Le emissioni fuggitive sono rilasci involontari di fluido di processo nell'atmosfera attraverso lo stelo della valvola o le guarnizioni dell'albero, i sistemi di imballaggio, i giunti del coperchio, i giunti del corpo e altri potenziali percorsi di perdita esterni.
Per i servizi petroliferi e del gas, di raffinazione, petrolchimici, chimici e di altro tipo che coinvolgono fluidi volatili o pericolosi, queste emissioni possono influire sulla conformità ambientale, sull'esposizione dei lavoratori, sulla perdita di prodotto e sulla manutenzione degli impianti.
Tuttavia, frasi come “valvola a basse emissioni”, “valvola ISO 15848” o “baderna API 624” vengono spesso utilizzate in modo troppo approssimativo nelle citazioni delle valvole.
Un requisito tecnicamente completo dovrebbe identificare il design effettivo della valvola, lo standard applicabile sulle emissioni fuggitive, l'ambito di qualificazione, la temperatura di prova, i requisiti del ciclo, il sistema di tenuta, i requisiti di accettazione della produzione e la documentazione attesa dall'acquirente.
Cos'è il test delle emissioni fuggitive delle valvole?
Il test delle emissioni fuggitive della valvola viene utilizzato per valutare le perdite esterne da posizioni di tenuta della valvola definite in condizioni di prova specificate. L'obiettivo è diverso dal test della pressione del guscio o dal test delle perdite della sede.
A seconda della norma applicabile, l’esame può concentrarsi su:
- Sistemi di impaccamento stelo ascendente.
- Sistemi di impaccamento stelo ascendente-rotante.
- Guarnizioni dell'albero o dello stelo della valvola a un quarto di giro.
- Giunti del cofano o della carrozzeria inclusi nell'ambito standard.
- Prestazioni di perdita durante il ciclo meccanico.
- Prestazioni di perdita durante i cicli di temperatura.
- Qualificazione della valvola o della baderna per una gamma definita di condizioni di servizio.
I test sulle emissioni fuggitive non dimostrano che una valvola non perderà mai durante il servizio. Dimostra le prestazioni nelle condizioni di qualificazione o di prova di produzione definite dallo standard applicabile.
Emissioni fuggitive vs Perdita del sedile vs Perdita del guscio
| Tipo di perdita | Cosa valuta | Preoccupazione tipica |
|---|---|---|
| Perdita di emissioni fuggitive | Perdita esterna attorno allo stelo, all'albero, alla baderna o ai giunti del corpo specificati | Emissioni atmosferiche e contenimento esterno |
| Perdita dalla sede o dalla chiusura | Perdita attraverso la sede chiusa della valvola o l'elemento di chiusura | Prestazioni di intercettazione tra monte e valle |
| Perdita del guscio | Integrità di contenimento della pressione del corpo valvola e limite di pressione | Integrità del limite di pressione esterna |
Una valvola può superare il test della sede e presentare ancora perdite dalla guarnizione dello stelo. Allo stesso modo, il superamento di una qualifica per le emissioni fuggitive non sostituisce i test di pressione richiesti su guscio e sede.
Per la differenza tra i test della scocca e del sedile, vedere il ns Metodi di prova della pressione della valvola guida.
Perché le emissioni fuggitive si verificano comunemente attorno agli steli delle valvole
L'area dello stelo o dell'albero è una delle posizioni di tenuta esterna più impegnative perché deve contenere la pressione di processo consentendo al tempo stesso il movimento.
- Materiale di imballaggio e costruzione.
- Finitura superficiale dello stelo o dell'albero.
- Rettilineità e allineamento dello stelo.
- Dimensioni della camera di imballaggio.
- Carico della ghiandola.
- Cicli meccanici e termici.
- Cicli di pressione.
- Corrosione o contaminazione.
- Installazione errata della guarnizione.
- Usura dello stelo, dell'albero o dei componenti di tenuta.
- Manutenzione impropria o regolazione eccessiva.
Un materiale di baderna a basse emissioni da solo non è in grado di compensare una superficie scadente dello stelo, una camera di baderna non corretta, un design inadeguato del premistoppa o un assemblaggio non controllato.
ISO 15848-1: Test e classificazione del tipo di valvola
La norma ISO 15848-1 si applica alle prove di tipo ad emissioni diffuse di valvole di isolamento e valvole di controllo industriali destinate al servizio con inquinanti atmosferici volatili o fluidi pericolosi nell'ambito del suo ambito definito.
Lo standard valuta le perdite esterne dallo stelo o dal sistema di tenuta dell'albero e dai giunti del corpo specificati e fornisce un quadro di classificazione e qualificazione per le prove sul tipo di valvola.
Variabili importanti possono includere il design della valvola, la disposizione delle tenute dello stelo o dell'albero, il fluido di prova, le condizioni di temperatura, i cicli di resistenza meccanica, le prestazioni di perdita e l'intervallo di qualificazione.
La ISO 15848-1 non dovrebbe essere ridotta alla dichiarazione “Certificato ISO 15848”. Gli acquirenti devono esaminare la classificazione effettiva e l'ambito di qualifica indicato nel rapporto di prova o nel certificato per il progetto di valvola selezionato.
Perché l’ambito della qualificazione è importante
Viene eseguito un test di tipo emissioni fuggitive su valvole di prova e configurazioni definite. La qualificazione risultante non è automaticamente la prova che ogni valvola di ogni dimensione, classe di pressione, materiale, intervallo di temperatura e design della baderna sia stata testata individualmente.
Durante l'esame delle prove di qualificazione, gli acquirenti devono confermare che la valvola fornita rientra nell'intervallo qualificato applicabile secondo lo standard applicabile e le specifiche del progetto.
ISO 15848-2: Test di accettazione della produzione
La norma ISO 15848-2 affronta i test di accettazione della produzione per le valvole di produzione standard in cui sono specificati i requisiti sulle emissioni fuggitive.
- ISO 15848-1: Prove di tipo e quadro di qualificazione.
- ISO 15848-2: Test di accettazione della produzione.
Un progetto può richiedere prove di qualificazione del tipo, test di accettazione della produzione o entrambi, a seconda delle specifiche dell'acquirente.
La ISO 15848-2:2015 rimane l'edizione pubblicata a partire dal 2026, sebbene l'ISO abbia avviato lo sviluppo di una futura edizione sostitutiva. L'edizione contrattualmente applicabile dovrebbe pertanto essere indicata nella documentazione di acquisto.
API 622: La qualificazione della baderna non è la qualificazione della valvola
L'API 622 affronta le prove di tipo delle baderne delle valvole di processo per le emissioni fuggitive. Questo è fondamentalmente diverso dal testare una valvola completa.
Le prestazioni della baderna possono rappresentare una parte importante della progettazione di una valvola a basse emissioni, ma la sola qualificazione della baderna non dimostra che la valvola assemblata soddisfi i requisiti API 624, API 641 o ISO 15848.
Il risultato dell'installazione è influenzato dal sistema di tenuta completo, compreso il materiale di tenuta, la disposizione delle guarnizioni, le condizioni dello stelo, la geometria della camera di tenuta, la disposizione della guarnizione, la procedura di assemblaggio, il movimento della valvola e la temperatura di servizio.
Pertanto, “badera API 622” e “valvola API 624” non dovrebbero mai essere trattate come affermazioni identiche.
API 624: test sul tipo di emissioni fuggitive della valvola a stelo ascendente
La norma API 624 è destinata alle prove di tipo ad emissioni fuggitive di valvole a stelo ascendente e rotante dotate di baderna in grafite che soddisfa i requisiti di qualificazione della baderna API applicabili.
Ciò rende l'API 624 particolarmente rilevante per valvole a saracinesca selezionate, valvole a globo e altri progetti qualificanti con stelo ascendente o rotante ascendente nell'ambito dello standard.
Cosa dovrebbero verificare gli acquirenti sulle prove API 624
- Produttore di valvole e design testato.
- Edizione applicabile dell'API 624.
- Tipo di valvola e movimento dello stelo.
- Ambito di qualificazione delle dimensioni e della classe di pressione.
- Sistema di imballaggio utilizzato durante la qualifica.
- Qualificazione della temperatura rilevante per il progetto.
- Rapporto di prova o fonte di certificazione.
- Se la valvola fornita rientra nella famiglia di progettazione qualificata.
Non accettare la frase "API 624 disponibile" senza confermare quale design della valvola e disposizione della baderna copre effettivamente il test.
API 641: test sulle emissioni fuggitive della valvola a un quarto di giro
L'API 641 affronta i test sulle emissioni fuggitive delle valvole a quarto di giro.
Ciò si riferisce comunemente a valvole a sfera, valvole a farfalla, valvole a maschio e altri progetti qualificanti a quarto di giro nell'ambito dello standard applicabile.
Le valvole a quarto di giro hanno movimenti dello stelo o dell'albero e disposizioni di tenuta diversi rispetto alle valvole a saracinesca e a globo con stelo ascendente. Questo è il motivo per cui API 641 e API 624 non dovrebbero essere trattate come standard intercambiabili.
L'API 641 è stata aggiornata a una seconda edizione nel 2023. Le specifiche di acquisto dovrebbero identificare l'edizione richiesta anziché fare affidamento su un vecchio certificato senza verificarne l'applicabilità.
ISO 15848 rispetto a API 622 rispetto a API 624 rispetto a API 641
| Norma | Scopo principale | Ambito tipico |
|---|---|---|
| ISO 15848-1 | Prove di tipo e classificazione delle emissioni fuggitive | Valvole di isolamento e controllo industriali nel suo ambito |
| ISO 15848-2 | Test di accettazione della produzione | Valvole di produzione in cui sono specificati i requisiti sulle emissioni fuggitive |
| API622 | Test del tipo di baderna della valvola di processo | Qualificazione dell'imballaggio, qualificazione non completa della valvola |
| API624 | Prova di tipo per le emissioni fuggitive della valvola completa | Valvole qualificanti a stelo ascendente e ascendente-rotante con baderna in grafite |
| API641 | Prova di tipo per le emissioni fuggitive della valvola completa | Valvole a quarto di giro qualificanti |
Lo standard corretto dovrebbe essere selezionato in base al tipo di valvola, alle specifiche del settore, ai requisiti dell'acquirente e alla giurisdizione del progetto. Non specificare automaticamente tutti gli standard a meno che il progetto non abbia un motivo reale per richiederli.
Design dell'imballaggio a basse emissioni
Le prestazioni della valvola a basse emissioni dipendono dal sistema di baderna completo piuttosto che dal nome del singolo materiale.
- Grafite o altro materiale di imballaggio approvato, ove applicabile.
- Geometria e disposizione degli anelli di baderna.
- Finitura stelo o albero.
- Durezza dello stelo e condizioni di corrosione.
- Condizioni della superficie della camera di baderna.
- Allineamento del premistoppa.
- Caricamento in tempo reale dove specificato.
- Corretta compressione dell'imballaggio.
- Procedura di montaggio e pulizia.
Che cos'è il live-loaded packing?
Il caricamento dinamico utilizza elementi a molla, comunemente molle a disco, per aiutare a mantenere il carico sul premistoppa quando la baderna subisce consolidamento, movimento termico o usura.
Il caricamento dinamico può supportare il controllo delle emissioni in un sistema adeguatamente progettato, ma non rende automaticamente una valvola conforme agli standard ISO 15848, API 624 o API 641.
Valvole con tenuta a soffietto ed emissioni fuggitive
Le valvole a globo con tenuta a soffietto utilizzano un soffietto metallico come barriera primaria attorno allo stelo, con la baderna spesso mantenuta come tenuta secondaria.
Questo design può essere utile per servizi sensibili alle perdite, pericolosi o ad alta temperatura, ma gli acquirenti dovrebbero evitare di descrivere ogni valvola a soffietto come automaticamente “a emissioni zero”.
La progettazione dei soffietti, l'integrità delle saldature, la capacità di pressione-temperatura, la durata del ciclo, l'imballaggio di riserva e i requisiti di test applicabili devono ancora essere rivisti.
Per considerazioni sulla progettazione e sulla selezione, vedere il nostro Guida valvola a globo con tenuta a soffietto.
Ciclo della temperatura e servizio ad alta temperatura
La temperatura è fondamentale per le prestazioni delle emissioni fuggitive poiché l'espansione e la contrazione termica influiscono su steli, baderne, carico del premistoppa, giunti del coperchio e materiali di tenuta.
Una valvola che funziona bene a temperatura ambiente può comportarsi diversamente durante il riscaldamento e il raffreddamento ripetuti.
Per il servizio ad alta temperatura, gli acquirenti devono considerare la temperatura massima di progetto, la temperatura operativa, la frequenza dei cicli termici, la capacità di temperatura dell'imballaggio, il materiale dello stelo, il carico della premistoppa, il materiale della guarnizione del coperchio e se la qualificazione delle emissioni fuggitive copre la condizione di temperatura richiesta.
Per una selezione più ampia di valvole per alte temperature, consultare la nostra Guida alle valvole ad alta pressione per alte temperature.
Perché “Emissioni Zero” è solitamente il termine sbagliato per gli appalti
Gli standard sulle emissioni fuggitive industriali definiscono procedure di prova, misurazione delle perdite e criteri di accettazione. Non dovrebbero essere semplificati nell’affermazione assoluta secondo cui una valvola a baderna convenzionale produrrà zero emissioni per tutta la sua vita utile.
Le prestazioni sul campo possono essere influenzate dal fluido di processo, dalla pressione, dalla temperatura, dal conteggio dei cicli meccanici, dallo storico della manutenzione, dalla corrosione, dai carichi delle tubazioni, dai danni allo stelo, dalla regolazione della ghiandola e dalle condizioni di servizio al di fuori dell'intervallo qualificato.
Un requisito più difendibile è quello di specificare lo standard applicabile sulle emissioni fuggitive e la qualifica richiesta o la base di accettazione della produzione.
Certificato di prova del tipo rispetto al test della valvola di produzione
Una prova di tipo qualifica un progetto di valvola definito o una famiglia di design secondo le regole della norma applicabile. Non si tratta necessariamente di un test individuale di ogni valvola di produzione fornita.
Un test di accettazione della produzione, quando specificato, si applica alle valvole prodotte secondo la relativa procedura di test di produzione.
Gli acquirenti dovrebbero quindi identificare se l'ordine richiede solo prove di qualificazione del test di tipo, test di accettazione della produzione, testimonianza dell'acquirente, revisione di terze parti o registrazioni specifiche del dossier finale.
Come i requisiti sulle emissioni fuggitive si inseriscono nell'ITP
Se i requisiti sulle emissioni fuggitive sono importanti per il progetto, dovrebbero essere identificati nell’ITP prima che la produzione delle valvole sia completata.
- Revisione dello standard applicabile a basse emissioni.
- Revisione della qualificazione della prova di tipo della valvola.
- Verifica del materiale di imballaggio e della configurazione.
- Controlli del materiale dello stelo o dell'albero e delle condizioni superficiali, ove specificato.
- Test di accettazione della produzione ove richiesto.
- Punti di testimonianza dell'acquirente o di terze parti.
- Revisione dei rapporti sui test sulle emissioni fuggitive.
- Verifica finale della documentazione.
Per i punti Hold, Witness, Review e Surveillance, vedere il nostro Piano di ispezione e test delle valvole (ITP).
I test sulle emissioni fuggitive fanno parte del FAT?
Può essere rivisto durante il FAT, ma l'effettiva qualificazione sulle emissioni fuggitive potrebbe essere stata completata in precedenza come prova di tipo.
Durante il FAT o l'esame della documentazione, l'acquirente può verificare il certificato di qualificazione applicabile, il rapporto di prova, il progetto della valvola oggetto della qualificazione, il sistema di imballaggio, i risultati di accettazione della produzione ove specificato e la tracciabilità del materiale o della valvola.
Se è necessario assistere a test effettivi sulle emissioni fuggitive della produzione, tale requisito dovrebbe essere concordato prima che il programma FAT sia finalizzato.
Vedi il nostro Test di accettazione in fabbrica delle valvole industriali guida per il più ampio processo di ispezione del progetto.
Quale documentazione dovrebbero richiedere gli acquirenti?
- Certificato di prova di tipo ISO o API applicabile per le emissioni fuggitive.
- Rapporto di prova di qualificazione o sintesi approvata ove previsto contrattualmente.
- Modello di valvola e identificazione del design.
- Produttore dell'imballaggio e tipo di imballaggio, ove richiesto.
- Intervallo di temperatura di qualificazione.
- Gamma di dimensioni e classi di pressione qualificate della valvola.
- Rapporto di prova di accettazione della produzione ove richiesto.
- Certificati dei materiali.
- Rapporto di prova della pressione della valvola.
- Scheda tecnica e disegno approvati.
- Registri dei rilasci ITP e di ispezione.
- Documenti di testimoni o revisioni di terze parti ove specificato.
Una scheda tecnica di imballaggio generica o un rapporto di imballaggio API 622 non devono essere presentati come unica prova della qualificazione API 624 o API 641 della valvola completa.
Per la pianificazione del dossier di progetto, cfr Certificati e documenti di qualità delle valvole.
Errori comuni nell’approvvigionamento di emissioni fuggitive
1. Scrivere solo “Valvola a basse emissioni richiesta”
Ciò non definisce lo standard, il tipo di valvola, l'ambito di qualificazione o i requisiti di accettazione della produzione.
2. Trattare API 622 e API 624 come la stessa cosa
L'API 622 riguarda la qualificazione dell'imballaggio. L'API 624 affronta il test completo del tipo di valvola a stelo saliente nel suo ambito.
3. Specifica dell'API 624 per una valvola a sfera a un quarto di giro
Le valvole a quarto di giro sono trattate dall'API 641 quando è richiesto lo standard API sulle emissioni fuggitive.
4. Supponendo che gli standard ISO 15848 e API siano automaticamente equivalenti
Utilizzano diverse strutture di qualificazione e dovrebbero essere specificati in base ai requisiti del progetto.
5. Accettare un certificato senza verificare l'ambito della qualificazione
Il design della valvola testata, la disposizione delle guarnizioni, la temperatura e l'intervallo qualificato devono essere pertinenti alla valvola fornita.
6. Supponendo che una valvola antincendio sia automaticamente a basse emissioni
I test antincendio e quelli sulle emissioni fuggitive valutano diversi requisiti prestazionali. L'uno non dimostra automaticamente l'altro.
7. Confondere la perdita dei sedili con le emissioni fuggitive
La tenuta della sede è la prestazione di chiusura interna. Le emissioni fuggitive sono perdite atmosferiche esterne.
8. Ignorare l'assemblaggio dell'imballaggio
Anche baderne qualificate possono funzionare male se le condizioni dello stelo, il carico del premistoppa, la geometria della camera o l'installazione non sono corrette.
9. Richiesta di qualificazione dopo la produzione
La qualificazione richiesta per la prova di tipo dovrebbe essere verificata durante la revisione dell'offerta tecnica e del fornitore, non scoperta dopo che le valvole sono già state prodotte.
10. Utilizzo di “Emissioni Zero” come unico requisito di accettazione
La specifica di acquisto dovrebbe identificare uno standard riconosciuto e una base di qualificazione misurabile.
Lista di controllo RFQ sulle emissioni fuggitive delle valvole
| Articolo richiesta di offerta | Informazioni da definire |
|---|---|
| Tipo di valvola | Cancello, globo, sfera, farfalla, tappo, valvola di controllo o altro design |
| Movimento dello stelo | Alzata, alzata-rotante o quarto di giro |
| Dimensioni e classe di pressione | DN/NPS e Classe/PN |
| Fluido di processo | Idrocarburi, gas, sostanze chimiche contenenti COV, fluidi pericolosi o altri mezzi |
| Pressione e temperatura | Condizioni di progettazione e funzionamento, compresi i relativi cicli di temperatura |
| Norma richiesta | ISO 15848-1, ISO 15848-2, API 624, API 641 o requisito specifico del progetto |
| Edizione standard | Edizione contrattualmente applicabile |
| Sistema di imballaggio | Grafite, baderna a basse emissioni, caricamento live o configurazione specificata |
| Prova di qualificazione | Certificato di prova di tipo e relativo campo di applicazione |
| Test di produzione | Se è richiesto il test di accettazione della produzione |
| Ispezione | Ispezione del produttore, testimonianza dell'acquirente, revisione di terze parti o punto di attesa/testimonianza |
| Documentazione | Certificato di qualificazione, rapporto di prova di produzione, scheda tecnica, disegno, ITP e documentazione del dossier finale |
Standard chiave per le emissioni fuggitive delle valvole
- ISO 15848-1: Prove di tipo, misurazione e classificazione delle emissioni fuggitive delle valvole industriali nel suo ambito.
- ISO 15848-2: Test di accettazione della produzione di valvole in cui sono specificati i requisiti sulle emissioni fuggitive.
- API622: Prove di tipo delle baderne delle valvole di processo per le emissioni fuggitive.
- API624: Prove di tipo di valvole a stelo ascendente e ascendente-rotante dotate di baderna in grafite per emissioni fuggitive.
- API641: Prove di tipo delle valvole a quarto di giro qualificanti per le emissioni fuggitive.
L'attuale edizione specificata dal progetto deve essere confermata prima del preventivo. Non riprodurre tabelle proprietarie delle classi di perdita, tabelle dei cicli o limiti di qualificazione da standard a pagamento a meno che il progetto non sia autorizzato a utilizzare tali contenuti.
Raccomandazioni finali per gli acquirenti di valvole
Il controllo delle emissioni fuggitive dovrebbe essere trattato come un requisito completo di qualificazione e tenuta delle valvole, non semplicemente come un'opzione relativa al materiale di imballaggio.
Prima di approvare una valvola a basse emissioni, confermare lo standard corretto per il tipo di valvola, l'edizione applicabile, il design qualificato, il sistema di imballaggio, le condizioni di temperatura, l'intervallo di qualificazione, i requisiti di accettazione della produzione, i requisiti di testimone e il pacchetto di documentazione.
Per i preventivi di valvole a basse emissioni, fornire con la richiesta di offerta il tipo di valvola, il movimento dello stelo, le dimensioni, la classe di pressione, il fluido di processo, la pressione di progetto, la temperatura di progetto, lo standard richiesto sulle emissioni fuggitive, l'edizione applicabile, i requisiti di imballaggio, i requisiti di accettazione della produzione, i punti di ispezione e l'ambito della documentazione.
Domande frequenti
Cos'è il test delle emissioni fuggitive delle valvole?
Il test sulle emissioni fuggitive delle valvole valuta le perdite esterne da punti definiti di tenuta dello stelo, dell'albero, della baderna e dei giunti del corpo in condizioni di test specificate. È diverso dal test della pressione del guscio e dal test delle perdite della sede.
Qual è la differenza tra ISO 15848-1 e ISO 15848-2?
La norma ISO 15848-1 riguarda i test sui tipi di valvole, la misurazione e la classificazione delle emissioni fuggitive. La norma ISO 15848-2 riguarda i test di accettazione della produzione per le valvole in cui sono specificati i requisiti sulle emissioni fuggitive.
Qual è la differenza tra API 622 e API 624?
L'API 622 valuta le guarnizioni delle valvole di processo per le emissioni fuggitive. La norma API 624 si applica alle valvole a stelo saliente e rotante di qualificazione complete dotate di baderna in grafite. Il solo superamento dei test API 622 sulle guarnizioni non dimostra la qualificazione API 624 della valvola completa.
L'API 624 viene utilizzata per le valvole a sfera?
L'API 624 è destinata alla qualificazione delle valvole a stelo ascendente e rotante ascendente. Le valvole a quarto di giro, come molte valvole a sfera, a farfalla e a maschio, sono trattate dall'API 641 quando viene specificato lo standard API sulle emissioni fuggitive.
Una valvola antincendio soddisfa automaticamente i requisiti sulle emissioni fuggitive?
No. I test antincendio e quelli sulle emissioni fuggitive valutano diverse condizioni di prestazione. Lo standard applicabile a basse emissioni deve essere specificato separatamente quando richiesto.
La baderna a basse emissioni garantisce una valvola a basse emissioni?
No. Le prestazioni della valvola completa dipendono anche dalle condizioni dello stelo o dell'albero, dalla geometria della camera di baderna, dal carico della premistoppa, dall'assemblaggio, dalla temperatura, dai cicli e dalla qualificazione del progetto completo della valvola.
Quali documenti devo richiedere per una valvola a basse emissioni?
A seconda del progetto, richiedere il certificato di prova di tipo applicabile, l'ambito di qualificazione, il rapporto di accettazione della produzione ove richiesto, le informazioni sull'imballaggio, la scheda tecnica della valvola, il disegno, i registri delle prove di pressione, l'ITP e la documentazione dell'ispezione finale.
