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Come la contropressione influisce sulle prestazioni delle valvole di sicurezza

La contropressione è uno dei motivi più comuni per cui una valvola di sicurezza funziona bene su un banco di prova ma diventa instabile dopo l'installazione. Una valvola può aprirsi alla corretta pressione di taratura in officina, ma vibrare, oscillare, perdere capacità effettiva o non richiudersi correttamente quando collegata a un lungo tubo di scarico, silenziatore, collettore comune di scarico, sistema di sfiato chiuso o collettore di torcia...

La contropressione è uno dei motivi più comuni per cui una valvola di sicurezza funziona bene su un banco di prova ma diventa instabile dopo l'installazione. Una valvola può aprirsi alla corretta pressione di taratura in officina, ma vibrare, oscillare, perdere capacità effettiva o non richiudersi correttamente quando collegata a un lungo tubo di scarico, silenziatore, collettore comune di scarico, sistema di sfiato chiuso o collettore di torcia.

Nell'ingegneria delle valvole di sicurezza, la contropressione non è solo un dettaglio della tubazione. È la pressione che agisce sul lato di scarico della valvola e può alterare l'equilibrio delle forze interne, l'alzata della valvola, la capacità di sfioro, lo sfogo (blowdown) e il comportamento di richiusura. Ciò è particolarmente importante per le valvole di sicurezza convenzionali a molla, ma anche le valvole bilanciate a soffietto e le valvole pilotate hanno limiti di progettazione che devono essere verificati.

Questa guida spiega come contropressione sovrapposta e contropressione accumulata influenzare le prestazioni delle valvole di sicurezza. Copre anche vibrazioni, oscillazioni, collettori di scarico, silenziatori, valvole bilanciate a soffietto, valvole pilotate e i controlli pratici della contropressione che dovrebbero essere completati prima dell'acquisto, dell'installazione o della modifica del sistema di scarico. Per il processo di selezione completo, leggi la nostra Guida alla selezione delle valvole di sicurezza.

Takeaway tecnico: Una valvola di sicurezza non dovrebbe essere approvata solo perché ha superato un test di pressione di taratura. Anche il sistema di scarico installato deve essere esaminato per contropressione sovrapposta, contropressione indotta, resistenza allo scarico, pressione del collettore, sfioro simultaneo, forza di reazione allo scarico e limiti di contropressione ammissibili dal produttore.


Perché la contropressione è un fattore critico nella selezione delle valvole di sicurezza

Una valvola di sicurezza viene normalmente selezionata e testata in condizioni definite. Dopo l'installazione, tuttavia, il lato di scarico può essere collegato a un tubo di scarico, un tubo di coda, un silenziatore, un collettore comune, un sistema di sfiato chiuso o un collettore di torcia. Questi sistemi creano resistenza. Quando la valvola si apre, tale resistenza può creare contropressione all'uscita della valvola.

La contropressione può influenzare:

  • comportamento di apertura
  • bilanciamento delle forze sul disco
  • alzata della valvola
  • capacità di sfioro effettiva
  • sfogo (blowdown)
  • pressione di richiusura
  • tendenza al chatter
  • tendenza all'oscillazione
  • rischio di danneggiamento della sede
  • usura di guida e mandrino
  • forza di reazione allo scarico
  • rumore e vibrazioni

Nella risoluzione dei problemi sul campo, una valvola di sicurezza che vibra dopo l'installazione viene spesso attribuita prima alla molla. In molti casi, il vero problema non è la molla. È il sistema di scarico: una lunga linea di uscita, un tubo di coda sottodimensionato, troppi gomiti, pressione comune dell'header, resistenza del silenziatore, accumulo di liquido nella linea di uscita o scarico simultaneo da altre valvole.

API 520 Parte II è una direzione standard chiave per la revisione dell'installazione perché include analisi ingegneristiche che possono essere utilizzate per confermare l'installazione appropriata dei dispositivi di sfioro della pressione. API 521 è rilevante quando la contropressione fa parte di un sistema di sfioro o depressurizzazione più ampio, come un header di flare, un sistema di sfiato chiuso o una rete di sfioro a livello di impianto.

La contropressione massima ammissibile dipende dal design della valvola, dalle condizioni di servizio, dalla pressione di taratura, dal carico di sfioro, dal sistema di scarico e dai dati certificati dal produttore. Non esiste un unico limite di contropressione che si applichi a ogni valvola di sicurezza.


Cos'è la contropressione in una valvola di sicurezza?

Contropressione è la pressione sul lato di uscita di una valvola di sicurezza. Può esistere prima che la valvola si apra, oppure può essere generata dopo che la valvola si è aperta e il flusso passa attraverso il sistema di scarico.

La contropressione è diversa dalla pressione di ingresso, dalla pressione di taratura e dalla pressione di sfioro. La pressione di ingresso agisce sul lato a monte della valvola. La pressione di taratura definisce quando la valvola inizia ad aprirsi in condizioni di prova specificate. La contropressione agisce sul lato di uscita e può influenzare il comportamento installato della valvola.

Definizione di Contropressione

In termini pratici, la contropressione risponde a questa domanda:

Quale pressione incontra la valvola di sicurezza alla sua uscita prima e durante lo scarico?

Quella pressione di scarico può provenire da una linea principale pressurizzata, un sistema di torcia, un sistema di sfiato chiuso, una lunga tubazione di scarico, un silenziatore, un silenziatore, un tubo di scarico, una combinazione disco di rottura, accumulo di liquido o flusso da altri dispositivi di scarico che scaricano sulla stessa linea principale.

La contropressione è creata dal sistema di scarico, ma il suo effetto si osserva all'interno della valvola.

Perché la contropressione non è solo un problema di tubazioni

È facile considerare la contropressione solo come un problema di calcolo delle tubazioni. Questo è incompleto. La contropressione modifica la pressione che agisce sul lato di scarico del disco e può influenzare l'equilibrio delle forze all'interno della valvola.

A seconda del design della valvola, la contropressione può modificare:

  • la pressione alla quale la valvola inizia ad aprirsi
  • l'alzata raggiunta durante lo scarico
  • la capacità effettiva di sfioro
  • il comportamento del blowdown
  • la pressione di richiusura
  • la tendenza al chatter o al flutter
  • il carico meccanico sui componenti interni della valvola

Questo è il motivo per cui una valvola che supera i test di officina può comportarsi diversamente quando collegata al sistema di scarico effettivo. Il test al banco conferma la valvola in condizioni di prova. Non dimostra automaticamente che il sistema di scarico installato sia accettabile.


Superimposed and built-up back pressure in safety valve discharge system
La contropressione può esistere prima che la valvola si apra o essere creata dal flusso dopo l'inizio dello scarico.

Contropressione sovrapposta vs Contropressione indotta

La contropressione è solitamente divisa in due tipi principali: contropressione sovrapposta e contropressione accumulata. Comprendere la differenza è essenziale prima di selezionare una valvola di sicurezza convenzionale, bilanciata a soffietto o pilotata.

Cos'è la contropressione sovrapposta?

Contropressione sovrapposta è la pressione già presente all'uscita della valvola di sicurezza prima che la valvola si apra. Può essere costante o variabile.

Le fonti comuni includono:

  • collettori di scarico pressurizzati
  • collettori di flare
  • sistemi di sfiato chiusi
  • altre apparecchiature che scaricano nello stesso sistema
  • sistemi di processo che mantengono la pressione a valle della valvola
  • sistemi di scarico riempiti di liquido o scarsamente drenati

La contropressione sovrapposta può influenzare il comportamento di apertura e l'equilibrio delle forze. La contropressione sovrapposta variabile è più difficile da gestire rispetto alla contropressione sovrapposta costante perché la valvola può incontrare condizioni di pressione di uscita diverse da un evento di sfioro all'altro.

Cos'è la contropressione di accumulo?

Contropressione accumulata è la pressione generata all'uscita della valvola dopo che la valvola di sicurezza si è aperta e il flusso di sfioro passa attraverso il sistema di scarico.

La contropressione indotta dipende da:

  • portata di sfioro
  • dimensione della tubazione di scarico
  • lunghezza della tubazione di scarico
  • gomiti, riduttori e raccordi
  • configurazione del tubo di scarico
  • perdita di carico del silenziatore o della marmitta
  • pressione della tubazione comune
  • resistenza del sistema di flare o sfiato
  • sfogo simultaneo da altre valvole
  • accumulo di condensa o liquido nella tubazione di scarico

La contropressione di accumulo viene comunemente scoperta dopo l'installazione o dopo una modifica dell'impianto. La valvola può essere la stessa, ma il sistema di scarico è cambiato.

Tabella Comparativa

ArticoloContropressione sovrappostaContropressione indotta
Quando esistePrima dell'apertura della valvolaDopo l'apertura della valvola
Sorgente principalePressione esistente all'uscita o nel collettoreFlusso attraverso la tubazione di scarico e i collettori
Può essereCostante o variabileDipendente dal flusso
InfluenzaForza di apertura, comportamento di impostazione e stabilitàAlzata, capacità, vibrazioni e richiusura
Causa tipicaHeader pressurizzato, sistema di flare o sistema di sfiato chiusoLinea di scarico lunga, scarico sottodimensionato, silenziatore o header comune
Revisione della tempisticaPrima della selezione della valvolaDurante la revisione idraulica del sistema di scarico

Entrambi i tipi di contropressione devono essere identificati prima della selezione finale della valvola. Se uno dei valori è sconosciuto, la selezione della valvola è incompleta.


Come la contropressione influisce sulle valvole di sicurezza convenzionali a molla

Una valvola di sicurezza convenzionale a molla è uno dei design più comuni. Utilizza la forza della molla per mantenere il disco chiuso contro la pressione del sistema. Quando la pressione di ingresso raggiunge la pressione di taratura, la valvola inizia ad aprirsi.

Le valvole convenzionali a molla possono essere sensibili alla contropressione perché la pressione di scarico può agire sul disco e alterare l'equilibrio delle forze interne della valvola. A seconda del design e della condizione di contropressione, ciò può influire sull'apertura, sull'alzata, sulla capacità, sullo sfogo (blowdown) e sulla richiusura.

Back pressure effect on conventional spring loaded safety valve lift and reseating
La contropressione può alterare l'equilibrio delle forze del disco, l'alzata, la capacità e il comportamento di richiusura.

La contropressione può causare il seguente comportamento in una valvola convenzionale a molla:

  • aprire a una pressione diversa da quella prevista
  • impossibile raggiungere un'alzata stabile
  • sfiorare una portata inferiore a quella prevista
  • vibrare durante lo scarico
  • sfarfallare sotto pressione di scarico instabile
  • richiudersi a una pressione instabile
  • danneggiare la sede, il disco o la guida a causa di impatti ripetuti

Un tipico caso sul campo riguarda una valvola di sicurezza a molla che ha superato i test in officina e si è aperta alla corretta pressione di taratura. Dopo l'installazione, ha vibrato durante lo scarico. La valvola è stata rimossa e testata nuovamente. Ha comunque superato il test. Il problema non era la pressione di taratura in officina. La linea di scarico era lunga, includeva diversi gomiti e scaricava in un collettore comune. Durante lo sfioro, la contropressione accumulata ha superato l'assunzione di selezione originale.

La correzione è stata quella di calcolare la resistenza del sistema di scarico, rivedere la pressione del collettore comune, ridurre le restrizioni di scarico non necessarie e confermare se la valvola convenzionale fosse ancora adatta. In alcune posizioni, è stato considerato un design bilanciato a soffietto. La prevenzione è stata quella di includere la contropressione ammissibile e la resistenza della tubazione di scarico nella revisione tecnica prima dell'acquisto.

Giudizio sul campo: Se una valvola di sicurezza convenzionale a molla vibra solo dopo l'installazione, non presumere che la molla sia difettosa. Rivedere prima la perdita di pressione in ingresso, la resistenza in uscita, la contropressione accumulata, la pressione del collettore comune, la base di dimensionamento della valvola e le modifiche alla tubazione di scarico.


Come la contropressione influisce sulle valvole di sicurezza bilanciate a soffietto

Una valvola di sicurezza bilanciata a soffietto utilizza una disposizione a soffietto per ridurre l'effetto della contropressione sul bilanciamento delle forze della valvola. Viene comunemente considerata quando una valvola convenzionale a molla sarebbe troppo sensibile a una contropressione sovrapposta o variabile.

Le valvole bilanciate a soffietto possono essere utili in alcuni servizi con contropressione, ma non sono una soluzione universale. Il soffietto è un componente critico. Può guastarsi a causa di fatica, corrosione, danni termici, vibrazioni o condizioni di servizio improprie. Anche lo sfiato del cappello è importante. Se lo sfiato è bloccato, la valvola potrebbe non comportarsi più come previsto.

Una valvola bilanciata a soffietto può ridurre l'effetto della contropressione, ma non rende irrilevante il sistema di scarico. Il sistema di uscita deve comunque essere verificato per capacità, forza di reazione, rumore, vibrazioni e scarico sicuro.

In un servizio con gas corrosivo, è stata selezionata una valvola bilanciata a soffietto perché la pressione del collettore di scarico variava durante il funzionamento. La valvola ha comunque mostrato un comportamento instabile durante lo sfioro. L'ispezione ha rivelato che lo sfiato del soffietto era stato bloccato durante lavori sul campo e la pressione del collettore fluttuava più di quanto originariamente ipotizzato. La soluzione è stata ripristinare la condizione di sfiato, ispezionare il soffietto, rivedere la variazione della pressione del collettore e aggiornare la checklist di manutenzione.

Per le valvole bilanciate a soffietto, la revisione della contropressione dovrebbe includere:

  • contropressione ammissibile dal produttore
  • pressione di uscita costante o variabile
  • compatibilità del materiale del soffietto
  • rischio di fatica del soffietto
  • condizione dello sfiato del cappello
  • accesso per l'ispezione
  • temperatura di servizio
  • rischio di corrosione o incrostazione

Il soffietto non deve essere trattato come una parte nascosta che non necessita mai di attenzione. In servizi difficili, la condizione del soffietto può diventare un fattore chiave di affidabilità.


Come la contropressione influisce sulle valvole di sicurezza pilotate

Una valvola di sicurezza pilotata utilizza una valvola pilota e la pressione di sistema per controllare l'apertura e la chiusura della valvola principale. A seconda del design, alcune valvole di sicurezza pilotate possono tollerare una contropressione maggiore rispetto alle valvole convenzionali a molla. Tuttavia, ciò non significa che ogni valvola pilotata sia adatta a qualsiasi servizio con alta contropressione.

La revisione della contropressione per una valvola di sicurezza pilotata dovrebbe includere la valvola principale, il circuito pilota, la linea di rilevamento, il sistema di pressione della cupola e il percorso di scarico pilota. I dati di contropressione ammissibile del produttore devono essere verificati per il design effettivo.

ISO 4126-4 è la direttiva ISO pertinente per le valvole di sicurezza pilotate. I limiti effettivi di contropressione devono comunque essere confermati dai dati certificati del produttore, dalle specifiche di progetto e dalle condizioni di servizio.

Un errore comune è scegliere una valvola pilotata solo perché il sistema presenta un'alta contropressione. Se il gas è sporco, umido, appiccicoso, ceroso, cristallizzante o contiene particelle, il circuito pilota può diventare instabile o bloccato. Se lo scarico pilota è influenzato dalla pressione di uscita, il comportamento di chiusura può anche cambiare a seconda del design.

In un servizio con gas ad alta pressione, è stata selezionata una valvola di sicurezza pilotata per la tenuta stagna e l'elevata tolleranza alla contropressione. Durante il funzionamento, la valvola è diventata instabile. La causa principale non era solo la contropressione. Il gas trasportava goccioline di liquido e particelle fini, contaminando la linea di rilevamento pilota. Anche la pressione dell'header di flare variava durante il funzionamento dell'impianto. La correzione ha incluso il controllo della linea pilota, l'aggiunta di filtrazione o drenaggio appropriati dove idonei, la revisione delle condizioni di scarico pilota e la conferma della contropressione ammissibile con il produttore.

La prevenzione è semplice: non selezionare una valvola di sicurezza pilotata solo con le parole “alta contropressione”. Rivedere insieme la pulizia del fluido, il design del circuito pilota, il layout della linea di rilevamento, il percorso di scarico, l'accesso alla manutenzione e i limiti del produttore.


Contropressione e capacità della valvola di sicurezza

La contropressione può influire sulla capacità effettiva di sfioro di una valvola di sicurezza. La capacità certificata si basa su specifiche condizioni di prova o certificazione, mentre le prestazioni installate dipendono dalle condizioni effettive di ingresso e uscita nell'impianto.

Le valvole di sicurezza convenzionali, bilanciate a soffietto e pilotate non rispondono alla contropressione allo stesso modo. Se la contropressione effettiva supera il limite ammissibile dal produttore o la base di progettazione utilizzata per la selezione, l'ipotesi di capacità potrebbe non essere più valida.

La contropressione può ridurre le prestazioni installate:

  • limitando l'alzata della valvola
  • modifica della portata attraverso la valvola
  • aumento della resistenza in uscita
  • causare un movimento instabile del disco
  • modificare il comportamento di richiusura
  • invalidare la base di capacità originale

Un caso comune di espansione si verifica quando un impianto aggiunge nuovi dispositivi di scarico in un collettore di scarico esistente. Ogni valvola potrebbe essere stata selezionata correttamente se esaminata individualmente. Durante lo scarico simultaneo, tuttavia, la pressione del collettore può aumentare e creare una contropressione sovrapposta o accumulata superiore alle attese. Il risultato può essere una capacità installata ridotta o un funzionamento instabile della valvola.

La correzione non consiste solo nel ricontrollare la valvola. Il collettore di scarico, lo scenario di scarico simultaneo e il sistema di flare o sfiato devono essere esaminati come un sistema. La norma API 521 è pertinente in questi casi poiché fornisce indicazioni per i sistemi di scarico della pressione e di depressurizzazione dei vapori in impianti quali impianti petrolchimici, impianti a gas, terminali GNL e impianti di produzione di petrolio.

Per la capacità di scarico richiesta, la capacità certificata e la documentazione della capacità, leggi il nostro Guida al dimensionamento delle valvole di sicurezza e alla capacità di scarico certificata.


Contropressione, Chattering e Flutter

La contropressione è una delle diverse condizioni che possono contribuire al chattering e al flutter. In molti casi, la contropressione agisce insieme alla perdita di pressione in ingresso, al sovradimensionamento, alla pressione di processo instabile o a una disposizione inadeguata della tubazione di scarico.

Safety valve chatter caused by built-up back pressure in discharge header
La resistenza in uscita e la pressione del collettore possono retroagire sull'instabilità della valvola.

Cos'è il Chattering?

Chatter è l'apertura e la chiusura rapida del disco valvola. Può causare impatti ripetuti del disco sulla sede. Ciò può danneggiare le superfici di tenuta, la guida e la molla, e può trasformare un problema idraulico o di tubazione in un guasto meccanico.

Il chatter può essere causato da:

  • eccessiva perdita di pressione in ingresso
  • eccessiva contropressione accumulata
  • pressione di collettore instabile
  • valvola sovradimensionata
  • condizioni di processo instabili
  • layout errato della tubazione di scarico
  • disposizione errata dello scarico

Cos'è il Flutter?

Flutter è un movimento di alzata instabile senza necessariamente una chiusura completa. Il disco può oscillare durante lo scarico. Può sembrare meno grave del chatter, ma può comunque danneggiare guide, superfici di tenuta e componenti interni nel tempo.

Il flutter spesso indica condizioni di flusso instabili, fluttuazioni della pressione di uscita o una valvola che opera al di fuori del suo intervallo di alzata stabile.

Perché la contropressione causa instabilità

La contropressione può ripercuotersi sull'instabilità della valvola. Quando la pressione di uscita aumenta e diminuisce durante lo scarico, la forza che agisce sul disco cambia. Ciò può influenzare l'alzata, il flusso e il comportamento di richiusura. In un collettore comune, le onde di pressione o lo scarico simultaneo possono peggiorare questo effetto.

Un caso sul campo ha coinvolto una valvola di sicurezza che produceva un forte rumore di vibrazione durante lo scarico. Dopo la manutenzione, la sede presentava segni di impatto. La causa principale non era un semplice difetto della sede. Erano presenti sia la contropressione accumulata che la perdita di pressione in ingresso. Il disco si muoveva ripetutamente verso e lontano dalla sede durante lo scarico. La correzione ha richiesto la revisione sia della tubazione di ingresso che di uscita, non solo la lappatura della sede.

Per termini di pressione come pressione di taratura, blowdown e pressione di richiusura, leggi il nostro Pressione di Taratura, Sovrapressione e Blowdown delle Valvole di Sicurezza Spiegati.


Tubazioni di Uscita, Silenziatori e Collettori Comuni

Il sistema di uscita della valvola di sicurezza non deve essere trattato come una semplice connessione di scarico. Le tubazioni di uscita, i silenziatori e i collettori possono creare contropressione e carichi meccanici che influenzano direttamente le prestazioni della valvola.

Lunghe Linee di Uscita

Le lunghe linee di uscita aumentano la resistenza. Più lunga è la tubazione e maggiore è il flusso di scarico, maggiore è la probabilità che il sistema generi contropressione accumulata. Le linee lunghe possono anche aumentare le vibrazioni, i problemi acustici e la forza di reazione allo scarico.

La tubazione di uscita deve essere revisionata per dimensioni, lunghezza, raccordi, supporto, espansione termica e direzione di scarico sicura. Una tubazione di scarico che appare meccanicamente accettabile può comunque creare un'eccessiva perdita di pressione durante lo scarico.

Silenziatori e Mufflers

I silenziatori sono spesso aggiunti per ridurre il rumore di scarico, specialmente nei servizi a vapore, aria e gas. Possono essere utili, ma aggiungono anche una perdita di carico.

Un errore comune è aggiungere un silenziatore dopo che la valvola di sicurezza è già stata selezionata. La valvola potrebbe essere stata selezionata per scarico atmosferico, ma il silenziatore aumenta la resistenza in uscita. La contropressione accumulata deve essere ricalcolata prima che il silenziatore venga accettato.

Per il servizio a vapore, anche il silenziatore e il tubo di scarico devono essere controllati per il drenaggio. L'accumulo di condensa può causare corrosione, colpi d'ariete o comportamenti di scarico instabili.

Collettori di scarico comuni

Un collettore di scarico comune può creare una contropressione variabile. Questo è particolarmente importante quando più valvole di sicurezza potrebbero scaricare contemporaneamente o quando il collettore si collega a un sistema di flare o di sfiato chiuso.

Il collettore deve essere verificato per:

  • pressione normale del collettore
  • pressione massima prevista del collettore
  • scenari di scarico simultaneo
  • onde di pressione o pulsazioni
  • capacità del sistema di flare o di sfiato
  • accumulo di liquidi
  • corrosione o incrostazione
  • modifiche di manutenzione

Trattare un collettore comune come scarico atmosferico è un errore grave. Un collettore ha un proprio comportamento di pressione, e tale comportamento può cambiare durante un evento di sfioro.

Per controlli di installazione in ingresso e uscita, leggere la nostra Guida all'installazione delle valvole di sicurezza.


Come valutare la contropressione prima dell'acquisto di una valvola di sicurezza

La contropressione deve essere valutata prima dell'acquisto della valvola, non dopo l'installazione. Un fornitore non può confermare l'idoneità basandosi solo sulla dimensione dell'ingresso, la dimensione dell'uscita e la pressione di taratura. Le condizioni del sistema di scarico devono essere descritte chiaramente.

Dati di processo da fornire

Come minimo, fornire i seguenti dati durante la richiesta di preventivo o la revisione tecnica:

  • attrezzatura protetta
  • mezzo e stato del fluido
  • pressione di taratura
  • pressione di sfioro
  • capacità di scarico richiesta
  • preferenza del tipo di valvola, se presente
  • destinazione di scarico
  • dimensione e lunghezza del tubo di scarico
  • numero di curve, riduttori e raccordi
  • dettagli silenziatore, marmitta o tubo di scarico
  • contropressione sovrapposta
  • contropressione di accumulo stimata
  • scenario di scarico simultaneo
  • pressione del flare o dell'header
  • requisito di contropressione ammissibile, se specificato

Domande da porre al fornitore

Domande utili al fornitore includono:

  • Qual è la contropressione ammissibile per questo tipo di valvola?
  • La contropressione è costante o variabile?
  • La capacità quotata rimane valida alla nostra contropressione?
  • È richiesto un design bilanciato a soffietto o pilotato?
  • Cosa succede se il soffietto si guasta?
  • La ventilazione del cappello deve rimanere aperta?
  • Lo scarico del pilota è influenzato dalla pressione di uscita?
  • Quali limiti di tubazione di scarico si applicano a questa valvola?
  • Quali requisiti di orientamento di installazione o drenaggio si applicano?
  • Quali controlli di manutenzione sono richiesti per il circuito del soffietto o del pilota?

Documenti da richiedere

La revisione tecnica dovrebbe includere:

  • scheda tecnica valvola
  • dati di capacità certificati
  • dati sulla contropressione ammissibile
  • base di correzione della contropressione, se applicabile
  • disegno generale
  • Manuale di installazione
  • dati sul materiale del soffietto, se applicabile
  • dettagli circuito pilota, se applicabile
  • Istruzioni di manutenzione
  • certificato di collaudo

Se questi documenti non mostrano come si comporta la valvola nelle condizioni di contropressione specificate, la selezione non è completa. Per una revisione più ampia dell'acquisto, vedere il nostro Lista di controllo per l'acquisto di valvole di sicurezza per ingegneri e acquirenti.


Errori comuni sulla contropressione

I problemi di contropressione sono spesso creati da piccole modifiche al progetto che non sembrano importanti durante la costruzione o l'approvvigionamento. I seguenti errori sono comuni nelle revisioni sul campo.

Ignorare la contropressione autogenerata

La contropressione autogenerata può essere bassa durante un piccolo flusso di prova ma alta durante lo sfioro completo. Dovrebbe essere calcolata o confermata per il carico di sfioro effettivo e il sistema di scarico.

Trattare un collettore comune come scarico atmosferico

Un collettore comune non è la stessa cosa di uno scarico atmosferico. La pressione del collettore può aumentare durante lo sfioro, specialmente quando più valvole scaricano contemporaneamente.

Aggiungere un silenziatore dopo la selezione della valvola

Un silenziatore può aumentare la resistenza allo scarico. Se viene aggiunto dopo la selezione della valvola, la contropressione autogenerata e la forza di reazione devono essere nuovamente verificate.

Utilizzo di valvole a molla convenzionali in servizio con contropressione variabile

Le valvole convenzionali a molla possono diventare instabili o perdere prestazioni in presenza di contropressione variabile. Possono essere considerate progettazioni bilanciate a soffietto o pilotate, ma solo entro i limiti del produttore.

Blocco dello sfiato del cappello su una valvola bilanciata a soffietto

Lo sfiato del cappello è fondamentale per molti design bilanciati a soffietto. Bloccarlo può causare un comportamento della valvola diverso da quello previsto e può nascondere un guasto del soffietto.

Presupporre che le valvole pilotate risolvano sempre i problemi di contropressione

Le valvole pilotate possono essere adatte per alcuni servizi con contropressione, ma hanno comunque dei limiti. È necessario verificare la pulizia del fluido, il percorso della linea pilota, il percorso di scarico, l'accesso per la manutenzione e i dati del produttore.

Non revisionare la contropressione dopo modifiche all'impianto

Modifiche alla tubazione di scarico, estensioni dell'header, modifiche al sistema di flare, silenziatori aggiunti o dispositivi di sfioro aggiuntivi possono tutti modificare la contropressione. Qualsiasi di queste modifiche dovrebbe innescare una revisione della contropressione della valvola di sicurezza.


Esempio di ingegneria: Modifica dell'header di scarico ha causato il chatter della valvola di sicurezza

Una valvola di sicurezza a molla ha superato i test in officina e si è aperta alla corretta pressione di taratura. Dopo una modifica all'impianto, la valvola ha manifestato vibrazioni (chatter) durante lo scarico. La prima reazione è stata di sospettare una molla debole o una riparazione inadeguata della sede.

La revisione sul campo ha mostrato una causa principale diversa. La linea di scarico era stata estesa e collegata a un header di scarico comune. Durante lo sfioro, la contropressione accumulata è aumentata oltre le ipotesi di selezione originali. La valvola stessa non era difettosa; la condizione di contropressione installata era cambiata.

La correzione è stata ricalcolare la resistenza del sistema di scarico, rivedere i casi di sfioro simultaneo e modificare la disposizione della tubazione di scarico. In alcune posizioni, è stata considerata una valvola bilanciata a soffietto perché la pressione dell'header era variabile. L'impianto ha anche aggiornato la sua checklist di gestione delle modifiche in modo che le modifiche alla tubazione di scarico inneschino una revisione dello sfioro di pressione prima che la valvola venga rimessa in servizio.

La lezione è semplice: un test in officina conferma la valvola nelle condizioni di test. Non conferma che un header di scarico modificato manterrà la valvola stabile in servizio.


Safety valve back pressure review checklist for outlet piping header silencer and valve type
La contropressione deve essere verificata prima dell'acquisto, dell'installazione o della modifica del sistema di scarico.

Checklist per la verifica della contropressione

La seguente checklist può essere utilizzata durante la selezione della valvola di sicurezza, la modifica dell'impianto, la risoluzione dei problemi o la revisione degli acquisti.

Elemento di controlloPerché è ImportanteConfermato
Destinazione di scarico identificataAtmosfera, collettore, flare e sistemi di sfiato chiusi si comportano diversamente
Contropressione sovrapposta verificataInfluenza il comportamento di apertura e il bilanciamento delle forze
Contropressione indotta calcolataInfluenza alzata, capacità e stabilità
Dimensioni e lunghezza del tubo di scarico verificateDetermina la resistenza di uscita
Gomiti, raccordi e riduttori verificatiAggiunta di caduta di pressione e turbolenza
Caduta di pressione del silenziatore o del moderatore verificataPuò aumentare la contropressione accumulata
Pressione del collettore comune rivistaPuò creare contropressione variabile
Casi di scarico simultanei esaminatiValvole multiple possono aumentare la pressione del collettore
Idoneità del tipo di valvola confermataI design convenzionali, a soffietto e pilotati rispondono diversamente
Contropressione massima ammissibile dal produttore verificataDefinisce il limite di selezione
Condizione di sfiato del cappello / scarico pilota verificataCritico per design bilanciati a soffietto e pilotati
Cronologia di vibrazioni o chatter esaminataIndica instabilità installata

Per la checklist completa sulla selezione delle valvole di sicurezza, inclusi pressione di taratura, capacità, materiali, tipo di valvola e documentazione, leggi la nostra Guida alla selezione delle valvole di sicurezza.

Guide tecniche correlate sulle valvole di sicurezza:


FAQ sulla Contropressione e le Valvole di Sicurezza

Cos'è la contropressione in una valvola di sicurezza?

La contropressione è la pressione sul lato di scarico di una valvola di sicurezza. Può esistere prima che la valvola si apra, oppure può essere generata dopo che la valvola si è aperta e il flusso di scarico attraversa il sistema di scarico.

Qual è la differenza tra contropressione sovrapposta e contropressione indotta?

La contropressione sovrapposta esiste all'uscita della valvola prima che questa si apra. La contropressione accumulata viene creata dopo che la valvola si è aperta e il flusso attraversa la tubazione di scarico, il silenziatore, l'header o il sistema di flare.

Come influisce la contropressione su una valvola di sicurezza convenzionale a molla?

La contropressione può alterare l'equilibrio delle forze sul disco, l'alzata della valvola, la capacità effettiva, lo sfioro (blowdown) e il comportamento di richiusura in una valvola di sicurezza convenzionale a molla. Una contropressione accumulata eccessiva può anche causare vibrazioni o flutter.

Quando si dovrebbe utilizzare una valvola di sicurezza bilanciata a soffietto?

Una valvola di sicurezza bilanciata a soffietto può essere considerata quando una valvola convenzionale a molla sarebbe troppo sensibile a una contropressione costante o variabile. Devono comunque essere verificati il soffietto, lo sfiato del cappello, la compatibilità dei materiali e i limiti ammissibili dal produttore.

Le valvole di sicurezza pilotate possono gestire la contropressione?

Alcune valvole di sicurezza pilotate possono gestire una contropressione più elevata, a seconda del design. La linea pilota, il percorso di rilevamento, il sistema a cupola, lo scarico pilota, la pulizia del fluido e i limiti del produttore devono essere esaminati prima della selezione.

Perché una valvola di sicurezza vibra dopo l'installazione?

Una valvola di sicurezza può vibrare dopo l'installazione a causa di contropressione accumulata, perdita di pressione eccessiva in ingresso, sovradimensionamento, pressione di processo instabile, pressione comune dell'header o resistenza della tubazione di scarico. La valvola potrebbe comunque superare un test al banco perché il sistema di scarico installato non è rappresentato durante il test.

Posso aggiungere un silenziatore alla linea di scarico di una valvola di sicurezza?

Un silenziatore può essere aggiunto solo dopo aver esaminato la sua caduta di pressione, la contropressione accumulata, la forza di reazione e i limiti del produttore. L'aggiunta di un silenziatore dopo la selezione della valvola, senza una revisione della contropressione, può rendere instabile la valvola installata.

La contropressione deve essere verificata dopo la modifica della tubazione di scarico?

Sì. Qualsiasi modifica alla tubazione di scarico, agli header di scarico, ai sistemi di flare, ai silenziatori, ai mufflers o alla destinazione di scarico può modificare la contropressione. La base di selezione della valvola di sicurezza deve essere rivista prima che la valvola venga rimessa in servizio.

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