Valvola a sfera per alte temperature 

Che cos'è una valvola a sfera per alte temperature? 

Le valvole a sfera per alte temperature sono valvole in grado di funzionare a temperature molto elevate, superiori a 400 ^oC. Le valvole a sfera per alte temperature devono essere realizzate con materiali metallici molto resistenti e con un elevato punto di fusione. Alcuni materiali metallici, come le leghe di alluminio, iniziano a indebolirsi all'aumentare della temperatura. Materiali come il bronzo non sono consigliati per l'uso come valvole a sfera per alte temperature. valvola a sfera poiché l'aumento della temperatura ne modifica le proprietà, alterando il fluido da controllare. Quando si sceglie una valvola a sfera per alte temperature, la prima cosa da considerare è il materiale utilizzato per la fabbricazione della valvola. Si tratta della temperatura di esercizio prevista per la valvola a sfera per alte temperature, che deve essere compatibile con i componenti interni e il corpo della valvola. Anche i componenti interni della valvola devono essere realizzati con materiali metallici molto resistenti e con un elevato punto di fusione. Le valvole a sfera per alte temperature sono utilizzate in applicazioni quali l'industria petrolchimica, dei fertilizzanti, chimica, metallurgica ed elettrica. Il materiale metallico più comune che garantisce un funzionamento affidabile quando viene utilizzato per la produzione di valvole a sfera per alte temperature è l'acciaio al carbonio e l'acciaio inossidabile, che hanno punti di fusione elevati, pari a 1425 ^oC a 1540°C a 1400 ^oC a 1530°C rispettivamente. Le valvole a sfera per alte temperature sono manuali o azionate da un attuatore. Le valvole sono collegate alla tubazione mediante bulloni e dadi o con il metodo della saldatura. 

Come funziona una valvola a sfera per alte temperature? 

La valvola a sfera per alte temperature è costituita da una sfera con un foro nella parte centrale. La valvola a sfera per alte temperature viene azionata mediante volantino, leva manuale o attuatore. Il volantino e la leva manuale sono utilizzati per le valvole manuali, mentre l'attuatore è utilizzato per le valvole a sfera ad alta temperatura. valvole a sfera azionate. Il volantino o attuatore è collegato alla sfera attraverso un componente noto come stelo. Per aprire una valvola a sfera per alte temperature, il volantino o la leva manuale o l'attuatore ruotano. La forza di rotazione viene trasmessa alla sfera attraverso lo stelo della valvola, facendo ruotare il foro della sfera e allineandolo con la tubazione. Una volta che il foro della sfera nella valvola a sfera per alte temperature diventa allineato con la tubazione, il fluido scorre perché non è bloccato dalla sfera. Per chiudere la valvola a sfera per alte temperature, la leva o il volantino o l'attuatore ruotano nella direzione opposta a quella di apertura. In questo modo, il foro della sfera della valvola a sfera per alte temperature ruota e diventa perpendicolare alla tubazione. In questo caso, la sfera blocca il fluido dalla tubazione e quindi la valvola a sfera per alte temperature si trova in uno stato di chiusura. 

Figura: Funzionamento di una valvola a sfera per alte temperature.

Tipi di valvole a sfera per alte temperature

Valvola a sfera a due pezzi per alte temperature 

Si tratta di una valvola a sfera per alte temperature il cui corpo è costituito da due pezzi. I due pezzi vengono uniti mediante filettatura, saldatura o connessione con bulloni e dadi. Uno dei due pezzi di una valvola a sfera per alte temperature costituisce un giunto terminale e la sfera, mentre il secondo pezzo costituisce le parti interne e l'altro giunto terminale. La valvola a sfera per alte temperature in due pezzi è molto diffusa sul mercato e nelle applicazioni industriali perché può essere smontata per l'ispezione, la pulizia, la riparazione e la manutenzione. Inoltre, questa valvola ha dimensioni e peso ridotti rispetto ad altre valvole a sfera.

Figura: Valvola a sfera a due pezzi per alte temperature.

Valvola a sfera a tre pezzi per alte temperature 

Si tratta di una valvola a sfera per alte temperature composta da tre pezzi. I tre pezzi sono costituiti dal corpo della valvola e da due giunti terminali. I tre pezzi sono tenuti insieme da bulloni e dadi, come mostrato nella figura seguente. Le estremità della valvola a sfera per alte temperature in tre pezzi sono fissate alla tubazione mediante saldatura, bulloni o filettatura. Le valvole a sfera a tre pezzi per alte temperature possono essere facilmente pulite, ispezionate e riparate mentre sono collegate alla tubazione, senza doverle rimuovere. Le valvole a sfera a tre pezzi per alte temperature sono adatte per l'uso in applicazioni che richiedono frequenti riparazioni e manutenzioni o che necessitano di alti livelli di igiene, come i prodotti farmaceutici, gli alimenti e le bevande, in quanto possono essere pulite in modo efficace e semplice. 

Figura: Valvola a sfera a tre pezzi per alte temperature.

Valvola a sfera per alte temperature a entrata laterale 

Si tratta di valvole a sfera per alte temperature che vengono assemblate lateralmente, come mostrato nella figura seguente. Le valvole a sfera per alte temperature a entrata laterale sono valvole a sfera di grandi dimensioni, realizzate con materiali metallici resistenti per poter operare in applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione. Tra le applicazioni in cui vengono utilizzate le valvole a sfera per alte temperature ad entrata laterale vi sono le industrie petrolchimiche, le centrali petrolifere e del gas e le centrali elettriche a vapore. Le valvole a sfera per alte temperature ad entrata laterale sono composte da due o tre pezzi. I pezzi sono realizzati con il metodo della forgiatura. Dopo la produzione, i pezzi vengono assemblati con bulloni e dadi per formare il prodotto finale della valvola a sfera per alte temperature a entrata laterale. Uno dei vantaggi di una valvola a sfera a entrata laterale è che può essere ispezionata, pulita e riparata mentre si trova sul campo. Inoltre, i componenti interni della valvola possono essere allineati con facilità.

Figura: Valvola a sfera per alte temperature a entrata laterale.

Valvola a sfera per alte temperature con ingresso dall'alto 

Si tratta di una valvola a sfera per alte temperature che viene assemblata dal lato superiore. Le valvole a sfera con ingresso dall'alto sono prodotte con il metodo della fusione. Ciò consente di ridurre le possibilità di perdite di fluido. Il corpo della valvola e il coperchio sono collegati sul lato superiore. Le valvole a sfera per alte temperature con ingresso dall'alto facilitano le operazioni di ispezione, pulizia e riparazione senza rimuovere la valvola dalla tubazione. Le valvole a sfera per alte temperature con ingresso dall'alto sono sottoposte a test non distruttivi per garantire che siano prive di difetti che possono causare perdite di fluido durante l'uso. Valvole a sfera con ingresso dall'alto sono collegate alla tubazione mediante bulloni o saldatura. Le valvole a sfera con entrata dall'alto sono adatte per le applicazioni che richiedono valvole robuste e resistenti al fuoco o per quelle in cui è possibile mantenere elevati livelli di igiene attraverso una pulizia regolare. 

Figura: Valvola a sfera per alte temperature con ingresso dall'alto.

Valvole a sfera a corpo saldato per alte temperature 

Le valvole a sfera per alte temperature con corpo saldato sono valvole a sfera assemblate con il metodo della saldatura. Il corpo di questa valvola a sfera per alte temperature è costruito collegando tutti i pezzi mediante saldatura. Dopo la saldatura del corpo, viene eseguito un test non distruttivo lungo il perimetro del corpo della valvola sui giunti saldati, per garantire che non vi siano difetti che possano causare perdite di fluido. 

Una delle principali sfide associate alle valvole a sfera per alte temperature con corpo saldato è che non possono essere pulite, riparate o ispezionate sul campo. Queste valvole sono utilizzate in applicazioni in cui non è prevista alcuna manutenzione, ad esempio nei sistemi sottomarini e di trasmissione del gas. 

Figura: Valvola a sfera per alte temperature con corpo saldato.

Valvola a sfera a passaggio totale per alte temperature 

Si tratta di una valvola a sfera per alte temperature con un diametro del foro della sfera uguale al diametro del tubo. Con una valvola a sfera per alte temperature a passaggio totale, non ci sono perdite per attrito, il che la rende efficiente dal punto di vista energetico. Il design di una valvola a sfera per alte temperature a passaggio totale ne facilita la pulizia. La sfida associata a questa valvola è che la sfera e il corpo della valvola sono più grandi rispetto alle valvole con attacco standard. Per questo motivo, le valvole a sfera per alte temperature con attacco pieno sono più costose rispetto alle valvole con attacco standard o ridotto. Le valvole a sfera per alte temperature con attacco pieno sono utilizzate quando è richiesta una bassa resistenza del fluido, ad esempio nelle tubazioni di aspirazione delle pompe, dove la caduta di pressione influisce sulle prestazioni della pompa. Inoltre, le valvole a sfera per alte temperature con attacco pieno sono adatte per l'uso in applicazioni in cui il fluido può contenere solidi che possono accumularsi e intasare la valvola. 

Figura: Valvola a sfera per alte temperature a passaggio totale.

Valvole a sfera per alte temperature ad attacco ridotto 

Si tratta di valvole a sfera per alte temperature che hanno un diametro del foro della sfera inferiore al diametro del tubo. Le valvole a sfera per alte temperature con attacco ridotto presentano perdite di attrito e turbolenze elevate a causa del flusso non omogeneo creato dalla differenza di diametro tra il tubo e l'attacco della sfera. Le valvole a sfera per alte temperature con attacco ridotto sono adatte all'uso nei casi in cui la perdita di pressione e la turbolenza del flusso non costituiscono un problema importante. Il vantaggio principale dell'uso di una valvola a sfera per alte temperature con attacco ridotto è che le dimensioni sono più piccole, il che ne rende il costo inferiore rispetto alle controparti con attacco pieno. 

Applicazioni delle valvole a sfera per alte temperature 

• Utilizzato nelle industrie del petrolio greggio per applicazioni on e off che richiedono temperature elevate per la separazione dei diversi prodotti del petrolio greggio. 
• Vengono utilizzati nelle centrali elettriche a vapore per generare elettricità. 
• Industrie del petrolio e del gas.
• Produzione di fertilizzanti. 
• Processi di produzione dell'acciaio metallurgico. 
• Lavorazione di alimenti e bevande. 
• Industrie farmaceutiche per la facilità di pulizia.

Vantaggi delle valvole a sfera per alte temperature 

• Resistono alle alte temperature senza subire distorsioni dovute al calore termico. 
• Durevole. 
• Versatili, possono essere utilizzati in diverse applicazioni. 
• Pulito, riparato e ispezionato. 
• Rapidità di funzionamento. 
• Queste valvole sono sufficientemente robuste per resistere alle alte pressioni. 
• Hanno una tenuta perfetta, priva di perdite di fluido. 
• Può essere azionato manualmente o tramite un attuatore. 

Svantaggi delle valvole a sfera per alte temperature 

• Non adatto ad applicazioni di strozzatura. 
• Queste valvole si chiudono e si aprono rapidamente, generando così colpi d'ariete e problemi di sovrapressione. 
• Le cavità intorno alle sedi e alle sfere tendono a causare un'ostruzione dovuta a corpi solidi, che può aumentare la coppia di apertura/chiusura e causare un guasto alla valvola. 

Risoluzione dei problemi della valvola a sfera per alte temperature 

Perdita di fluido quando la valvola è chiusa 

• Superficie di tenuta danneggiata. Riparare o sostituire la superficie di tenuta. 
• Sedile danneggiato. Riparare o sostituire il sedile. 
• L'attuatore o il riduttore (per le valvole manuali) non sono regolati correttamente. Regolare la fasatura dell'attuatore o del riduttore. 

Funzionamento non fluido della sfera 

• Materiali estranei tra la sede e la sfera o tra la cavità del corpo e la sfera. Smontare la valvola e pulire la cavità, la sede e la sfera. 

La valvola a sfera per alte temperature è difficile da aprire/chiudere

• Il sedile è danneggiato. Sostituire il sedile. 
• La valvola presenta una temperatura interna elevata. Controllare la temperatura di esercizio della valvola come raccomandato dal produttore. produttore di valvole a sfera. 
• I materiali estranei hanno intasato la cavità del corpo. Smontare la valvola e pulire i materiali. 

Perdita dello stelo 

• Bulloni della flangia allentati. Serrare i bulloni della flangia. 
• Superficie di tenuta danneggiata. Sostituire la superficie di tenuta. 

Perdita dal tubo o dalla valvola e dalla giunzione del tubo 

• Giunto tubo-valvola allentato. Serrare il raccordo del giunto o le filettature o i bulloni e i dadi. 
• Oggetti estranei nel tubo. Controllare che il tubo non sia ostruito e pulirlo. 

Sintesi 

Le valvole a sfera per alte temperature sono valvole in grado di lavorare a temperature elevate, da 400 a 100 °C. ^oC senza subire alterazioni chimiche o termiche. Sono realizzati con materiali metallici ad alta resistenza e ad alto punto di fusione. Tali materiali includono l'acciaio inossidabile e l'acciaio al carbonio. Le valvole possono essere manuali o azionate. Le valvole a sfera per alte temperature sono ignifughe, per garantire la resistenza alle alte temperature anche quando vengono utilizzate per controllare il flusso di prodotti infiammabili. Vengono collegate alla tubazione tramite filettature, bulloni e dadi o saldate alla tubazione. Queste valvole sono utilizzate in diverse applicazioni, come ad esempio nel settore petrolifero e del gas, nelle applicazioni petrolchimiche, nei fertilizzanti, nelle centrali elettriche a vapore, nella metallurgia e nelle industrie chimiche. I vari tipi di valvole a sfera per alte temperature comprendono valvole a sfera per alte temperature in due pezzi, valvole a sfera per alte temperature in tre pezzi, valvole a sfera per alte temperature a ingresso laterale, valvole a sfera per alte temperature a ingresso dall'alto, valvole a sfera per alte temperature con corpo saldato, valvole a sfera per alte temperature a passaggio totale e valvole a sfera per alte temperature a passaggio ridotto. Le valvole a sfera per alte temperature presentano diversi vantaggi, come la rapidità di funzionamento, la durata, la versatilità, la resistenza al fuoco, la riparabilità, l'elevata resistenza e la tenuta.