; per le condotte interrate, scegliere valvole a sfera passanti saldate o flangiate; per le condotte di derivazione, scegliere un collegamento flangiato, un collegamento saldato, una valvola a sfera passante o di diametro ridotto.
Per le condotte di trasporto e le attrezzature di stoccaggio del petrolio raffinato, utilizzare valvole a sfera flangiate.
Per le condotte del gas naturale e del gasdotto cittadino, utilizzare valvole a sfera flottanti con attacco flangiato e attacco filettato interno.
Nel sistema di condotte dell'ossigeno nel sistema metallurgico, si deve utilizzare una valvola a sfera fissa sottoposta a un rigoroso trattamento di sgrassaggio e dotata di collegamento flangiato.
Per sistemi di tubazioni e dispositivi a bassa temperatura, si consiglia di utilizzare valvole a sfera per basse temperature con coperchio. Nel sistema di tubazioni dell'unità di cracking catalitico dell'impianto di raffinazione del petrolio, è possibile scegliere una valvola a sfera con sollevatore.
Nelle apparecchiature e nei sistemi di tubazioni di fluidi corrosivi come acidi e alcali nei sistemi chimici, è consigliabile utilizzare tutte le valvole a sfera in acciaio inossidabile realizzate in acciaio inossidabile austenitico e politetraossietilene come sede e anello di tenuta.
Le valvole a sfera con tenuta metallo su metallo possono essere utilizzate in sistemi di tubazioni o dispositivi per fluidi ad alta temperatura in sistemi metallurgici, sistemi energetici, impianti petrolchimici e sistemi di riscaldamento urbano.
Quando è necessaria una regolazione del flusso, è possibile scegliere una valvola a sfera con azionamento a vite senza fine, pneumatica o elettrica con apertura a V.