Cause comuni di guasto della valvola a sfera e modalità di riparazione

Introduzione

Le valvole a sfera sono note per la loro durata e affidabilità e sono la valvola preferita in un'ampia gamma di applicazioni on/off. Sebbene le valvole a sfera siano generalmente in grado di resistere in ambienti intensi, come qualsiasi altro componente del sistema, comportano il rischio di danni o guasti. La durata di una valvola a sfera è influenzata da diversi fattori, tra cui il fluido del sistema, la temperatura del fluido, la pressione del fluido, la frequenza dei cicli, il tipo di azionamento e il tipo di pressione. corretta manutenzione della valvola a sfera. Continuate a leggere per conoscere alcune delle cause più comuni di guasto delle valvole a sfera e le relative soluzioni.

Fattori che influenzano la durata di vita delle valvole a sfera

Molti produttori forniscono una durata di vita stimata per le loro valvole a sfera, ma questo intervallo può essere influenzato - o ridotto o esteso - da una serie di fattori.

Azionamento:

A seconda della velocità di ciclo prevista per il sistema e delle fonti di alimentazione disponibili, le valvole a sfera saranno azionate da attuatori pneumatici (aria), elettrici (motorizzati) o idraulici (fluidi). Attuatori e condizioni del sistema incompatibili possono causare il guasto della valvola; tuttavia, nella maggior parte dei casi, gli attuatori sopravvivono alle valvole a sfera che controllano.

Design:

Le valvole a sfera a uno o due pezzi non consentono la manutenzione o la riparazione all'interno del sistema, il che significa che devono essere sostituite quando i componenti si guastano. Le valvole a sfera a tre pezzi, invece, sono progettate in modo che le sedi e le guarnizioni possano essere rimosse e sostituite senza rimuovere l'intera valvola dal sistema. Per questo motivo, le valvole a sfera a tre pezzi sopravvivono molto più a lungo delle valvole a sfera a uno o due pezzi, se sottoposte a una manutenzione adeguata.

Media:

Le valvole a sfera sono generalmente destinate al controllo on/off di fluidi e gas senza particelle solide, poiché le particelle presenti nel fluido possono abradere le guarnizioni della valvola e ridurne la durata. I fluidi lubrificanti, come gli oli, possono invece ridurre l'usura delle guarnizioni e prolungare la durata della valvola. 

Manutenibilità:

Le guarnizioni sono spesso il primo componente a guastarsi in una valvola a sferaLe valvole a sfera in un solo pezzo e in due pezzi devono essere sostituite alla scadenza delle guarnizioni; tuttavia, la valvola può essere normalmente sostituita senza sostituire l'attuatore, che è in genere la parte più costosa del gruppo. Le valvole a sfera a un pezzo e a due pezzi devono essere sostituite quando le loro guarnizioni scadono; tuttavia, la valvola può normalmente essere sostituita senza sostituire l'attuatore, che è in genere la parte più costosa del gruppo. Le valvole a sfera a tre pezzi, invece, consentono di sostituire facilmente le guarnizioni.

Fonte:

In genere è buona norma rifornirsi di valvole a sfera prodotte nello stesso Paese in cui si trova l'apparecchiatura del sistema, per garantire la compatibilità e la massima durata.

Temperatura e pressione nominale:

Le valvole a sfera utilizzate in applicazioni ad alta pressione o ad alta temperatura dovranno essere sottoposte a manutenzione o sostituite più frequentemente rispetto a quelle utilizzate in applicazioni a bassa pressione.

Frequenza del ciclo:

La durata di una valvola a sfera è direttamente correlata alla frequenza con cui la valvola viene attivata o disattivata. Una valvola per applicazioni ad alta pressione che funziona solo una o due volte al giorno può durare più a lungo di una valvola per applicazioni a bassa pressione che funziona ogni minuto.

Materiali delle valvole:

In generale, le valvole a sfera in metallo hanno una durata maggiore rispetto a quelle realizzate in PVC o altri materiali sintetici. I materiali sono determinanti per la scelta dei corpi delle valvole a sfera e degli accessori, per cui è essenziale garantire la compatibilità tra materiale e materiale.

Rischi potenziali derivanti dal guasto della valvola a sfera

Il guasto di una valvola a sfera comporta molto di più del tempo e del denaro necessari per la sua sostituzione. I rischi potenziali vanno dal semplice inconveniente al vero e proprio pericolo.

Fuga di notizie dai media:

Una valvola guasta può causare la fuoriuscita dei fluidi presenti nel sistema di tubazioni nell'ambiente circostante. A seconda del fluido, ciò può esporre i lavoratori e le attrezzature a sostanze chimiche tossiche, gas velenosi, temperature estreme o pressioni pericolosamente elevate.

Tempi di inattività della produzione:

Una valvola guasta blocca la produzione, con conseguente perdita di fatturato, perdita di tempo e dipendenti lasciati senza nulla da fare in attesa della riparazione.

Costi di riparazione:

Le riparazioni periodiche delle apparecchiature sono previste in qualsiasi ambiente industriale, ma le riparazioni dovute a guasti evitabili delle valvole possono finire per costare più di quanto preventivato.

Questi rischi potenziali illustrano l'importanza delle ispezioni regolari e della manutenzione preventiva. Per garantire la sicurezza dei lavoratori, la longevità delle attrezzature e l'ottimizzazione dei costi, assicuratevi che la vostra struttura esegua ispezioni e procedure di manutenzione regolari.

14 guasti comuni delle valvole a sfera e come ripararli

1. Incompatibilità dell'attuatore:

Gli attuatori elettrici, idraulici o pneumatici troppo potenti per la valvola che controllano rischiano di danneggiare la valvola stessa. Al contrario, alcuni attuatori potrebbero non avere una coppia in uscita sufficiente a far girare la valvola.

Soluzione: Scegliere un attuatore adatto al tipo di valvola che controlla e alle condizioni del sistema. Se non si è sicuri che il problema risieda nell'attuatore o nella valvola stessa, rimuovere la valvola a sfera dall'attuatore e provare a far girare la valvola manualmente. Se la valvola gira liberamente, saprete che il problema riguarda l'attuatore. Se l'attuatore è dotato di una maniglia di comando manuale, è possibile provare a farlo senza rimuovere la valvola dall'attuatore. Se possibile, cercare di acquistare la valvola e l'attuatore dallo stesso produttore per garantire la compatibilità.

2. Cavitazione:

La cavitazione si verifica quando la pressione del liquido all'interno di una valvola scende al di sotto della pressione del vapore. Ciò genera piccole bolle che possono collassare e danneggiare la valvola.

Soluzione: Verificare se si sta utilizzando la valvola corretta per la pressione e la velocità del fluido nel sistema. È anche possibile utilizzare una valvola di controllo multistadio per rallentare la caduta di pressione.

3. Danni agli elastomeri:

Le sedi delle valvole, le guarnizioni e le tenute sono spesso realizzate in elastomeri (polimeri elastici), come il Viton.® o EPDM. Sono generalmente considerati componenti soggetti a usura e richiedono una sostituzione più frequente. Il problema può essere aggravato dall'incompatibilità tra fluidi e guarnizioni.

Soluzione: Verificare che i componenti in elastomero della valvola siano compatibili con i fluidi del sistema. Se necessario, selezionare componenti di un materiale più compatibile. Le valvole a sfera a tre pezzi consentono di sostituire questi componenti senza dover smontare o sostituire l'intera valvola.

4. Dimensione della valvola non corretta:

Le dimensioni dell'attacco della valvola influiscono sul flusso del fluido, pertanto è importante calcolare correttamente le dimensioni della valvola in base alla portata del fluido e alle dimensioni del tubo. Una valvola sovradimensionata può causare una diminuzione della pressione, mentre una valvola a sfera troppo piccola può causare strozzature e potenziali esplosioni. 

Soluzione: I calcolatori di portata per liquidi e gas possono indicare la dimensione della valvola necessaria in base alla pressione del fluido nel sistema di tubazioni. I valori di pressione delle valvole sono rappresentati dal valore Cv (imperiale) o Kv (metrico).

5. Installazione non corretta:

Una valvola non installata correttamente secondo le specifiche del produttore può causare gravi interruzioni del corretto funzionamento del sistema.

Soluzione: Assicuratevi che le valvole siano sempre installate e revisionate da qualcuno con la giusta formazione e competenza. In caso di dubbi sulla corretta tecnica di installazione, consultare il produttore originale.

6. Manutenzione e riparazione non corretta:

Una manutenzione trascurata o impropria può causare danni, rischi sul posto di lavoro, blocco della produzione, perdite di tempo e di fatturato.

Soluzione: Programmate una regolare manutenzione preventiva e assicuratevi che il tecnico che si occupa delle valvole a sfera e del sistema di tubazioni sia esperto e competente. Seguire sempre le istruzioni del produttore per l'installazione e la manutenzione.

7. Differenziale di pressione operativo e impostato non corretto:

Quando la pressione impostata dall'operatore del sistema differisce da quella effettiva, operativa, può sforzare o compromettere le valvole.

Soluzione: Controllare che i componenti della valvola non siano danneggiati, usurati o presentino perdite e ripristinare di conseguenza la pressione del sistema.

8. Perdite a seguito di inattività:

Le valvole che rimangono inutilizzate per un certo periodo di tempo possono bloccarsi a causa dell'accumulo di sostanze o della corrosione delle parti.

Soluzione: Prima di riattivare un sistema o un segmento di tubazione inattivo, verificare che tutte le valvole siano lubrificate e prive di accumuli.

9. Incompatibilità dei materiali:

Alcuni tipi di sostanze possono erodere i corpi o i componenti delle valvole a sfera molto più velocemente di altri, quindi è importante selezionare i materiali delle valvole a sfera più adatti al sistema.

Soluzione: La descrizione del prodotto della valvola a sfera indica i materiali di cui è composta, le applicazioni ideali e la compatibilità con i fluidi. Uno strumento utile a questo scopo è il Database di compatibilità chimica Cole-Parmer che possono essere utilizzati per garantire la compatibilità dei materiali delle valvole con determinati fluidi. 

10. Perdita della guarnizione o del bullone:

Le guarnizioni in elastomero danneggiate o i dadi e i bulloni allentati possono causare la fuoriuscita di fluidi dalla valvola.

Soluzione: Verificare se i componenti in elastomero devono essere sostituiti o se è necessario stringere la ferramenta.

11. Accumulo di particelle e sedimenti:

Le valvole a sfera non sono consigliate per i fluidi con particolato, ma a volte la contaminazione o l'accumulo di sedimenti si verificano comunque. Le particelle solide possono rimanere bloccate nella valvola, causando danni ai componenti. Anche una lubrificazione errata può causare il grippaggio dei componenti della valvola.

Soluzione: Programmare ispezioni e pulizie regolari per tutti i componenti del sistema di tubazioni. Rimuovere sempre i detriti o gli accumuli dalle valvole per evitare danni o guasti. Prima di aggiungere lubrificanti, verificare con il produttore della valvola la compatibilità con i materiali della valvola e con i fluidi del sistema.

12. La pressione e la temperatura superano i parametri richiesti:

Spingere una valvola oltre la sua pressione o temperatura nominale può causare un'usura graduale o un guasto improvviso della valvola.

Soluzione: Assicurarsi che le specifiche del prodotto della valvola corrispondano ai requisiti o alle condizioni del sistema.

13. Usura dello stelo della valvola:

Il movimento costante dei componenti della valvola e la mancanza di elasticità della guarnizione dello stelo possono contribuire alla rottura dello stelo della valvola a sfera.

Soluzione: La guarnizione dello stelo della valvola è normalmente il primo componente che si guasta in una valvola a sfera. Se si nota una perdita dallo stelo della valvola, è ora di sostituirla. In alternativa, se si dispone di una valvola a tre pezzi, è possibile sostituire lo stelo insieme alla guarnizione dello stelo e alla ferramenta.

14. Colpo d'ariete:

Le brusche variazioni di pressione nel flusso di fluidi liquidi possono causare onde d'urto dirompenti che si riverberano in un sistema di tubazioni. Conosciuto come colpo d'ariete, questo fenomeno è una delle principali cause di guasto delle valvole nei sistemi di trattamento dei fluidi.

Soluzione: Le valvole di strozzamento possono ridurre al minimo i colpi d'ariete, così come le valvole a sfera non a sbalzo, ad azione lenta e ad azionamento elettrico. Anche l'aggiunta di gomiti e anelli al progetto del sistema di tubazioni può ridurre il rischio.

Vantaggi di una corretta manutenzione della valvola a sfera

La maggior parte delle valvole a sfera è progettata per essere sostituita piuttosto che sottoposta a manutenzione. Le valvole a sfera a un pezzo e a due pezzi sono relativamente economiche; nei sistemi automatizzati, di solito possono essere sostituite senza sostituire l'attuatore, che è il componente più costoso. Tuttavia, per le applicazioni con valvole a sfera a tre pezzi, la manutenzione delle valvole a sfera è il modo più efficace per ridurre il rischio di guasti. Se eseguita regolarmente e correttamente, la manutenzione delle valvole a sfera offre notevoli vantaggi.

Riduzione della necessità di arresti:

La riduzione del rischio di guasto della valvola a sfera comporta una minore necessità di interrompere la produzione.

Sicurezza e protezione:

Gli esperti di manutenzione adeguatamente formati nella valutazione delle valvole a sfera possono identificare facilmente e tempestivamente i potenziali problemi, riducendo così le possibilità di riparazioni d'emergenza, incidenti o violazioni degli standard di salute e sicurezza sul posto di lavoro.

Risparmio sui costi:

Meno problemi di manutenzione significa più risparmi. L'esecuzione di ispezioni regolari e di una manutenzione preventiva riduce il rischio di fermi macchina imprevisti e costosi dovuti a guasti alle valvole.

Longevità:

Le valvole ben manutenute durano più a lungo e richiedono poche o nessuna riparazione, il che aiuta a risparmiare denaro, a prevenire i tempi di inattività e a mantenere la produzione dell'impianto nei tempi previsti.

Tenete presente che alcuni interventi di manutenzione delle valvole a sfera possono essere eseguiti anche mentre la valvola è in funzione, consentendo così di continuare la produzione senza interruzioni.

Migliori pratiche per la manutenzione delle valvole a sfera

Una corretta installazione e una manutenzione regolare e preventiva influiscono direttamente sulla durata delle valvole. Assicuratevi che il tecnico che installa le vostre valvole sia esperto e conosca l'installazione e la manutenzione delle valvole a sfera, poiché una corretta installazione riduce la necessità di riparazioni o sostituzioni.

Di norma, la manutenzione preventiva o predittiva dovrebbe iniziare molto prima che si verifichino problemi con le valvole a sfera. Un programma completo di manutenzione delle valvole a sfera dovrebbe includere quanto segue:

Lubrificazione:

La giusta lubrificazione previene l'abrasione delle parti, aumenta l'efficacia delle guarnizioni e mantiene il funzionamento regolare delle valvole a sfera. Assicuratevi di scegliere un lubrificante compatibile con i materiali della valvola e con i fluidi del sistema; consultate il produttore della valvola per verificare se la lubrificazione è raccomandata.

Pulizia regolare:

Le valvole a sfera pulite durano più a lungo. Per pulire le valvole a sfera a tre pezzi, rimuovete polvere e detriti dall'interno e dall'esterno della valvola, utilizzando detergenti che non reagiscano negativamente con i materiali della valvola. I detergenti a base di gas o aria compressa funzionano bene per i componenti metallici, mentre i detergenti a base di alcol o acqua sono ideali per le parti non metalliche. Assicurarsi di utilizzare detergenti compatibili con i materiali di tenuta della valvola.

Ispezioni di routine:

Le ispezioni annuali delle valvole a sfera sono sufficienti per la maggior parte delle applicazioni, ma le valvole a sfera in ambienti ad alto ciclo e ad alta pressione richiedono ispezioni più frequenti. Durante le fermate programmate, rimuovere le valvole a sfera dal sistema di tubazioni, smontarle, pulirne gli interni e sostituire eventuali componenti rotti o usurati.

Seguendo queste buone pratiche, ridurrete il rischio di guasti alle valvole a sfera e ne prolungherete la durata oltre le stime del produttore.

BIO DELL'AUTORE

George Packard è vicepresidente del marketing di Valvola Geminiè un produttore americano a conduzione familiare di valvole a sfera manuali e automatiche. Fondata nel 1974, Gemini Valve vanta anni di esperienza nella progettazione e nella produzione di valvole per fornire soluzioni affidabili per qualsiasi tipo di applicazione.