Valvola a sfera a saldare a pressione 

Che cos'è una valvola a sfera a saldare? 

Una valvola a sfera a saldare è un tipo di valvola a sfera con saldatura a bicchiere. La saldatura a bicchiere è un'area incassata della valvola a sfera in cui viene inserito un tubo. Le valvole a sfera con saldatura a bicchiere sono realizzate in acciaio per applicazioni con pressioni e temperature più elevate che non richiedono lo smontaggio. Le valvole a sfera con saldatura a bicchiere sono valide in quanto garantiscono connessioni a prova di perdite che durano a lungo. Le valvole a sfera con saldatura a bicchiere hanno l'estremità saldata a forma di bicchiere. L'estremità della valvola viene inserita nel tubo e poi saldata nella valvola a sfera con saldatura a bicchiere. Le valvole a sfera con saldatura a bicchiere sono utilizzate per tubi di piccolo diametro, circa 2 pollici o meno. Le valvole a sfera con saldatura a bicchiere sono importanti nei casi in cui l'elevata resistenza strutturale e l'integrità delle perdite sono considerazioni di progettazione fondamentali. 

Figura: Valvola a sfera a saldare.

Componenti delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere 

Corpo valvola 

Il corpo della valvola è il componente principale di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere che ospita tutti i componenti interni della valvola. Il corpo valvola funge da barriera alla pressione della valvola. Per questo motivo, è sempre necessario realizzare il corpo della valvola con materiali che garantiscano che la pressione non possa danneggiare la valvola. Il corpo della valvola contiene le porte in cui la valvola a sfera a saldare è collegata al tubo. 

Maniglia

L'impugnatura è il componente di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere che viene utilizzato dall'operatore della valvola per applicare la forza di apertura/chiusura della valvola. L'impugnatura è realizzata in materiale robusto in modo da poter sopportare la coppia di apertura/chiusura della valvola a sfera con saldatura a bicchiere. 

Stelo 

Lo stelo di una valvola è noto anche come albero. Lo stelo di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere è il componente che collega la maniglia e la sfera della valvola. Lo stelo è inoltre realizzato in materiale robusto, in modo da poter trasmettere la coppia necessaria per aprire/chiudere la valvola e sopportare l'alta pressione e l'alta temperatura che la valvola a sfera con saldatura a bicchiere può subire durante l'uso.

Palla  

La sfera di una valvola a sfera a saldare è il componente utilizzato per migliorare il flusso e il blocco del fluido. La sfera ha un foro nella sua sezione centrale che si allinea con la tubazione per consentire il flusso del fluido. 

Posti a sedere 

I seggi sono componenti di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere, collocati tra la sfera e il corpo della valvola e utilizzati per evitare perdite di fluido. La sede serve anche a sostenere la sfera nella sua posizione. 

Imballaggio 

Il premistoppa è una guarnizione posta intorno allo stelo di una valvola a sfera a saldare per evitare perdite di fluido. 

Come funziona una valvola a sfera a saldare? 

Una valvola a sfera a saldare è costituita da una sfera con un foro al centro. La sfera è collegata allo stelo della valvola e alla maniglia. Il flusso del fluido in una valvola a sfera con saldatura a bicchiere scorre attraverso il foro della sfera. Per avviare la valvola a sfera con saldatura a bicchiere, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro, equivalente a 90^o. Poiché la maniglia di una valvola a sfera a saldare è collegata alla sfera attraverso lo stelo, la rotazione della maniglia a 90°.^o ruota lo stelo e la sfera per gli stessi 90^o. In questo modo, il foro sferico rotante diventa allineato con la tubazione e il fluido può scorrere nel sistema di tubazioni attraverso la valvola a sfera a saldare. In questo caso, la valvola a sfera a saldare si trova in uno stato aperto. Per spegnere la valvola a sfera a saldare, la maniglia viene ruotata in direzione opposta per altri 90 secondi.^o. In questo modo lo stelo e la sfera della valvola a sfera con saldatura a bicchiere compiono un quarto di giro di 90^o. Quando la sfera compie questo angolo di un quarto di giro, rende il foro della sfera perpendicolare al tubo con il fluido, bloccando così il flusso del fluido. La valvola a sfera a saldare si trova quindi in uno stato di chiusura. 

Figura: Funzionamento di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere.

Tipi di valvole a sfera a saldare? 

Valvola a sfera con attacco a V 

Si tratta di una valvola a sfera a saldare con un foro a forma di V nella sfera della valvola. La "V" indica il design della sede e della sfera. Questo tipo di valvola a sfera con saldatura a bicchiere garantisce un'apertura e una chiusura efficienti del flusso del fluido. Il flusso in una Valvola a sfera con attacco a V è quasi lineare. Quando la valvola a sfera con attacco a V viene chiusa e si avvia un'apertura, l'estremità piccola del foro a V si apre per prima, consentendo un controllo stabile del flusso. Una valvola a sfera con attacco a V necessita di una struttura robusta a causa delle elevate velocità del fluido che possono danneggiare una valvola a sfera standard. Quando una valvola a sfera con attacco a V è lavorata correttamente, offre prestazioni prive di perdite. 

Figura: Valvola a sfera con attacco a V.

Valvola a sfera a saldare in tre pezzi 

Una valvola a sfera a saldare a tre pezzi è composta da tre pezzi, ovvero il corpo e due cappucci terminali. I tre pezzi di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere sono tenuti insieme da bulloni e dadi. Le estremità della valvola a sfera con saldatura a bicchiere sono saldate alla tubazione. Una valvola a sfera con saldatura a bicchiere in tre pezzi consente di rimuovere facilmente le parti centrali della valvola, ovvero lo stelo e le sedi, dalla tubazione. In questo modo, l'operatore della valvola può pulire i solidi depositati, sostituire i premistoppa e le sedi e lucidare i graffi della sfera senza dover rimuovere il corpo della valvola dalla tubazione. Pertanto, le valvole a sfera a tre pezzi con saldatura a bicchiere possono essere sottoposte a manutenzione e pulizia senza doverle rimuovere dalla tubazione. Le valvole a sfera a tre pezzi con saldatura a bicchiere possono essere utilizzate in settori in cui la sanificazione è molto importante, come quello farmaceutico e alimentare. Tuttavia, le valvole a sfera a tre pezzi sono molto costose rispetto alle altre valvole a sfera a saldare. 

Figura: Valvola a sfera a saldare in tre pezzi.

Valvola a sfera a saldare con foro ridotto 

È una valvola a sfera con saldatura a bicchiere in cui il diametro del foro della sfera è inferiore al diametro del tubo. Questo tipo di valvola a sfera con saldatura a bicchiere ha un foro ridotto con un passaggio a forma di venturi. A causa del foro ridotto della sfera, la valvola a sfera con saldatura a bicchiere subisce perdite per attrito. Valvole a sfera a foro ridotto sono utilizzate nei casi in cui la caduta di pressione, la turbolenza del flusso e le caratteristiche del materiale non sono una preoccupazione importante. Le valvole a sfera con foro ridotto hanno un costo inferiore e dimensioni più piccole. Le valvole a sfera con foro ridotto sono adatte per l'uso dove la portata non è strettamente richiesta, per contribuire a ridurre i costi e il peso, dato che queste valvole hanno un peso relativamente inferiore. 

Valvola a sfera a saldare a passaggio totale 

Si tratta di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere che ha il diametro del foro della sfera uguale al diametro del tubo. Questo tipo di valvola a sfera con saldatura a bicchiere contribuisce a ridurre la resistenza del fluido, poiché il flusso del fluido dalla tubazione attraverso la valvola è quasi lineare e riduce la turbolenza del fluido. Tuttavia, il costo di una valvola a sfera a passaggio totale è più elevato rispetto alle altre valvole a sfera a passaggio totale. Le valvole a sfera a passaggio totale sono adatte nei casi in cui è importante una bassa resistenza al flusso del fluido, come ad esempio nelle tubazioni di aspirazione delle pompe, in cui la perdita di pressione può compromettere le prestazioni della pompa. 

Valvola a sfera a saldare forgiata

Si tratta di una valvola a sfera con saldatura a bicchiere realizzata attraverso il processo di forgiatura. La valvola a sfera con saldatura a bicchiere di questo tipo viene realizzata riscaldando il materiale metallico ad alte temperature fino a fonderlo, quindi viene utilizzata una forza meccanica di pressatura per modellare la valvola nella forma desiderata. La valvola a sfera forgiata Dopo la produzione, la valvola viene sottoposta a test non distruttivi (NDTS) per garantire che non presenti difetti o pori che possano causare perdite di fluido. Una volta prodotto, il corpo della valvola viene assemblato con altri componenti, quali sfere, sedi, anelli di tenuta e maniglia.

Valvola a sfera con corpo saldato 

Una valvola a sfera con corpo saldato è una valvola a sfera realizzata con il metodo della saldatura. Questo tipo di valvola a sfera con corpo saldato assicura che il corpo della valvola sia privo di perdite, a differenza delle valvole imbullonate come le valvole a sfera con corpo saldato in tre pezzi. Tuttavia, questo tipo di valvola è difficile da riparare o pulire in loco. Per pulire o revisionare una valvola a sfera con corpo saldato, è necessario rimuovere completamente la valvola dalla tubazione. Le valvole a sfera con corpo saldato sono adatte all'uso in sistemi sotterranei o interrati in cui non è prevista una manutenzione frequente. Il test NDTS viene eseguito anche sulle valvole a sfera con corpo saldato per garantire l'assenza di perdite. 

Applicazioni delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere 

• Utilizzato nelle industrie petrolifere. 
• Industrie del petrolio e del gas. 
• Sistemi di approvvigionamento idrico e di irrigazione. 
• Additivi chimici e trattamenti. 
• Produzione di energia elettrica da parte delle centrali. 
• Queste valvole sono utilizzate nei sistemi HVAC. 

Vantaggi delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere 

• Più facile da usare. 
• Versatili, possono essere utilizzati in diverse applicazioni industriali. 
• Dimensioni ridotte e leggerezza. 
• Più economica rispetto ad altri tipi di valvole a sfera. 
• A prova di perdite. 
• Resistente per la maggior parte delle applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. 
• Hanno una bassa caduta di pressione e una portata elevata. 
• Durevole se utilizzato per i supporti giusti.

Svantaggi delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere 

• La maggior parte delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere non può essere ispezionata, pulita o riparata. 
• Queste valvole non sono adatte alla strozzatura del fluido. 
• Non è adatto all'uso in tubi di grandi dimensioni, superiori a 2 pollici. 

Risoluzione dei problemi delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere 

Perdita attraverso il corpo della valvola

• Corpo valvola rotto. Sostituire il corpo della valvola o l'intera valvola a sfera a saldare, se necessario. 

Perdita attraverso lo stelo 

• Stelo rotto. Sostituire lo stelo. 
• Pacco dello stelo rotto o usurato. Sostituire la guarnizione dello stelo. 
• Stelo disallineato. Allineare correttamente lo stelo. 

Perdite attraverso la sfera

• Sfera della valvola danneggiata. Sostituire la sfera. 
• Palla carica di detriti. Pulire o rimuovere i detriti.
• Assicurare la compatibilità del sedile con il supporto.  

Perdite attraverso i sedili

• Sedili usurati. Sostituire i sedili. 
• Sedili danneggiati. Sostituire i sedili. 
• Detriti sui sedili. Rimuovere i detriti. 
• Incompatibilità chimica con i supporti. Questo provoca il danneggiamento delle sedi da parte dei supporti; assicurarsi che i due siano compatibili. 

La maniglia è difficile da aprire/chiudere 

• Maniglia danneggiata. Sostituire la maniglia. 
• Ostruzioni interne. Verificare la presenza di ostruzioni interne e rimuoverle. 
• Stelo rotto. Sostituire lo stelo. 

Sintesi 

La valvola a sfera con saldatura a bicchiere è un tipo di valvola a sfera collegata alla tubazione mediante una saldatura. Come suggerisce il nome, una valvola a sfera con saldatura a bicchiere è fabbricata con una saldatura a bicchiere. Sono realizzate in materiali d'acciaio robusti che le rendono adatte all'uso in applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. Uno dei principali vantaggi delle valvole a sfera con saldatura a bicchiere è che sono a prova di perdite e durature.

Le valvole a sfera a saldare sono destinate all'uso in tubi di piccole dimensioni con diametri fino a 2 pollici. Sono di vari tipi: valvole a sfera a saldare forgiate, valvole a sfera a saldare con corpo saldato, valvole a sfera a saldare in tre pezzi, valvole a sfera a saldare con foro ridotto e valvole a sfera a saldare con attacco pieno. Sono utilizzate in varie applicazioni, tra cui petrolio e gas, sistemi di approvvigionamento idrico e di irrigazione, generazione di energia, additivi chimici e trattamento, sistemi HVAC.

I vantaggi di queste valvole sono la rapidità di apertura/chiusura, la durata, l'assenza di perdite, le dimensioni ridotte, il peso ridotto, la versatilità e l'elevata resistenza.