Valvola a sfera con sede in metallo 

Che cos'è una valvola a sfera con sede metallica? 

Le valvole a sfera con sede metallica sono valvole progettate con tenuta metallo-metallo tra la sfera e le sedi. Le valvole a sfera con sede metallica sono destinate all'uso in applicazioni soggette a corrosione, abrasione, alta pressione o alta temperatura. Le valvole a sfera con sede metallica garantiscono una chiusura ermetica sia in caso di flusso bidirezionale che unidirezionale in applicazioni gravose. Le valvole a sfera con sede metallica possono essere rese più dure rivestendole, ad esempio, con un rivestimento a spruzzo a ultrasuoni, carburo di cromo, rivestimento duro satellitare e carburo di tungsteno. Le valvole a sfera con sede metallica utilizzano materiali metallici come l'acciaio inox 316 o il Monel per realizzare la sede della valvola. La maggior parte delle valvole a sfera utilizza sedi morbide in materiale termoplastico, come il PTFE, che sono destinate esclusivamente al servizio pulito, a differenza delle valvole a sfera con sede metallica. Le valvole a sfera con sede metallica sono rimaste tra le migliori soluzioni per le applicazioni in condizioni di servizio gravose. Ogni tipo di valvola a sfera con sede metallica valvola a sfera ha le sue caratteristiche che producono vantaggi e svantaggi unici. 

Componenti di una valvola a sfera con sede in metallo 

Corpo valvola 

Il corpo della valvola è il componente di una valvola a sfera con sede in metallo che copre i componenti interni della valvola. Il corpo contribuisce a migliorare la sicurezza delle parti interne. Il corpo contiene le porte in cui il fluido entra ed esce dalla valvola a sfera con sede metallica. Il corpo deve essere robusto in modo da fornire una barriera affidabile alla pressione del fluido.

Cofano 

Il coperchio è la parte di una valvola a sfera con sede in metallo che viene utilizzata per coprire lo stelo e la guarnizione. Il coperchio aumenta la sicurezza del pacco e dello stelo. Il coperchio viene posizionato sopra il corpo della valvola e le due parti vengono collegate tramite saldatura o utilizzando bulloni e dadi. Il coperchio è realizzato con lo stesso materiale metallico del corpo della valvola. 

Attuatore 

L'attuatore è un componente integrato nella valvola a sfera automatica a sede metallica che fornisce la coppia necessaria per aprire/chiudere la valvola. Con un attuatore, non è necessario un operatore per le valvole a sfera a sede metallica. Alcuni degli attuatori che possono essere utilizzati nelle valvole a sfera a sede metallica sono attuatori elettrici, pneumatici e idraulici. Un sistema automatico viene utilizzato per migliorare il controllo del fluido attraverso l'attuatore. 

Maniglia 

La maniglia è un componente utilizzato in una valvola a sfera a sede metallica ad azionamento manuale. È sulla maniglia che l'operatore applica la coppia per aprire o chiudere la valvola a sfera a sede metallica. 

Sfera della valvola 

Si tratta di un componente metallico di una valvola a sfera con sede in metallo che viene utilizzato per aprire o chiudere il flusso del fluido. La sfera ha un foro al centro in cui scorre il fluido. 

Stelo 

Lo stelo è un albero di una valvola a sfera con sede metallica che serve a trasmettere la coppia necessaria per aprire o chiudere la valvola. Lo stelo collega l'attuatore o la maniglia alla sfera.

Posti a sedere 

Le sedi si riferiscono ai dischi installati tra il corpo della valvola e la sfera. Una valvola a sfera con sede metallica ha due sedi che forniscono una tenuta tra la sfera e il corpo. La sfera si trova tra le sedi per bloccare o consentire il flusso del fluido. La sede a valle è montata vicino al lato di uscita e la sede a monte è montata vicino al lato di ingresso della valvola. Le due sedi sono installate l'una di fronte all'altra. 

Imballaggio 

L'imballaggio è una guarnizione posta sullo stelo per impedire la fuoriuscita del fluido attraverso lo stelo. 

Figura: Componenti di una valvola a sfera con sede metallica.

Come funziona una valvola a sfera con sede metallica? 

Una valvola a sfera con sede metallica utilizza una sfera con un foro nella sezione centrale per aprire/chiudere il flusso del fluido. La valvola a sfera con sede metallica funziona ruotando la maniglia di un quarto di giro per aprire o chiudere il flusso del fluido. La sfera di una valvola a sfera con sede metallica è collegata all'attuatore o alla maniglia attraverso lo stelo. Quando la maniglia viene ruotata, lo stelo ruota e, essendo collegato alla sfera, anche quest'ultima ruota. Per aprire una valvola a sfera a sede metallica, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro, ovvero di 90°.^o in senso antiorario. In questo modo, lo stelo e la sfera ruotano contemporaneamente alla rotazione della maniglia. In questo modo, il foro della sfera è allineato con la tubazione. Quando il foro della sfera è in linea con il fluido nella tubazione, il fluido passa attraverso la valvola. Per chiudere una valvola a sfera con sede metallica, la maniglia viene ruotata in senso orario per un angolo di 90°.^o. Questo fa ruotare il foro della sfera in modo che diventi perpendicolare al flusso del fluido. In questo modo, la sfera blocca il flusso del fluido e quindi la valvola a sfera con sede metallica si trova in uno stato di chiusura. 

Figura: Funzionamento di una valvola a sfera con sede metallica.

Tipi di valvole a sfera con sede metallica

Valvola a sfera a sede metallica a entrata laterale 

Si tratta di una valvola a sfera a sede metallica che viene assemblata a partire dalle sue parti laterali. La valvola a sfera a sede metallica a entrata laterale ha due o tre pezzi di corpo collegati tra loro. Ogni pezzo di una valvola a sfera a sede metallica a entrata laterale è collegato mediante bulloni/studenti e dadi, in modo simile a come due flange possono essere collegate mediante bulloni. Valvole a sfera a entrata laterale sono realizzate in materiali metallici resistenti con il metodo della forgiatura. Ogni pezzo di una valvola a sfera con sede metallica a entrata laterale viene realizzato con il metodo della forgiatura e poi assemblato insieme. Il metodo di forgiatura di una valvola a sfera a sede metallica a entrata laterale consente di ridurre al minimo i difetti che derivano da una valvola realizzata con il metodo della fusione. Le valvole a sfera con sede metallica a entrata laterale sono facili da assemblare e l'allineamento dei componenti è semplice. Le valvole a sfera con sede metallica a entrata laterale possono essere aperte per la pulizia, l'ispezione, la riparazione e la manutenzione, il che le rende durature, a differenza di altre valvole che vengono smaltite dopo la rottura di un componente o che non possono essere sottoposte a manutenzione o pulizia. 

Figura: Valvola a sfera a sede metallica a entrata laterale.

Valvola a sfera con sede metallica a entrata dall'alto 

La valvola a sfera con sede metallica a ingresso dall'alto è una valvola i cui componenti sono assemblati dal lato superiore. Questa valvola a sfera con sede metallica migliora l'accesso al trim per la pulizia, la riparazione e la manutenzione senza rimuovere la valvola dalla tubazione. Le valvole a sfera a sede metallica con ingresso dall'alto sono per lo più valvole a sfera di grandi dimensioni, necessarie per applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. Nella maggior parte dei casi, le valvole a sfera a sede metallica con ingresso dall'alto sono realizzate con il metodo della fusione per evitare perdite di fluido. Dopo una valvola a sfera a entrata dall'alto La valvola a sfera con sede metallica viene realizzata con il metodo della fusione e sottoposta a un test NDE per garantire l'assenza di difetti che potrebbero derivare dal processo di fusione. Le valvole a sfera a sede metallica con ingresso dall'alto sono collegate alla tubazione mediante bulloni e dadi, un metodo più semplice per l'installazione della valvola che migliora anche il servizio a prova di perdite. 

Ingresso superiore: Valvola a sfera con sede in metallo.

Valvola a sfera a sede metallica con corpo saldato

Si tratta di una valvola a sfera con sede metallica completamente assemblata con il metodo della saldatura. Una valvola a sfera a sede metallica con corpo saldato assicura che la valvola sia priva di perdite, a differenza delle connessioni con bulloni e dadi che possono causare perdite quando la guarnizione è usurata. Tuttavia, una valvola a sfera a sede metallica con corpo saldato non può essere aperta per la pulizia o la riparazione e manutenzione sul campo. Le valvole a sfera a sede metallica con corpo saldato sono utilizzate in applicazioni interrate o in sotterraneo, dove non è previsto l'intervento di assistenza e manutenzione, come nelle applicazioni sottomarine e nella trasmissione del gas. I test non distruttivi vengono eseguiti sui giunti di saldatura circonferenziali del corpo della valvola per garantire che la valvola non presenti pori che possono causare perdite di fluido. 

Figura: Valvola a sfera a sede metallica con corpo saldato.

Valvola a sfera a sede metallica Trunnion 

Si tratta di una valvola a sfera con sede metallica progettata in modo che la sfera possa ruotare in una posizione fissa. In una valvola a sfera a sede metallica trunnion, la sfera non si muove in direzione laterale perché è tenuta in posizione in basso e in alto da un albero detto trunnion. Una valvola a sfera a sede metallica trunnion crea una tenuta forzando un anello di sede metallico flottante contro la sfera. Il componente trunnion di questa valvola a sfera con sede metallica assorbe la pressione del flusso del fluido, garantendo che il contatto tra la sede e la sfera non venga sollecitato eccessivamente e che la coppia di chiusura/apertura rimanga inferiore, facilitando l'apertura/chiusura rispetto ad altre valvole a sfera con sede metallica. A valvola a sfera a cerniera funzionano in modo efficiente in un'ampia gamma di pressioni, il che le rende adatte a numerose applicazioni ad alta pressione. Il funzionamento della valvola a sfera con sede metallica trunnion richiede una coppia inferiore rispetto alle altre valvole a sfera con sede metallica. 

Figura: Valvola a sfera a sede metallica trunnion.

Applicazioni della valvola a sfera con sede in metallo

• Utilizzato per il trasferimento di prodotti acidi. 
• Sono utilizzati nelle industrie del petrolio e del gas. 
• Centrali elettriche a vapore. 
• Trasferimento di supporti con fanghi. 
• Industrie alimentari e delle bevande. 
• Industrie farmaceutiche. 
• Utilizzato nelle industrie petrolifere. 

Vantaggi delle valvole a sfera con sede metallica 

• Operare rapidamente. 
• Resistente all'usura da abrasione. 
• Resistente alla corrosione. 
• Alta resistenza per applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione. 
• Possono essere riparati, puliti e ispezionati, il che li fa durare a lungo. 
• Versatili, in quanto possono essere utilizzati in diversi settori per diverse applicazioni. 
• Guarnizioni ermetiche a prova di perdite. 

Svantaggi delle valvole a sfera con sede metallica

• Più costose rispetto ad altre valvole a sfera. 
• Presentano cavità intorno alla sede e alla sfera che fanno solidificare il liquame o bloccano la cavità rendendo difficile l'apertura/chiusura della valvola.
• Il meccanismo di azionamento di una valvola a sfera a sede metallica deve essere installato verticalmente. 

Risoluzione dei problemi di una valvola a sfera con sede metallica 

Perdite quando la valvola a sede metallica è chiusa

• Sfera danneggiata. Sostituire la sfera. 
• Sedi delle sfere danneggiate. Sostituire le sedi. 
• La sfera non è in posizione completamente chiusa. Controllare le impostazioni di chiusura/apertura della sfera. 

Movimento irregolare della palla 

• Materiali estranei tra la sede e la sfera o il corpo e la sfera. Pulire le superfici di tenuta, lavare l'interno della valvola e sostituire le sedi. 

La valvola a sfera con sede in metallo richiede una coppia molto elevata 

• Sedi della valvola danneggiate. Utilizzare guarnizioni di emergenza riempiendo di sigillante le porte di iniezione del raccordo terminale. Sostituire le guarnizioni e le sedi il prima possibile. 
• Alta pressione o alta temperatura. Assicurarsi che la valvola a sfera con sede metallica funzioni alla temperatura e alla pressione consigliate. 
• Materiali estranei nella valvola a sfera con sede in metallo. Pulire l'interno della valvola. 

Funzionamento rumoroso o colpo d'ariete 

• Il fluido scorre ad alta velocità o c'è stato un errore nel dimensionamento della valvola. Assicurarsi che la dimensione della valvola corrisponda al flusso del fluido. 

Perdita di liquido dallo stelo 

• Vite del tappo del premistoppa allentata. Serrare la vite. 
• Stelo danneggiato. Sostituire lo stelo. 

Sintesi 

Le valvole a sfera con sede metallica sono valvole progettate con tenuta metallo-metallo tra le sedi e la sfera. Le valvole a sfera con sede metallica funzionano bene anche in applicazioni soggette a corrosione, abrasione, alta pressione e alta temperatura. Le valvole a sfera con sede metallica sono in grado di garantire una chiusura ermetica anche in applicazioni gravose. La sede e la sfera di una valvola a sfera con sede metallica sono realizzate in un materiale metallico come l'acciaio o il Monel.

I vari tipi di valvole a sfera con sede metallica presentano caratteristiche e vantaggi diversi. Tali tipi di valvole a sfera con sede metallica includono valvole a sfera con sede metallica con corpo saldato, valvole a sfera con sede metallica a cerniera, valvole a sfera con sede metallica a ingresso laterale e valvole a sfera con sede metallica a ingresso dall'alto. Le valvole a sfera con sede metallica presentano numerosi vantaggi, tra cui la rapidità di apertura/chiusura, la versatilità, la durata, l'elevata resistenza, la possibilità di essere aperte per l'ispezione, la riparazione e la pulizia, la capacità di resistere alla corrosione e all'abrasione e la capacità di fornire una tenuta ermetica. Le valvole a sfera con sede metallica sono utilizzate in diverse applicazioni, tra cui centrali elettriche a vapore, petrolio e gas, alimenti e bevande, prodotti farmaceutici, agricoltura e approvvigionamento idrico.