Perché le valvole a globo vengono utilizzate negli impianti chimici e petrolchimici
Le valvole a globo vengono spesso selezionate negli impianti chimici e petrolchimici quando una linea necessita di una chiusura affidabile, di un funzionamento start-stop o di una strozzatura limitata con un elemento di chiusura più controllato rispetto a una valvola a saracinesca. Il percorso del corpo cambia la direzione del flusso attraverso l'area della sede, quindi la caduta di pressione è normalmente superiore a quella di una valvola a saracinesca o di una valvola a sfera a passaggio totale. Ciò è accettabile in molte linee di servizi, dosaggio, bypass, drenaggio, sfiato, campionamento e processo, ma deve essere considerato nei calcoli della prevalenza della pompa, della perdita di energia e della stabilità del processo.
Non tutte le valvole a globo sono adatte per regolazione continua, alta pressione differenziale, flashing, cavitazione o servizio sporco. Il servizio chimico aggiunge anche il controllo delle perdite esterne, della corrosione, della cristallizzazione, dei depositi, della compatibilità delle guarnizioni, della durata delle guarnizioni e delle domande sull'accesso alla manutenzione. Per il quadro più ampio delle valvole chimiche, vedere il nostro valvole industriali per la guida ai processi chimici. Questo articolo si concentra sulla selezione della valvola a globo piuttosto che ripetere il confronto completo del tipo di valvola chimica.
Valvola a globo industriale vs valvola di controllo a globo
Una valvola a globo industriale e una valvola di controllo a globo possono sembrare simili dall'esterno, ma sono specificate in modo diverso. Una valvola a globo manuale o on-off può fornire isolamento e strozzatura limitata. Un servizio di controllo modulante continuo deve essere valutato come un pacchetto completo di valvole di controllo.
| Punto di selezione | Valvola a globo industriale | Valvola di controllo a globo |
|---|---|---|
| Compito principale | Isolamento, servizio start-stop o limitazione limitata. | Regolazione continua di portata, pressione, temperatura o livello. |
| Frequenza di regolazione del flusso | Regolazione occasionale o bilanciamento manuale. | Movimento frequente con corsa stabile e ripetibilità. |
| Requisito di dimensionamento | Di solito in base alla dimensione della linea, alla classe di pressione, alla chiusura e all'accettazione della caduta di pressione. | Richiede il dimensionamento Cv o Kv e la revisione della corsa per tutti i casi operativi. |
| Progettazione delle rifiniture | Disco, sede e stelo selezionati per compatibilità di arresto, usura e servizio. | Vengono esaminati l'architettura del trim, le caratteristiche del flusso, il bilanciamento, il rumore e i rischi legati al servizio gravoso. |
| Attuatore e posizionatore | È possibile utilizzare il funzionamento on-off manuale, a ingranaggi, elettrico o pneumatico. | La spinta dell'attuatore, il posizionatore, gli accessori e il segnale di controllo fanno parte della selezione. |
| Requisito di perdita | Il test di tenuta della sede è specificato per lo standard delle valvole industriali o per i requisiti di progetto. | La classe di perdita della valvola di controllo può essere specificata separatamente e non deve essere confusa con il normale test della sede. |
| Revisione grave della caduta di pressione | Una pressione differenziale elevata può rendere difficile il funzionamento o danneggiare il trim. | Cavitazione, lampeggiamento, rumore, vibrazione e assetto vengono valutati durante la selezione della valvola di controllo. |
| Dati tipici sugli appalti | Dimensioni, classe, materiale, connessione terminale, intercettazione, funzionamento e test. | Casi di processo, Cv, caratteristiche del flusso, azione in caso di guasto, dati dell'attuatore, posizionatore e accessori. |
Quando sono richiesti regolazione continua, corsa stabile e controllo del processo, l'applicazione deve essere sottoposta a un processo separato di selezione della valvola di controllo e di dimensionamento Cv. Usa il guida alla scelta della valvola di controllo per quei compiti. L'aggiunta di un attuatore pneumatico a una normale valvola a globo non la trasforma automaticamente in una valvola di controllo ad alte prestazioni.
Configurazioni comuni di valvole a globo per servizi chimici
Le valvole a globo dovrebbero essere classificate per struttura e funzione, non per graduatoria. La configurazione adatta dipende dal mezzo, dalla temperatura, dalla pressione, dalla pressione differenziale, dai requisiti di perdita e dal metodo operativo.
Valvola a globo a disegno dritto
Una valvola a globo con modello diritto può essere presa in considerazione per l'isolamento generale del processo, gli sfiati, gli scarichi, i bypass e una strozzatura moderata dove la caduta di pressione è accettabile. Prima del preventivo, verificare il materiale del corpo e del rivestimento, la costruzione della sede, l'imballaggio, la guarnizione e la direzione del flusso richiesta. Non è l'ideale dove sono richieste perdite di pressione molto basse, pigging o un elevato contenuto di solidi.
Valvola a globo con disegno a Y
Una valvola a globo con modello a Y può ridurre la resistenza al flusso rispetto a una valvola a globo con modello dritto standard e viene spesso rivista per servizi con vapore, servizi pubblici o ad alta temperatura. Necessita ancora della valutazione pressione-temperatura, dell'imballaggio, del cofano e dei controlli dell'assetto. La sola selezione basata sulla forma non è sufficiente.
Valvola a globo ad angolo
Una valvola a globo ad angolo cambia la direzione del flusso e può ridurre la necessità di un gomito in alcuni layout di tubazioni. Può essere utile per scarichi, caldaie, vapore o soluzioni selezionate per servizi gravosi, ma è necessario rivedere la velocità di uscita, l'erosione e l'accesso per la manutenzione.
Valvola a globo con tenuta a soffietto
Una valvola a globo con tenuta a soffietto può essere selezionata per fluidi tossici, volatili, odorosi, infiammabili o sensibili alle perdite dove è specificato il controllo delle perdite dello stelo. È necessario verificare il materiale del soffietto, la struttura saldata, la corsa, la frequenza del ciclo, la resistenza alla corrosione e l'imballaggio di riserva. Le opzioni del prodotto possono essere esaminate su valvola a globo a soffietto pagina.
Valvola a globo criogenica
Una valvola a globo criogenica non è adatta per GNL o prodotti chimici a bassa temperatura solo perché il nome del prodotto include “criogenico”. Il design esteso del coperchio, la tenacità dei materiali, il comportamento dell'imballaggio, i test, la pulizia e la documentazione di progetto devono corrispondere alla temperatura e al mezzo effettivi.
Valvola a globo con tenuta a pressione
Una valvola a globo con tenuta a pressione può essere presa in considerazione per compiti selezionati ad alta pressione e alta temperatura. Non è la scelta predefinita per tutti i sistemi chimici. È necessario rivedere il materiale del corpo, la guarnizione del coperchio, il rivestimento rigido, l'imballaggio, il ciclo termico e il metodo di funzionamento. Vedi il valvola a globo con guarnizione di pressione pagina per le opzioni a livello di prodotto.
Valvola a globo azionata
È possibile selezionare una valvola a globo attuata per il servizio on-off remoto, il funzionamento di interblocco o il posizionamento automatizzato limitato. Confermare i requisiti di spinta o coppia, corsa dello stelo, posizione di guasto, alimentazione, custodia, accessori e logica di controllo. Per il servizio di modulazione continua, specificare un pacchetto di valvole di controllo anziché aggiungere solo un attuatore.
Valvola di controllo a globo
Una valvola di controllo a globo viene scelta quando le prestazioni del controllo di processo sono importanti. Cv, rangeability, caratteristica del flusso, trim, spinta dell'attuatore, posizionatore, classe di perdita e rischio di servizio gravoso devono essere controllati come un unico pacchetto. Questo articolo identifica il confine, mentre il processo dettagliato della valvola di controllo appartiene alla guida dedicata alla valvola di controllo.
Tabella di selezione rapida
| Condizioni di servizio | Direzione comune della valvola a globo | Controllo tecnico principale |
|---|---|---|
| Isolamento generale del processo non corrosivo | È possibile prendere in considerazione il modello lineare o il modello a Y. | Classe di pressione, intercettazione, caduta di pressione e metodo di funzionamento. |
| Servizio con liquidi corrosivi | Carrozzeria e finiture selezionate dopo la verifica di compatibilità. | Mezzo, concentrazione, cloruro, impurità, temperatura e meccanismo di corrosione. |
| Fluidi tossici o sensibili alle perdite | Tenuta a soffietto o costruzione a basse emissioni dove specificato. | Sigillatura dello stelo, materiale del soffietto, baderna di riserva e requisiti di emissioni fuggitive. |
| Servizio di utilità o di processo ad alta temperatura | A seconda del servizio, è possibile prendere in considerazione il design a Y o con tenuta a pressione. | Valutazione pressione-temperatura, bullonatura, guarnizione, baderna e ciclo termico. |
| Servizio a bassa temperatura o criogenico | Valvola a globo criogenica dove specificato. | Robustezza dei materiali, cofano esteso, pulizia, test e documentazione. |
| Strozzamenti frequenti | La valvola a globo industriale può essere limitata; potrebbe essere necessaria una valvola di controllo. | Frequenza, stabilità della corsa, usura del sedile, caduta di pressione e generazione di calore. |
| Alta pressione differenziale | È necessaria una revisione del servizio severo. | Cavitazione, lampeggiamento, rumore, erosione, vibrazione e forza operativa. |
| Servizio di accensione/spegnimento automatizzato | Si può prendere in considerazione una valvola a globo attuata. | Forza dello stelo, corsa, posizione di guasto, alimentazione e accessori. |
| Controllo modulante continuo | Valvola di controllo a globo soggetta al dimensionamento della valvola di controllo. | Cv, caratteristica, trim, attuatore, posizionatore e sistema di controllo. |
| Fluidi contenenti solidi o mezzi cristallizzanti | Usare con cautela; un altro tipo di valvola potrebbe essere più adatto. | Intasamento, erosione, formazione di depositi e accesso alla pulizia. |
Selezione dei materiali per corpo, cofano e finiture
La selezione dei materiali per le valvole a globo deve coprire l'intero sistema di materiali, non solo il corpo valvola. Acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, acciaio al carbonio a bassa temperatura, acciaio legato, acciaio inossidabile duplex o super duplex, leghe di nichel, titanio e leghe specifiche per il progetto possono essere tutti validi nel servizio giusto e inadatti nel servizio sbagliato.
L'acciaio inossidabile 304 o 316 non è automaticamente adatto a tutti gli acidi, cloruri o mezzi chimici ad alta temperatura. Monel, Inconel, leghe tipo Hastelloy, acciaio inossidabile duplex e titanio devono essere selezionati in base all'ambiente chimico reale. La stellite e altri materiali di rivestimento duro vengono esaminati principalmente per usura, erosione, grippaggio, pressione differenziale o durata della sede; non dovrebbero essere descritti come materiali universali resistenti alla corrosione. Per una discussione più approfondita sull'assetto, utilizzare il file guida ai materiali del trim della valvola.
| Componente | Direzione materiale comune | Ciò che deve essere confermato |
|---|---|---|
| Carrozzeria e cofano | Acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, acciaio legato, acciaio a bassa temperatura o lega di progetto. | Valutazione pressione-temperatura, tolleranza alla corrosione, corrosione esterna e ambito standard. |
| Disco o spina | Lega abbinata, acciaio inossidabile, finiture con superficie dura o lega selezionata. | Erosione, grippaggio, frequenza di strozzamento e requisiti di arresto. |
| Anello del sedile | Sede integrale, filettata, saldata o sostituibile con idoneo rivestimento. | Test di tenuta, usura, corrosione, cicli termici e strategia di riparazione. |
| Gambo | Materiale dello stelo in acciaio inossidabile o lega selezionato per resistenza e corrosione. | Carico sullo stelo, compatibilità dell'imballaggio, grippaggio ed esposizione ambientale. |
| Soffietto, dove utilizzato | Soffietto in acciaio inossidabile o lega specifica. | Compatibilità con i mezzi, temperatura, frequenza dei cicli e ispezione delle saldature. |
| Imballaggio | Baderna in grafite, PTFE o basso emissivo dove specificato. | Temperatura, finitura dello stelo, requisiti di emissioni e accesso alla regolazione. |
| Guarnizione | Grafite, spirale avvolta, PTFE o guarnizione specificata. | Compatibilità chimica, carico sulla flangia, temperatura e requisiti di sicurezza antincendio. |
| Bullonatura | Materiali di bullonatura standard o specificati dal progetto. | Temperatura, corrosione, servizio acido e requisiti di rivestimento. |
| Rivestimento duro o rivestimento | Rivestimento di tipo stellite, nitrurazione o rivestimento a progetto ove applicabile. | Usura, erosione, grippaggio, pressione differenziale e compatibilità con il mezzo. |
Pressione, temperatura e pressione differenziale
La classe o PN non è un valore di pressione di esercizio fisso. La pressione consentita cambia in base alla temperatura, al materiale del corpo e allo standard o al codice di progetto applicabile. La valvola a globo selezionata deve essere controllata rispetto alla pressione di progetto, alla temperatura di progetto, alle condizioni operative, ai requisiti del test idraulico e al materiale del corpo. I limiti di baderna, guarnizione, bulloneria, sede e attuatore potrebbero essere inferiori al limite di pressione nominale e devono essere esaminati separatamente.
Un'elevata pressione differenziale può causare cavitazione, bave, erosione, rumore, vibrazioni, danni alla sede o difficoltà di funzionamento. In queste condizioni una valvola a globo manuale non può sostituire automaticamente una valvola di controllo per servizi gravosi. Usa il guida alla valutazione della pressione-temperatura della valvola quando si controllano gli effetti di classe, materiale e temperatura.
Direzione del flusso e installazione
Le valvole a globo non dovrebbero essere installate in una direzione arbitraria basata solo sull'abitudine. La direzione del flusso in apertura, della portata in chiusura o un'altra direzione specificata dal produttore dipende dal design del disco, dal carico sulla sede, dal carico sullo stelo, dalla pressione differenziale e dalla struttura della valvola. Seguire la freccia di flusso del corpo valvola, il disegno del produttore e le specifiche del progetto.
La revisione dell'installazione dovrebbe includere l'accesso al volantino, il peso dell'attuatore, il supporto del tubo, lo spazio del coperchio, lo spazio di isolamento, l'accesso per la regolazione della guarnizione e lo spazio per la rimozione. Per le valvole attuate, verificare la rigidità della staffa, l'allineamento dello stelo, l'impostazione del limite di corsa e la posizione di guasto prima della messa in servizio.
Sigillatura dello stelo e controllo delle perdite esterne
L'imballaggio convenzionale può essere accettabile per molti servizi di pubblica utilità e non pericolosi se il materiale dell'imballaggio, la finitura dello stelo, la temperatura e l'accesso per la manutenzione sono idonei. È possibile specificare un imballaggio a basse emissioni quando è richiesto il controllo delle emissioni fuggitive. Una tenuta a soffietto con baderna di riserva può essere presa in considerazione per fluidi tossici, infiammabili, volatili o sensibili alle perdite.
Una tenuta a soffietto aiuta a ridurre il rischio di perdite esterne attorno allo stelo, ma non deve essere descritta come in grado di garantire perdite pari a zero incondizionate. È necessario verificare il materiale del soffietto, la struttura saldata, la corsa, la frequenza del ciclo, la temperatura e le condizioni di corrosione. La conformità alle emissioni fuggitive dovrebbe essere dichiarata solo quando la progettazione, i test e la certificazione effettivi soddisfano i requisiti specificati.
Valvole a globo per alta pressione e servizio gravoso
Un coperchio con tenuta a pressione viene utilizzato principalmente per compiti selezionati ad alta pressione e alta temperatura. Non dovrebbe essere presentata come la scelta predefinita per tutti i sistemi chimici. È necessario rivedere il materiale del corpo, la tenuta del coperchio, il rivestimento rigido, l'imballaggio, il ciclo termico, la forza operativa e il metodo di manutenzione.
Condizioni di servizio gravose possono richiedere trim speciali, rivestimenti duri, struttura dell'otturatore guidata, caduta di pressione graduale, dimensionamento migliorato dell'attuatore o un altro tipo di valvola. Le normali valvole a globo non dovrebbero essere promosse come una soluzione universale per cavitazione, lampeggiamento, elevata rumorosità, servizio erosivo o pressione differenziale molto elevata.
Quando una valvola a globo potrebbe non essere adatta
Una valvola a globo potrebbe non essere la scelta giusta quando il fluido contiene livelli elevati di particelle solide, fibre o materiale cristallizzante che possono bloccare o danneggiare il percorso del flusso. Altri tipi di valvole potrebbero essere più adatti quando è richiesta una perdita di pressione minima. Le normali valvole a globo sono generalmente inadatte per tubazioni a passaggio totale, servizi pigging o applicazioni in cui è essenziale un flusso diretto.
Una valvola di controllo dovrebbe essere valutata quando è necessaria una regolazione precisa, a lungo termine e ad alta frequenza. Il funzionamento su grandi dimensioni o con pressione differenziale elevata può richiedere calcoli della spinta del riduttore, dell'attuatore o della forza dello stelo. Quando la compatibilità dei materiali è incerta, gli acquirenti non dovrebbero ordinare specificando solo “acciaio inossidabile” o “lega”. L'ambiente chimico e le specifiche del progetto devono definire il sistema dei materiali.
Test, ispezione e documentazione
I documenti comunemente richiesti per le valvole a globo industriali possono includere ispezione dimensionale, prova di pressione del guscio, prova di tenuta della sede, certificato del materiale, ispezione visiva, disegno e scheda tecnica. Gli elementi specificati nel progetto possono includere PMI, NDE, documentazione sull'impatto a bassa temperatura, test o certificato sulle emissioni fuggitive, ispezione dei soffietti, ispezione del rivestimento duro, scheda tecnica dell'attuatore, ispezione di terze parti, revisione dei materiali per servizi acidi e pulizia speciale.
Quando viene specificato ASME, API, ISO o un altro standard, il suo ambito e la sua applicabilità devono corrispondere al design della valvola e ai requisiti del progetto. Non dare per scontato che ogni valvola a globo sia automaticamente conforme agli standard API 623, API 598, ASME B16.34, ISO 15848 o qualsiasi altro standard. Anche le prove di tenuta delle sedi per le normali valvole a globo industriali dovrebbero essere distinte dalle classificazioni delle perdite delle valvole di controllo.
Informazioni che gli acquirenti devono fornire prima del preventivo
Fornire le seguenti informazioni prima di richiedere un preventivo per valvole a globo chimiche o petrolchimiche:
- Tipo di valvola e funzione richiesta
- Dimensioni/DN/NPS e classe di pressione/PN
- Pressione di progetto, pressione di esercizio e pressione differenziale massima
- Temperatura di progetto e temperatura di esercizio
- Nome medio, concentrazione chimica, impurità e contenuto di cloruro, ove pertinente
- Rischio di particelle solide, cristallizzazione o incrostazione
- Portata richiesta se è coinvolta la strozzatura o il controllo
- Materiale del corpo, del coperchio, del disco, della sede, dello stelo e del rivestimento
- Requisiti di baderna, guarnizione e tenuta a soffietto
- Fine connessione e standard
- Direzione del flusso richiesta
- Funzionamento manuale, ad ingranaggi, elettrico o pneumatico
- Posizione di guasto se azionata
- Requisito di perdita o di arresto
- Norme applicabili
- Requisiti MTC, PMI, NDE e rapporti di prova
- Requisiti di emissioni fuggitive o di pulizia speciale
- Requisiti di quantità e documentazione del progetto
Per le opzioni a livello di prodotto, il Pagina della categoria delle valvole a globo industriali fornisce una panoramica degli acquisti. L'offerta stessa dovrebbe comunque basarsi sugli esatti dati di processo e sui documenti di progetto.
Hai bisogno di aiuto nella scelta di una valvola a globo per il servizio chimico?
Inviare a Vcore Valve il mezzo e la concentrazione, la pressione e la temperatura, la pressione differenziale massima, le dimensioni e la classe di pressione, il materiale del corpo e del rivestimento, i requisiti di guarnizione o soffietto, la connessione finale, il metodo di funzionamento, i requisiti di perdita, i requisiti di test e documentazione. Possiamo verificare se una valvola a globo industriale standard, una valvola a globo con tenuta a soffietto, una valvola a globo con tenuta a pressione, una valvola attuata o un pacchetto di valvole di controllo è la direzione più adatta. Usa il pagina dei contatti per inviare i dati del progetto.
Domande frequenti
Perché le valvole a globo vengono utilizzate negli impianti chimici?
Le valvole a globo vengono utilizzate laddove è richiesto l'arresto, il funzionamento start-stop o una strozzatura limitata e dove è accettabile una caduta di pressione maggiore. Il servizio chimico richiede ancora la revisione del mezzo, della corrosione, della temperatura, della pressione, del rischio di perdite e dell'accesso per la manutenzione.
Le valvole a globo possono essere utilizzate sia per l'isolamento che per la strozzatura?
Sì, molte valvole a globo industriali possono essere utilizzate per l'isolamento e la strozzatura limitata. La regolazione continua, stabile e precisa dovrebbe essere rivista come un compito della valvola di controllo con controlli Cv, trim, attuatore e posizionatore.
Qual è la differenza tra una valvola a globo industriale e una valvola di controllo a globo?
Una valvola a globo industriale viene solitamente selezionata in base alle dimensioni, alla classe di pressione, al materiale, alla chiusura e al metodo operativo. Una valvola di controllo a globo è dimensionata e specificata come pacchetto di controllo, comprendente Cv, caratteristiche di flusso, design del trim, spinta dell'attuatore, posizionatore e prestazioni di controllo.
Quale materiale è adatto per una valvola a globo chimica?
Non esiste un materiale universale per ogni valvola a globo chimica. Corpo, coperchio, rivestimento, baderna, guarnizione, bulloneria ed eventuali soffietti devono essere selezionati in base al mezzo, alla concentrazione, alle impurità, al contenuto di cloruro, alla pressione, alla temperatura e alle specifiche del progetto.
Quando scegliere una valvola a globo con tenuta a soffietto?
Una valvola a globo con tenuta a soffietto può essere presa in considerazione per fluidi tossici, infiammabili, volatili, odorosi o sensibili alle perdite in cui è specificato il controllo delle perdite dello stelo. È necessario confermare i requisiti relativi al materiale del soffietto, alla durata del ciclo, alla temperatura, alla corrosione e all'imballaggio di riserva.
Le valvole a globo sono adatte per liquami o fluidi cristallizzanti?
Le valvole a globo non sono la scelta predefinita per liquami, fluidi fibrosi o cristallizzanti perché il percorso del flusso e l'area della sede potrebbero intasare, erodere o accumulare depositi. Il comportamento del mezzo e l'accesso per la manutenzione devono essere esaminati prima della selezione.
Quale direzione del flusso deve essere utilizzata per una valvola a globo?
Utilizzare la freccia di flusso del corpo valvola, il disegno del produttore e le specifiche del progetto. La direzione del flusso in apertura, della portata in chiusura o un'altra direzione dipende dal disco, dalla sede, dal carico dello stelo, dalla pressione differenziale e dal design della valvola.
Quali informazioni sono necessarie per quotare una valvola a globo chimica o petrolchimica?
Fornire la funzione della valvola, le dimensioni, la classe di pressione, la pressione di progetto e di esercizio, la temperatura, il mezzo, la concentrazione, le impurità, la pressione differenziale, i materiali, la connessione finale, il metodo di funzionamento, i requisiti di perdita e i requisiti di ispezione o documentazione.
