Valutazione pressione-temperatura della valvola è uno dei fattori più importanti ma spesso fraintesi nella scelta delle valvole industriali. Molti acquirenti si concentrano sulla classe di pressione, come Classe 150, Classe 300, Classe 600, PN16 o PN40, ma la classe di pressione da sola non definisce se la valvola è adatta alle effettive condizioni di lavoro.
La pressione consentita di una valvola cambia con la temperatura. Una valvola accettabile a temperatura ambiente potrebbe non essere adatta a temperature elevate, anche se la classe di pressione nominale sembra corretta. Il materiale del corpo, lo standard della valvola, lo standard della flangia, la connessione terminale, il materiale della sede, la guarnizione, la baderna, i bulloni e le condizioni del fluido influiscono tutti sulla selezione finale.
Questa guida spiega come funzionano le classificazioni pressione-temperatura delle valvole, perché la classe di pressione cambia con la temperatura, come dovrebbero essere interpretate le classificazioni Classe e PN e cosa devono fornire gli acquirenti prima di richiedere un preventivo.
Per la terminologia di base DN, NPS, PN e classe, leggi il nostro Spiegazione del significato di DN e PN nelle valvole. Per applicazioni a temperature e pressioni severe, leggere il nostro Guida alle valvole ad alta pressione per alte temperature.
Qual è il valore di pressione-temperatura della valvola?
La valutazione pressione-temperatura della valvola definisce la pressione consentita di una valvola a una determinata temperatura. Solitamente si basa sullo standard di progettazione della valvola, sul gruppo di materiali del corpo, sulla classe di pressione, sullo standard della flangia e sulle condizioni di temperatura.
In termini semplici, la valutazione risponde a questa domanda:
A questa temperatura, quanta pressione può gestire in sicurezza questa valvola in base al materiale e allo standard?
Questo è il motivo per cui la scheda tecnica di una valvola non dovrebbe mostrare solo la classe di pressione. Dovrebbe inoltre confermare la pressione di progetto, la temperatura di progetto, il materiale, lo standard e la valutazione della pressione-temperatura applicabile.
La valutazione pressione-temperatura è influenzata da:
- Classe di pressione della valvola o rating PN
- Materiale del corpo
- Standard di progettazione della valvola
- Norma della flangia
- Termina il tipo di connessione
- Temperatura di progetto
- Pressione di progetto
- Sedile e materiale di tenuta
- Guarnizione e materiale di imballaggio
- Materiale di bullonatura
- Tipo di fluido e gravità del servizio
Perché la classe di pressione non è la stessa della pressione di esercizio
La classe di pressione è un sistema di classificazione. Non è la stessa pressione di esercizio effettiva della tubazione.
Ad esempio, una valvola di Classe 150 non significa semplicemente che la valvola è solo per una pressione di esercizio di 150 psi. Una valvola PN16 non significa automaticamente che possa funzionare in sicurezza a 16 bar a qualsiasi temperatura e condizione del materiale. Questi contrassegni fanno parte di un sistema di valutazione della pressione e devono essere interpretati utilizzando lo standard e le condizioni di temperatura corretti.
Gli acquirenti dovrebbero distinguere:
| Termine | Significato | Nota dell'acquirente |
|---|---|---|
| Classe di pressione | Sistema di classificazione nominale come Classe 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 | Deve essere controllato rispetto alla temperatura e al materiale |
| Valutazione PN | Pressione nominale come PN10, PN16, PN25, PN40 | Non è una pressione di esercizio universale a tutte le temperature |
| Pressione di esercizio | Pressione operativa normale nel sistema | Utilizzato per la revisione pratica delle condizioni operative |
| Pressione di progetto | Pressione utilizzata per la progettazione ingegneristica | Solitamente più importante per la selezione della valvola rispetto alla normale pressione di esercizio |
| Prova di pressione | Pressione utilizzata durante il test del guscio o della sede | Non è la stessa cosa della pressione di esercizio continua |
Perché le variazioni di pressione ammissibili con la temperatura
All'aumentare della temperatura, la resistenza e lo stress ammissibile di molti materiali delle valvole cambiano. Ciò significa che lo stesso materiale del corpo valvola può sopportare una pressione inferiore ammissibile a temperature più elevate rispetto a quelle a temperatura ambiente.
Ciò è particolarmente importante nei servizi di vapore, olio diatermico, caldaie, raffinerie, petrolchimici e gas ad alta temperatura. Una valvola può avere una classe di alta pressione, ma se la temperatura è sufficientemente elevata, la pressione consentita deve essere controllata attentamente.
La temperatura può influenzare:
- Forza materiale del corpo
- Cofano e copertura stressata
- Prestazioni di bullonatura
- Capacità di tenuta della guarnizione
- Rischio di perdite dell'imballaggio
- Stabilità del materiale del sedile
- Tenuta dello stelo e coppia di manovra
- Prestazioni di perdita della valvola
Questo è il motivo per cui la scelta della valvola per alta temperatura deve includere insieme il materiale del corpo, il valore nominale di pressione-temperatura, il materiale della sede, la guarnizione, la baderna e la bullonatura.
Valutazione della classe rispetto alla valutazione PN
Classe e PN sono due diversi sistemi di valutazione della pressione. Le classificazioni di classe sono comunemente utilizzate nei sistemi di valvole e flange ASME/ANSI, mentre le classificazioni PN sono comunemente utilizzate nei sistemi EN/DIN.
| Sistema | Valutazioni comuni | Uso comune | Nota importante |
|---|---|---|---|
| Classe | Classe 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 | Sistemi di valvole e flange ASME / ANSI | La capacità di pressione dipende dal materiale e dalla temperatura |
| PN | PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100 | Sistemi di valvole e flange conformi a EN / DIN | Deve essere controllato con standard, temperatura e materiale |
PN e Classe non devono essere convertiti solo da un numero fisso. Nella comunicazione quotidiana vengono utilizzati alcuni confronti approssimativi, ma la selezione finale deve seguire lo standard della valvola richiesto, lo standard della flangia, il materiale e le specifiche del progetto.
La classe 150 è uguale a PN16?
Le classi 150 e PN16 sono talvolta trattate come simili nelle discussioni di base sugli acquisti, ma non sono automaticamente identiche in ogni condizione di standard, materiale, temperatura e flangia.
Questo è un errore di acquisto comune. Un acquirente potrebbe dire "La Classe 150 è uguale alla PN16", ma la selezione tecnica dovrebbe essere più attenta. La corretta classificazione della valvola e della flangia deve essere confermata secondo lo standard di progetto.
Prima di considerare intercambiabili la Classe 150 e la PN16 verificare:
- Standard della valvola richiesta
- Standard della flangia richiesta
- Materiale del corpo
- Temperatura di progetto
- Pressione di progetto
- Dimensione faccia a faccia
- Foratura della flangia
- Tipo di guarnizione
- Scheda tecnica del progetto
Classi di pressione comuni delle valvole
| Valutazione della pressione | Direzione tipica dell'applicazione | Promemoria dell'acquirente |
|---|---|---|
| Classe 150/PN10/PN16 | Acqua a pressione medio-bassa, HVAC, servizi pubblici, servizi di processo generali | Controllare il materiale, lo standard della flangia e la pressione di esercizio effettiva |
| Classe 300/PN25/PN40 | Linee di servizio industriale a media pressione, vapore, petrolio, gas e di processo | Confermare la valutazione della pressione-temperatura e la selezione della guarnizione |
| Classe 600 | Servizi ad alta pressione per petrolio, gas, vapore, prodotti chimici e di processo | Esaminare il materiale del corpo, il materiale del sedile e lo standard di prova |
| Classe 900 | Processi ad alta pressione, energia, raffinerie e servizi di condotte | La scheda tecnica è fortemente consigliata |
| Classe 1500 / Classe 2500 | Servizio ad alta pressione severo | Richiede un rigoroso controllo dei materiali, dei test e della documentazione |
Queste sono solo indicazioni generali per l'applicazione. La selezione finale della valvola deve seguire lo standard del progetto, il mezzo effettivo, la temperatura, il materiale e la scheda tecnica.
In che modo il materiale del corpo influisce sulla valutazione pressione-temperatura
La stessa classe di pressione può avere valori di pressione ammissibili diversi a seconda del materiale del corpo. L'acciaio al carbonio, l'acciaio inossidabile, l'acciaio legato, l'acciaio a bassa temperatura, l'acciaio inossidabile duplex e le leghe di nichel non si comportano allo stesso modo alla temperatura.
I materiali comuni del corpo valvola includono:
- WCB acciaio al carbonio fuso
- Acciaio al carbonio forgiato A105
- Acciaio al carbonio a bassa temperatura LCB/LF2
- Acciaio legato ad alta temperatura WC6 / WC9
- Acciaio legato forgiato F11/F22
- Acciaio inossidabile CF8/F304
- Acciaio inossidabile CF8M/F316
- Acciaio inossidabile F51 / F53 duplex e super duplex
- Monel, Inconel, Hastelloy ed altre leghe speciali
Per il servizio ad alta temperatura, è possibile rivedere i materiali in acciaio legato come WC6, WC9, F11 e F22. Per il servizio anticorrosione possono essere necessari acciaio inossidabile, duplex o leghe speciali. Per il servizio a bassa temperatura, potrebbe essere necessario LCB o LF2.
Per una selezione più ampia dei materiali del corpo, leggi la nostra Guida alla selezione del materiale della valvola. Per un confronto tra acciai legati ad alta temperatura, leggi il nostro Guida ai materiali delle valvole WC6 e WC9.
In che modo il materiale della sede influisce sulla scelta effettiva della valvola
La valutazione pressione-temperatura non riguarda solo il corpo metallico. Il materiale della sede può anche limitare la temperatura e la pressione effettivamente utilizzabili dell'intera valvola.
Ad esempio, un corpo valvola in metallo potrebbe essere adatto alle alte temperature, ma una sede morbida standard potrebbe non essere adatta alla stessa temperatura. Questo è comune nelle valvole a sfera, nelle valvole a farfalla, nelle valvole a maschio e in alcune valvole di controllo.
| Materiale del sedile | Uso tipico | Avviso di selezione |
|---|---|---|
| PTFE | Servizio chimico e di pubblica utilità pulito, a temperatura moderata | Non adatto a molti servizi ad alta temperatura |
| RPTFE | Resistenza superiore rispetto al PTFE standard in servizio adeguato | Il limite di temperatura deve ancora essere controllato |
| Sbirciare | Servizio con valvola a sfera a pressione o temperatura più elevate | È necessario rivedere i costi e la compatibilità chimica |
| PPL | Applicazioni selezionate per valvole a sfera ad alta temperatura | Confermare il mezzo, i requisiti di perdita e la coppia operativa |
| Sedile in metallo | Servizio ad alta temperatura, abrasivo o gravoso | La classe di perdita e la coppia devono essere confermate |
Per i dettagli sulla selezione del posto, leggi la nostra Guida ai materiali delle sedi delle valvole. Per il confronto delle sedi delle valvole a sfera, leggere Valvola a sfera con sede morbida o con sede metallica e Guarnizione per valvola a sfera in PTFE o PEEK.
In che modo guarnizioni, baderne e bulloni influiscono sulla valutazione
Nel servizio ad alta pressione e temperatura, le guarnizioni, le baderne e i bulloni sono fondamentali. Anche se il corpo della valvola è dimensionato correttamente, la valvola può comunque perdere se il sistema di tenuta non è adatto.
Gli acquirenti dovrebbero controllare:
- La guarnizione del coperchio è adatta alla temperatura di progetto?
- La guarnizione della flangia è adatta alla classe di pressione?
- È necessaria una guarnizione a spirale o una guarnizione RTJ?
- È necessaria una baderna in grafite per il servizio ad alta temperatura?
- È necessario un imballaggio a basse emissioni?
- Il materiale dei bulloni è adatto alla temperatura e alla pressione?
- Il ciclo termico influirà sulla compressione della guarnizione?
Per le applicazioni con vapore e ad alta temperatura, la baderna in grafite e le guarnizioni adatte per alte temperature vengono spesso esaminate insieme ai materiali del corpo in acciaio legato.
Valutazione pressione-temperatura per valvole ad alta temperatura
Le valvole per alta temperatura richiedono una revisione speciale perché la pressione consentita solitamente diminuisce all'aumentare della temperatura. Ciò è importante per vapore, sistemi di caldaie, olio diatermico, unità di raffineria, linee petrolchimiche e applicazioni in centrali elettriche.
Una valvola selezionata solo per classe di pressione potrebbe essere sbagliata se la temperatura di progetto è elevata. Gli acquirenti dovrebbero fornire sia la pressione di progetto che la temperatura di progetto, non solo la pressione di esercizio.
Per la revisione della valutazione della valvola per alta temperatura, confermare:
- Pressione di progetto
- Temperatura di progetto
- Temperatura massima di esercizio
- Pressione operativa normale
- Materiale del corpo
- Norma della valvola
- Norma della flangia
- Materiale delle guarnizioni e dei bulloni
- Sedile e materiale di imballaggio
- Tabella valori pressione-temperatura
Per applicazioni a temperature e pressioni severe, leggere il nostro Guida alle valvole ad alta pressione per alte temperature.
Valutazione pressione-temperatura per valvole a sfera ad alta pressione
Le valvole a sfera ad alta pressione sono comunemente utilizzate nei servizi di condutture di petrolio, gas, idraulica, vapore, olio termico, prodotti chimici e industriali. Per le valvole a sfera, è necessario rivedere il valore nominale pressione-temperatura insieme al carico sulla sede, alla coppia operativa, alla tenuta dello stelo e allo scarico della pressione nella cavità.
Per le valvole a sfera ad alta pressione, controllare:
- Design flottante o montato su perno
- Materiale del corpo
- Classe di pressione
- Temperatura di progetto
- Sedile morbido o sedile in metallo
- Requisito di scarico della pressione nella cavità
- Requisito antincendio
- Requisito antistatico
- Coppia operativa a temperatura
- Margine di dimensionamento dell'attuatore
Per le applicazioni di isolamento ad alta pressione, consultare il nostro Valvola a sfera ad alta pressione e Valvola a sfera API 6D.
Valutazione della pressione-temperatura per le valvole del vapore
Il servizio vapore è una delle aree più comuni in cui si verificano errori di valutazione della pressione-temperatura. I sistemi a vapore possono includere vapore saturo, vapore surriscaldato, vapore principale, vapore ausiliario, acqua di alimentazione della caldaia e condensa.
La scelta della valvola del vapore dovrebbe considerare:
- Vapore saturo o vapore surriscaldato
- Pressione del vapore
- Temperatura del vapore
- Vapore principale o vapore ausiliario
- Se è necessaria la limitazione
- Cicli termici
- Rischio di condensa e colpo d'ariete
- Erosione del taglio
- Requisiti di imballaggio in grafite
- Requisiti del sedile in metallo o del sedile con rivestimento duro
Per applicazioni in centrali elettriche e vapore, consulta il nostro Soluzioni per valvole per alimentazione e vapore e Valvola a globo per vapore.
Pressione di esercizio vs Pressione di progetto vs Pressione di prova
Molti errori di preventivo si verificano perché gli acquirenti forniscono un solo valore di pressione senza spiegare se si tratta della pressione di esercizio, della pressione di progetto o della pressione di prova.
| Termine di pressione | Significato | Come influisce sulla selezione della valvola |
|---|---|---|
| Pressione di esercizio | Pressione operativa normale durante il servizio | Aiuta a comprendere il funzionamento quotidiano effettivo |
| Pressione di progetto | Pressione ingegneristica utilizzata per la progettazione e margine di sicurezza | Solitamente più importante per la selezione del rating di pressione |
| Pressione differenziale massima | Differenza di pressione attraverso la valvola | Importante per la coppia, il dimensionamento dell'attuatore, il rivestimento e il design della sede |
| Pressione di prova del guscio | Pressione di prova idrostatica per la resistenza del corpo della valvola | Condizioni di prova, pressione di servizio non continua |
| Pressione di prova della sede | Pressione utilizzata per verificare le prestazioni di tenuta | Utilizzato per confermare le prestazioni relative alle perdite |
Per un preventivo accurato, gli acquirenti devono fornire insieme la pressione di progetto, la temperatura di progetto e le condizioni di lavoro.
Come scegliere la corretta valutazione della valvola
La corretta valutazione della pressione-temperatura della valvola deve essere selezionata attraverso una revisione tecnica, non una conversione approssimativa.
Processo di selezione passo dopo passo:
- Confermare il tipo di valvola: sfera, saracinesca, globo, ritegno, farfalla, maschio o valvola di controllo.
- Conferma dimensione: DN o NPS.
- Confermare il sistema di pressione richiesto: Classe, PN, JIS o standard di progetto.
- Confermare la pressione e la temperatura di progetto.
- Conferma il materiale del corpo.
- Controllare la tabella dei valori nominali pressione-temperatura applicabile.
- Confermare lo standard della flangia e la connessione finale.
- Controllare la sede, la guarnizione, l'imballaggio e i materiali dei bulloni.
- Esaminare la classe di perdita e lo standard di prova.
- Confermare i requisiti di MTC, PMI, rapporto di prova e documenti di ispezione.
Errori comuni dell'acquirente
Errore 1: pensare che la classe 150 significhi solo 150 psi
La classe 150 è una classe di pressione nominale, non un semplice valore di pressione di esercizio. La pressione consentita dipende dal materiale, dalla temperatura e dallo standard.
Errore 2: Trattare PN16 come sempre 16 Bar
PN16 è una valutazione nominale. La pressione effettiva consentita deve essere controllata in base al materiale, alla temperatura, allo standard della flangia e alle condizioni del progetto.
Errore 3: ignorare la temperatura
Una temperatura più elevata può ridurre la pressione consentita. Questo è uno degli errori più comuni nella scelta delle valvole per vapore e olio diatermico.
Errore 4: ignorare il materiale del sedile
Il corpo di una valvola può essere classificato per alte temperature, ma la sede morbida potrebbe non essere adatta alla stessa temperatura.
Errore 5: mescolare gli standard delle flange
ASME, EN, DIN, JIS e altri standard sulle flange possono avere dimensioni, forature e sistemi di classificazione diversi. Lo standard della flangia deve essere confermato prima dell'ordine.
Errore 6: utilizzare la pressione di esercizio anziché la pressione di progetto
La pressione di esercizio è utile, ma la pressione e la temperatura di progetto sono generalmente necessarie per la corretta selezione della potenza.
Errore 7: ignorare la guarnizione e la bullonatura
Il servizio ad alta pressione e alta temperatura richiede guarnizioni e materiali di bulloneria adeguati. Queste parti possono limitare l'assemblaggio completo.
Lista di controllo RFQ per la valutazione pressione-temperatura della valvola
Per evitare una selezione errata, gli acquirenti dovrebbero fornire le seguenti informazioni prima del preventivo:
| Informazioni richieste | Esempio / Note |
|---|---|
| Tipo di valvola | Sfera, saracinesca, globo, ritegno, farfalla, tappo, valvola di controllo |
| Dimensione della valvola | DN/NPS |
| Valutazione della pressione | Classe 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 o PN10, PN16, PN25, PN40 |
| Pressione di progetto | Obbligatorio per la revisione della valutazione |
| Temperatura di progetto | Necessario per la revisione dei materiali e delle guarnizioni |
| Pressione e temperatura di esercizio | Condizioni operative normali |
| Medio | Acqua, vapore, petrolio, gas, prodotti chimici, liquami, olio termico, ecc. |
| Materiale del corpo | WCB, A105, CF8M, F316, WC6, WC9, F51 o materiale di progetto |
| Materiale del sedile | PTFE, RPTFE, PEEK, PPL, sede metallica, sede con rivestimento duro |
| Guarnizione e imballaggio | PTFE, grafite, guarnizione a spirale, guarnizione RTJ o requisito di progetto |
| Terminare la connessione | Flangiati, a saldare di testa, a saldare di tasca, filettati, wafer, a capocorda |
| Norma della flangia | ASME, EN, DIN, JIS o standard di progetto |
| Requisiti di prova | Test del guscio, test del sedile, classe di tenuta, ispezione ignifuga, a basse emissioni, di terze parti |
| Documenti | MTC, PMI, rapporto di prova, disegno, scheda tecnica, requisiti del certificato |
Risorse tecniche correlate
- Spiegazione del significato di DN e PN nelle valvole — guida di base per la dimensione della valvola e la terminologia relativa alla pressione.
- Spiegazione delle unità di pressione della valvola — spiega la conversione delle unità di pressione della valvola in bar, psi, MPa e comune.
- Valvole ad alta pressione per alte temperature — guida alla selezione di valvole per vapore, olio diatermico, raffinerie, petrolchimiche e centrali elettriche.
- Valvola a sfera ad alta pressione — pagina del prodotto per il servizio di condutture industriali ad alta pressione per petrolio, gas, idraulica, vapore, olio diatermico e industriale.
- Valvola a sfera API 6D - Pagina del prodotto della valvola a sfera per pipeline per servizi di isolamento di petrolio, gas e alta pressione.
- Guida alla selezione del materiale della valvola — guida principale per corpo valvola, rivestimento, sede, guarnizione, guarnizione e materiali di bulloneria.
- Certificati e documenti di qualità delle valvole - spiega MTC, PMI, rapporti sui test di pressione e documentazione di progetto.
Raccomandazioni finali per gli acquirenti industriali
La valutazione della pressione-temperatura della valvola deve essere controllata prima della scelta finale della valvola, in particolare per applicazioni su vapore, alta temperatura, alta pressione, petrolio e gas, raffinerie, petrolchimiche, chimiche e centrali elettriche.
Non selezionare una valvola solo in base alla marcatura Classe o PN. Classe 150, Classe 300, PN16 o PN40 devono essere esaminati insieme alla pressione di progetto, alla temperatura di progetto, al materiale del corpo, allo standard della valvola, allo standard della flangia, al materiale della sede, alla guarnizione, alla baderna e ai bulloni.
Se hai bisogno di aiuto per selezionare la classe di pressione della valvola, il rating PN, il materiale, la sede, la guarnizione, l'imballaggio o i requisiti di test corretti, Valvola Vcore può esaminare le condizioni di lavoro e consigliare una configurazione della valvola adeguata.
Domande frequenti
1. Qual è il valore nominale pressione-temperatura della valvola?
Il rating pressione-temperatura della valvola definisce la pressione massima consentita di una valvola a una temperatura specifica in base al materiale, alla classe di pressione, allo standard della valvola e alle condizioni di progettazione.
2. Classe 150 significa 150 psi?
No. La classe 150 è una classe di pressione, non un semplice valore di pressione di esercizio di 150 psi. La pressione consentita dipende dal materiale, dalla temperatura e dallo standard applicabile.
3. PN16 è sempre uguale a 16 bar?
PN16 è una pressione nominale. La pressione effettiva consentita deve essere controllata in base al materiale, alla temperatura, allo standard e alle condizioni del progetto.
4. Perché la pressione nominale della valvola diminuisce alle alte temperature?
A temperature più elevate, la resistenza del materiale e lo stress ammissibile possono diminuire. Anche i materiali delle guarnizioni, delle baderne, dei bulloni e delle sedi possono limitare l'assemblaggio completo della valvola.
5. Quali informazioni sono necessarie per scegliere la pressione nominale della valvola?
Gli acquirenti devono fornire il tipo di valvola, le dimensioni, la pressione di progetto, la temperatura di progetto, la pressione di esercizio, la temperatura di esercizio, il fluido, il materiale del corpo, il materiale della sede, la connessione terminale, lo standard della flangia e i requisiti di test.
6. Il materiale della sede influisce sulla valutazione pressione-temperatura?
Sì. Anche se il corpo della valvola in metallo è adatto alle alte temperature, la sede morbida, la guarnizione o la baderna potrebbero non essere adatte. È necessario rivedere la configurazione completa della valvola.
7. È possibile convertire direttamente PN e Classe?
PN e Classe possono essere confrontati approssimativamente in alcune discussioni sull'acquisto, ma la conversione finale deve seguire lo standard, il materiale, il design della flangia, la temperatura e le specifiche di progetto richiesti.
