Una valvola di sicurezza può sostituire una valvola di sfioro? Rischi e controlli prima della sostituzione

Una valvola di sicurezza non deve essere considerata un sostituto diretto di una valvola di sfioro, e una valvola di sfioro non deve essere considerata un sostituto diretto di una valvola di sicurezza, semplicemente perché le loro dimensioni di connessione, classi di pressione, materiali del corpo o pressioni di taratura appaiono simili. Una sostituzione può essere tecnicamente accettabile solo dopo che il ricambio proposto è stato verificato per l'attrezzatura effettivamente protetta, lo scenario di sovrapressione governante, il fluido e la fase di sfioro, la caratteristica di apertura, la capacità di sfioro richiesta, la capacità certificata o accettata dal progetto, la contropressione, i materiali, l'installazione, il collaudo e il percorso normativo applicabile.

Nell'uso comune API e nell'industria di processo, una valvola di sicurezza è generalmente associata a un'apertura rapida o a scatto in servizio con vapore, gas, aria o vapori. Una valvola di sfioro è generalmente associata a un'apertura progressiva o proporzionale in servizio con liquidi. Questa distinzione è utile, ma non è una regola di denominazione globale assoluta. La terminologia ISO e alcune famiglie di prodotti di produttori utilizzano “valvola di sicurezza” in modo più ampio, includendo prodotti destinati a fluidi diversi. Il design effettivo del prodotto, la certificazione della capacità, la base di collaudo e i dati applicativi devono quindi controllare la decisione di sostituzione.

La domanda più importante non è se la nuova valvola si adatti fisicamente. La domanda importante è se fornisca una funzione di protezione dalla pressione equivalente o migliore nelle reali condizioni di sfioro. Una sostituzione uno a uno senza tale revisione può comportare vibrazioni, colpi d'ariete, richiusura inadeguata, perdite dalla sede, capacità insufficiente, alzata instabile, contropressione eccessiva, prestazioni inadeguate dei materiali, ispezione fallita o costose rilavorazioni sul campo.

• Una sostituzione errata può creare alzata instabile, flutter, vibrazioni o cicli ripetuti.
• La perdita dalla sede dopo l'operazione può derivare da un comportamento di apertura inadeguato, blowdown, contropressione, materiali o installazione, non solo da una finitura scadente della sede.
• La capacità richiesta e certificata può cambiare anche quando le dimensioni di ingresso e uscita rimangono identiche.
• Una valvola può superare il collaudo di pressione di taratura a banco e tuttavia funzionare male nel sistema installato.
• Una sostituzione può essere meccanicamente intercambiabile ma tecnicamente o legalmente inaccettabile.
• I termini PSV, PRV, valvola di sicurezza, valvola di sfioro e valvola di sicurezza-sfioro non devono essere utilizzati come sostituti di una definizione completa del servizio.

Questa pagina affronta una domanda pratica che ingegneri, acquirenti, ispettori e team di manutenzione si trovano spesso ad affrontare durante fermate, riparazioni, retrofitting e approvvigionamenti: un tipo di valvola può sostituirne un altro senza creare un nuovo rischio di protezione dalla pressione? Per un confronto terminologico più ampio, vedere Valvola di sfioro vs Valvola di sicurezza vs Valvola di sicurezza vs Valvola di sfioro.

Quando la sostituzione crea rischi

Perché uno scambio di valvole uno a uno è spesso insicuro

Una sostituzione "uno a uno" diventa insicura quando la revisione si ferma alla dimensione della valvola, alla classe della flangia, alla pressione di taratura, al materiale del corpo o all'aspetto del modello.
Questi elementi confermano solo una parte del requisito. Non dimostrano che la valvola di sostituzione abbia l'orifizio effettivo corretto, la capacità certificata, l'approvazione per il servizio fluidi, la caratteristica di apertura, il blowdown, il design del sedile, la capacità di contropressione, il campo di temperatura o la marcatura secondo le norme.

Nella terminologia comune dell'industria di processo, una valvola di sicurezza ad apertura rapida e una valvola di sfioro per liquidi ad apertura proporzionale svolgono funzioni diverse durante le prime fasi di alzata. Un fluido comprimibile si espande mentre la pressione scende attraverso l'ugello e può generare le forze di flusso aggiuntive utilizzate per produrre l'azione di "pop". Un liquido generalmente richiede una risposta più progressiva, sebbene i servizi con vaporizzazione e bifase richiedano un'analisi separata.

La decisione di sostituzione può modificare tutti i seguenti aspetti:

• Azione di apertura: Se l'alzata si sviluppa rapidamente o progressivamente dopo aver raggiunto la condizione di taratura.
• Capacità di sfioro richiesta: La portata che deve essere scaricata durante lo scenario di sovrapressione dominante.
• Capacità certificata: La capacità documentata e supportata per la valvola selezionata, l'orifizio, il fluido, la pressione, la temperatura e la configurazione.
• Blowdown e richiusura: L'intervallo di pressione tra l'apertura e la richiusura e la probabilità di una chiusura stabile dopo lo sfioro.
• Risposta alla contropressione: Come la pressione di uscita influisce sulla forza di apertura, sull'alzata, sulla capacità e sulla richiusura.
• Tenuta del sede: Se la perdita dopo l'assemblaggio o la riparazione soddisfa il metodo di accettazione specificato.
• Comportamento all'installazione: Se la perdita in ingresso, la resistenza in uscita, le forze di reazione, il drenaggio e l'orientamento di montaggio rimangono accettabili.
• Accettazione del codice: Se la sostituzione soddisfa ancora la base di costruzione, certificazione, ispezione e riparazione dell'apparecchiatura protetta.

Nota tecnica: L'abbinamento delle flange e della classe di pressione stabilisce solo la compatibilità fisica. Non stabilisce l'equivalenza funzionale, di capacità, di materiale, di installazione o di codice.

Scenario ingegneristico composito: Un team di manutenzione ha installato una valvola di scorta del magazzino su uno skid di pompaggio liquido perché aveva lo stesso ingresso NPS, uscita, classe di flangia e pressione di taratura della valvola rimossa. Durante la messa in servizio, la valvola di ricambio si è aperta bruscamente, la linea di scarico ha vibrato e la valvola è entrata in ciclo ripetutamente prima di sviluppare perdite dalla sede. La revisione ha mostrato che la valvola di scorta era configurata e documentata per servizio con fluidi comprimibili anziché per il compito di sfioro del liquido del pacco. La correzione è stata ricalcolare il caso di scarico bloccato, selezionare una valvola di sfioro proporzionale certificata per liquidi e rivedere la contropressione di uscita e la pressione della linea di ritorno.

Situazioni tipiche in cui gli utenti tentano la sostituzione

La maggior parte delle richieste di sostituzione sono create da pressioni di programma, scorte non disponibili, modelli obsoleti, terminologia di impianto poco chiara o scorciatoie di approvvigionamento, non da una nuova revisione del sistema di sfioro.

• Uno spegnimento di emergenza richiede una sostituzione prima che il modello originale possa essere consegnato.
• Un acquirente trova un'altra valvola con le stesse dimensioni, pressione di taratura e classe di flangia.
• Il produttore o modello originale è obsoleto.
• Un'etichetta di impianto definisce ogni dispositivo come PSV, anche se alcuni proteggono gas e altri liquidi.
• Un retrofit mantiene l'ugello originale ma cambia il fluido, la portata, lo scenario di sfioro o l'header di scarico.
• Un'officina di manutenzione desidera utilizzare una molla, un disco o un trim disponibile da un altro modello.
• Un miglioramento del processo (debottlenecking) aumenta il carico di sfioro richiesto senza modificare le dimensioni di connessione.
• Un nuovo collegamento a un flare o a un header di scarico modifica la contropressione sovrapposta o accumulata.
• La vecchia scheda tecnica è mancante e la sostituzione viene selezionata dalla targhetta o da una fotografia.

Queste situazioni non proibiscono automaticamente la sostituzione, ma implicano che la valvola proposta debba essere trattata come una modifica ingegneristica. La targhetta esistente può fornire dati utili di identificazione, ma non prova che la valvola originale sia stata selezionata correttamente per il processo attuale o che le condizioni di processo siano rimaste invariate.

Una revisione di sostituzione difendibile dovrebbe chiedere se l'apparecchiatura protetta, la MAWP, la disposizione della pressione di taratura, lo scenario di sfioro, la capacità richiesta, la fase del fluido, la temperatura, la contropressione, la tubazione di ingresso, la tubazione di scarico, i materiali e lo standard applicabile rimangono gli stessi. Qualsiasi differenza irrisolta può invalidare l'assunzione di intercambiabilità.

Perché le valvole di sicurezza e le valvole di sfioro non sono sostituzioni dirette

Fluido di servizio e comportamento di apertura

Il primo confine di sostituzione è il fluido di sfioro e la sua fase alla valvola, non semplicemente la descrizione del processo normale.
Vapore, gas, vapori, liquidi, liquidi in flash e flusso bifase creano diverse condizioni di densità, comprimibilità, velocità, forza, rumore, reazione e stabilità all'apertura della valvola.

Una valvola di sicurezza utilizza comunemente la geometria del disco e della camera di accumulo per produrre un'apertura rapida in servizi con fluidi comprimibili. Una valvola di sfioro proporzionale per liquidi generalmente aumenta l'alzata all'aumentare della pressione sopra la regione di apertura. Nessuno dei due comportamenti deve essere dato per scontato dal solo nome della valvola. Il prodotto selezionato deve avere il trim corretto, la base di prova e la capacità documentata per il fluido effettivo.

L'affermazione “le valvole di sicurezza sono per gas e le valvole di sfioro sono per liquidi” dovrebbe quindi essere trattata come un punto di partenza comune nell'industria API e di processo, non come una definizione universale. La norma ISO 4126-1 si applica ai prodotti delle valvole di sicurezza indipendentemente dal fluido. La documentazione effettiva del prodotto e lo standard di applicazione devono decidere se una valvola specifica è adatta.

Scenario ingegneristico composito: Una valvola di sfioro di processo generica è stata proposta come sostituzione di una valvola di sicurezza per caldaia perché le dimensioni di connessione e la pressione di taratura corrispondevano. L'ingegneria ha rifiutato la sostituzione perché la sostituzione non possedeva la certificazione richiesta per le valvole di sicurezza per caldaia o la capacità di vapore documentata e non aveva la disposizione approvata per lo scarico e il dispositivo di sollevamento. Il problema non era l'adattamento fisico; era l'assenza di prove che la valvola potesse funzionare ed essere accettata secondo il percorso del codice della caldaia.

Capacità, Blowdown e Richiusura Possono Cambiare

Una sostituzione con la stessa pressione di taratura può comunque fornire un diverso orifizio effettivo, capacità certificata, curva di apertura, blowdown e pressione di richiusura.
La pressione di taratura conferma quando inizia la risposta di apertura specificata secondo la procedura di prova applicabile. Non dimostra quanta fluidità la valvola può passare o se la valvola rimarrà stabile in servizio.

• Pressione di taratura influenza quando inizia l'apertura protettiva.
• Sovrapressione è l'aumento di pressione sopra la pressione di taratura mentre la valvola sta sfiorando.
• Accumulo è l'aumento di pressione sopra la MAWP dell'apparecchiatura protetta o un altro limite di pressione consentito durante l'evento.
• Capacità di sfioro richiesta è la domanda di flusso determinata dallo scenario di sfioro dominante.
• Capacità certificata o accettata dal progetto è la prestazione di flusso documentata della valvola e della configurazione selezionate.
• Area dell'orifizio effettivo influenza la capacità di flusso nominale e non può essere dedotta dalla sola flangia di ingresso.
• Stacco (Blowdown) influenza l'intervallo di pressione tra l'apertura e la richiusura.
• Tenuta del sede influenza le perdite in condizioni normali ma non garantisce una capacità di sfioro adeguata.

La capacità di sfioro richiesta deve essere confrontata con la capacità documentata della sostituzione proposta. Una valvola che si apre ma non riesce a gestire il carico richiesto può consentire alla pressione protetta di continuare a salire oltre l'accumulo consentito. Al contrario, un orifizio inutilmente grande può contribuire al chatter se il carico di sfioro effettivo non può sostenere un'alzata stabile.

Per un limite di capacità dettagliato, consultare perché la capacità di sfioro certificata è più importante della dimensione della connessione e la Guida al dimensionamento e alla capacità certificata delle valvole di sicurezza.

Scenario ingegneristico composito: Un'unità di processo è stata ottimizzata, aumentando il flusso massimo a blocco in uscita. Durante il successivo fermo impianto, l'ufficio acquisti ha ordinato una sostituzione dimensionalmente identica basata sulla vecchia targhetta. La nuova valvola aveva la corretta pressione di taratura ma un orifizio effettivo documentato più piccolo rispetto alla configurazione originale e non poteva soddisfare il carico di sfioro richiesto rivisto. La correzione è stata quella di ripetere la revisione del dimensionamento e selezionare un orifizio certificato più grande piuttosto che approvare la stessa dimensione di connessione come prova di equivalenza.

Anche il comportamento di richiusura è importante. Una sostituzione con geometria interna o impostazioni di blowdown diverse potrebbe rimanere aperta più a lungo, chiudersi troppo presto, ciclare attorno al punto di taratura o perdere dopo il funzionamento. La pressione operativa vicina alla pressione di taratura, la contropressione variabile, i fluidi sporchi e le superfici di tenuta danneggiate possono amplificare queste differenze.

Effetti della contropressione e della tubazione non scompaiono durante la sostituzione

La revisione della sostituzione deve includere l'intero sistema di ingresso e uscita installato poiché i risultati dei test al banco non riproducono tutte le perdite di pressione e le forze delle tubazioni sul campo.
Un corretto test di pressione di taratura conferma la regolazione della valvola in condizioni definite. Non dimostra che il ramo di aspirazione installato sia non restrittivo, che la pressione del collettore di scarico sia accettabile o che la tubazione sia correttamente supportata.

Un'aspirazione restrittiva può causare una caduta di pressione all'ugello della valvola dopo l'alzata, anche mentre il recipiente protetto rimane al di sopra della pressione richiesta. La valvola può quindi chiudersi, la pressione si ricostruisce e il ciclo di apertura si ripete. Questo è un meccanismo comune dietro il chatter (vibrazione).

La pressione di uscita può essere suddivisa in:

• Contropressione sovrapposta: Pressione presente all'uscita della valvola prima che si apra.
• Contropressione generata: Pressione generata dal flusso di scarico attraverso l'uscita della valvola, la tubazione di scarico, il silenziatore, il collettore comune, lo sfiato o il sistema di flare.

La contropressione può influenzare la forza di apertura, l'alzata, la capacità effettiva, lo sfogo (blowdown) e la richiusura. I design convenzionali a molla, bilanciati a soffietto e pilotati non hanno un comportamento identico alla contropressione. La sostituzione di una valvola bilanciata con una convenzionale, o la modifica della configurazione del pilota, richiede dati di prestazione supportati dal produttore e un calcolo aggiornato del sistema di scarico.

Scenario ingegneristico composito: Una valvola di ricambio convenzionale ha superato i test di pressione di taratura e di tenuta, ma ha manifestato chatter dopo che un impianto ha collegato dispositivi di scarico aggiuntivi allo stesso collettore di flare. Inizialmente la colpa è stata attribuita alla valvola di ricambio. La revisione ha mostrato che il collettore modificato generava una contropressione più elevata durante lo scarico simultaneo. L'azione correttiva è stata ricalcolare la condizione del collettore di flare, rivedere l'inviluppo di contropressione della valvola e selezionare una configurazione bilanciata o pilotata adatta, piuttosto che regolare ripetutamente la molla.

Per la revisione a livello di sistema, utilizzare guida tecnica su contropressione e soffietto, , guida alla valvola di sicurezza bilanciata per contropressione, e la guida all'installazione delle valvole di sicurezza.

Cosa verificare prima di qualsiasi sostituzione

Verifiche ingegneristiche minime prima dell'approvazione

Qualsiasi sostituzione deve essere trattata come una nuova revisione della selezione della valvola, a meno che non esista già un'intercambiabilità documentata per i modelli esatti, le parti interne, la certificazione e il servizio.
I seguenti controlli stabiliscono se la sostituzione fornisce un'equivalenza funzionale piuttosto che una somiglianza dimensionale.

Una sostituzione non dovrebbe essere approvata finché la capacità richiesta, la fase di sfioro, la contropressione di uscita o la certificazione rimangono sconosciute. Le informazioni mancanti possono consentire un preventivo preliminare, ma non una selezione finale difendibile.

Per un flusso di lavoro di selezione completo, vedere il Guida alla selezione delle valvole di sicurezza. Per i limiti delle valvole a molla e pilotate, vedere valvole di sicurezza a molla vs pilotate.

Cosa dovrebbero confermare acquirenti e team di manutenzione

I team di approvvigionamento e manutenzione non devono eseguire il calcolo completo dello sfioro, ma devono impedire che i dati tecnici vengano ridotti a dimensioni, pressione di taratura e prezzo.

Prima di emettere un ordine di acquisto o installare la sostituzione, confermare:

• La scheda tecnica presentata identifica la stessa apparecchiatura protetta e lo scenario di sfioro.
• Il fluido, la composizione, la fase, la temperatura operativa e la temperatura di sfioro sono corretti.
• La pressione di taratura e il limite dell'apparecchiatura applicabile sono chiaramente separati.
• La capacità di sfioro richiesta è indicata con unità e base di calcolo.
• La capacità certificata o accettata della valvola offerta soddisfa il carico richiesto.
• L'orifizio selezionato è identificato; non è dedotto dalla connessione di ingresso.
• Il tipo di valvola e la caratteristica di apertura sono adatti al fluido.
• Sono state dichiarate la contropressione sovrapposta e quella accumulata.
• La tubazione di ingresso e di uscita rientra nella base di installazione accettata.
• Sono specificati i materiali del corpo, ugello, disco, guida, molla, soffietto, guarnizioni e sede.
• Sono indicati i requisiti di sede metallica o morbida e l'accettazione delle perdite.
• Sono identificati il codice applicabile, lo standard, l'edizione, la marcatura della targhetta e il percorso di certificazione.
• Saranno forniti i registri del collaudo di pressione di taratura e di tenuta della sede.
• Sono inclusi certificati dei materiali, registri di ispezione e documenti di capacità, ove richiesto.
• La valvola può essere installata, rimossa, collaudata e manutenuta in sicurezza.
• Qualsiasi regolazione sul campo, sostituzione di componenti o riparazione deve seguire una procedura approvata.
• La regolazione è bloccata, sigillata, documentata e tracciabile dopo la calibrazione.

Avviso per l'acquisto: La scorciatoia di sostituzione più comune è l'acquisto basato solo sulla dimensione della connessione, sulla classe di pressione e sulla pressione di taratura. Questi tre campi non dimostrano la capacità di sfioro, l'idoneità del fluido, le prestazioni in contropressione o l'equivalenza normativa.

Un controllo Scheda tecnica valvola di sicurezza per RFQ dovrebbe essere utilizzato ogni volta che il modello originale è obsoleto, le condizioni di processo sono cambiate o viene proposta una famiglia di valvole diversa.

I team di manutenzione dovrebbero anche confrontare la cronologia dei guasti della vecchia valvola con la nuova selezione. Perdite ripetute dalla sede, deriva della pressione di taratura, vibrazioni (chatter), bloccaggio della guida, corrosione o danni al soffietto possono indicare un problema di sistema che non verrà corretto installando un'altra valvola della stessa dimensione nominale.

Problemi comuni dopo una sostituzione errata

Vibrazioni, Cicli e Danni alla Sede

Il chatter è il contatto ripetuto ad alta ampiezza tra il disco e la sede, mentre il flutter descrive generalmente un movimento rapido a bassa ampiezza. Entrambi indicano un'interazione instabile tra la valvola e il sistema di pressione.
Una sostituzione può contribuire all'instabilità quando la sua caratteristica di apertura, l'orifizio, lo sfioro (blowdown), i requisiti di ingresso o i limiti di contropressione non corrispondono al servizio.

Cause tipiche includono:

• Una valvola ad apertura rapida utilizzata in un servizio liquido non idoneo.
• Un orifizio sovradimensionato che non riesce a mantenere un'alzata stabile al flusso effettivo.
• Perdita eccessiva di pressione in ingresso dopo che la valvola inizia lo sfioro.
• Contropressione variabile o eccessiva in uscita.
• Regolazione errata dello sfioro (blowdown).
• Flusso bifase, flash, pulsante o acusticamente instabile.
• Attrito della guida, depositi, corrosione, disallineamento o problemi della molla.
• Tubazioni di scarico pesanti e non supportate che applicano carico al corpo valvola.

Il chatter può danneggiare l'ugello, il disco, la guida, il mandrino, il gruppo molla, il soffietto, le tubazioni e l'ugello dell'apparecchiatura in un breve periodo. Aumentare la compressione della molla o lappare ripetutamente la sede non corregge un problema di perdita in ingresso, sovradimensionamento o contropressione.

Scarsa risettabilità e perdite anomale

La perdita dopo lo sfioro viene spesso attribuita alla sede, ma la causa principale potrebbe essere il margine operativo della valvola di ricambio, lo scarico (blowdown), la pressione di uscita, i materiali o l'installazione.
La valvola potrebbe aver superato un test di tenuta della sede prima dell'installazione e perdere comunque dopo un evento reale perché le condizioni di installazione danneggiano o contaminano le superfici di tenuta.

Cause comuni includono:

• La pressione operativa normale rimane troppo vicina alla pressione di taratura.
• Le pulsazioni di pressione causano ripetuti simering o micro-alzate.
• Il comportamento di scarico (blowdown) o di chiusura non è adatto al processo.
• La contropressione variabile impedisce una richiusura stabile.
• Detriti vengono trasportati nell'ugello e nella sede durante l'alzata.
• Il disco, la guida o il mandrino sono disallineati.
• Lo stress delle tubazioni o un orientamento di montaggio non approvato creano un carico laterale.
• I materiali dell'ugello e del disco non sono adatti per corrosione o erosione.
• Una sede morbida è incompatibile con la temperatura o la chimica del fluido.
• La regolazione di riparazione non è stata verificata o risigillata correttamente.

Il collaudo di tenuta del sedile e la verifica della capacità non devono essere confusi. La norma API 527 o un altro metodo approvato possono stabilire l'accettabilità delle perdite per le valvole applicabili, ma ciò non dimostra che la valvola abbia una capacità sufficiente o che il sistema di scarico sia accettabile. Vedere la Guida alla tenuta di sede API 527.

Scenario ingegneristico composito: Una valvola sostitutiva ha iniziato a perdere diverse settimane dopo l'installazione in servizio con condensa contenente cloruri. La nuova valvola aveva un corpo resistente alla corrosione, ma i materiali dell'ugello, del disco e della guida erano stati copiati da una taratura per servizio generale. La corrosione localizzata ha danneggiato il sedile e aumentato l'attrito della guida. L'azione correttiva è stata quella di specificare i materiali completi delle componenti bagnate e di guida, piuttosto che considerare il materiale del corpo come prova di compatibilità.

Per la selezione dei materiali a livello di componente, utilizzare la guida alla selezione dei materiali per valvole di sicurezza.

Mancata ispezione o non conformità al codice

Una sostituzione può sembrare funzionare correttamente ed essere comunque rifiutata perché la sua certificazione, le prove di capacità, la marcatura, i test o la storia delle riparazioni non corrispondono all'attrezzatura protetta.

Le non conformità tipiche includono:

• Utilizzo di una valvola di sfioro di processo generica in una posizione di caldaia che richiede un percorso applicabile per valvole di sicurezza per caldaia.
• Utilizzo di una valvola senza capacità documentata per il servizio specificato con vapore, gas o liquido.
• Installazione di un modello con la corretta pressione di taratura ma con l'orifizio effettivo errato.
• Accettazione di “conforme ASME” senza confermare la marcatura richiesta dal codice o l'ambito della certificazione.
• Utilizzo dell'edizione errata dello standard o di una sostituzione di materiale non supportata.
• Sostituzione di una molla, ugello, disco o anello di regolazione senza l'intercambiabilità approvata dal produttore.
• Esecuzione di riparazioni o regolazioni senza i controlli richiesti dal sistema di qualità.
• Mancata esecuzione o documentazione dei test di pressione di taratura e tenuta del sedile dopo la riparazione.
• Rimontaggio della valvola in servizio senza bloccare o sigillare la regolazione.
• Installazione della valvola in modo diverso dall'assetto utilizzato per l'approvazione.

Ove il proprietario, la giurisdizione o il percorso NBIC richiedano un'autorizzazione riconosciuta per la riparazione di valvole di sicurezza, l'ambito VR dell'organizzazione di riparazione deve essere confermato prima che la valvola venga rimessa in servizio.

Quando una sostituzione può essere considerata

Condizioni che devono essere soddisfatte prima che gli ingegneri approvino la sostituzione

Una sostituzione può essere approvata quando una revisione ingegneristica dimostra che la valvola proposta fornisce una funzione di protezione della pressione accettabile per il servizio effettivo.
Ciò non significa che le valvole di sicurezza e le valvole di sfioro siano generalmente intercambiabili. Significa che il modello specifico proposto, la configurazione e l'installazione sono stati rivalutati.

Come minimo, tutte le seguenti condizioni devono essere vere:

1. L'apparecchiatura protetta e il relativo limite di pressione sono chiaramente identificati.
2. Lo scenario di sfioro di governo è stato confermato o ricalcolato.
3. Il fluido di sfioro, la sua composizione, fase e temperatura sono noti.
4. La valvola proposta è progettata e documentata per il servizio con il fluido effettivo.
5. La pressione di taratura soddisfa il codice applicabile e il limite dell'apparecchiatura.
6. La sovrapressione o l'accumulo ammissibile rimangono validi.
7. La capacità di sfioro richiesta è stata ricalcolata o confermata.
8. La capacità certificata o accettata dal progetto della valvola proposta soddisfa o supera il carico richiesto.
9. L'orifizio effettivo selezionato è idoneo e non è inutilmente sovradimensionato.
10. La caratteristica di apertura è appropriata per il servizio.
11. Il margine operativo, lo sfioro (blowdown) e il comportamento di richiusura sono accettabili.
12. La contropressione (back pressure) sovrapposta e quella accumulata rientrano nell'inviluppo di prestazione supportato.
13. La perdita di carico in ingresso e la resistenza in uscita sono state verificate alla portata di sfioro.
14. I materiali del corpo, ugello, disco, guida, stelo, molla, soffietto, guarnizione e sede sono compatibili.
15. La classificazione pressione-temperatura è idonea alle condizioni di sfioro.
16. L'orientamento di montaggio, il supporto, lo scarico, la ventilazione e la posizione di scarico sono accettabili.
17. Il codice di costruzione applicabile, lo standard di prodotto, la targhetta e i requisiti di certificazione sono soddisfatti.
18. Saranno forniti i documenti richiesti relativi alla pressione di taratura, tenuta del sedile, materiale, ispezione e capacità.
19. Il percorso di manutenzione e riparazione è disponibile per il nuovo progetto.
20. La sostituzione è stata documentata e approvata tramite il processo di gestione delle modifiche del progetto o un processo equivalente.

Conclusione pratica: Una sostituzione è giustificata da un'equivalenza ingegneristica dimostrata e da un'accettazione documentata, non da una somiglianza visiva, dalla disponibilità a magazzino o dal fatto che le flange siano allineate.

Gli standard pertinenti e i loro ruoli dovrebbero anche essere separati correttamente:

L'edizione standard acquistata, le normative locali, il codice delle apparecchiature protette, i dati del produttore e i requisiti del proprietario rimangono determinanti. Il file di sostituzione dovrebbe identificare la base esatta piuttosto che indicare solo “conforme ASME”, “conforme API” o “conforme ISO”.”

Quindi, una valvola di sicurezza può sostituire una valvola di sfioro, o una valvola di sfioro può sostituire una valvola di sicurezza? Non come una sostituzione automatica uno a uno. Una sostituzione specifica può essere considerata solo dopo che la funzione completa di protezione dalla pressione è stata verificata e la valvola proposta ha dimostrato un comportamento di apertura, capacità, limiti di pressione, prestazioni di contropressione, materiali, installazione, collaudo, certificazione e manutenibilità adeguati.

Nel lavoro pratico di impianto, la maggior parte delle sostituzioni errate si verifica perché i team confrontano l'hardware prima di confrontare la funzione di sfioro. Questa sequenza dovrebbe essere invertita: definire prima l'apparecchiatura protetta e lo scenario di controllo, quindi selezionare e documentare la valvola.

FAQ

Una valvola di sicurezza può sostituire una valvola di sfioro?

Non automaticamente.
Una specifica valvola di sicurezza può sostituire una valvola di sfioro solo quando è progettata, dimensionata, certificata e approvata per il servizio effettivo con liquidi o altro. Una valvola ad azione rapida (pop-action) per gas o vapore non dovrebbe essere accettata per servizio con liquidi solo perché le sue connessioni e la pressione di taratura corrispondono.

Una valvola di sfioro può sostituire una valvola di sicurezza?

Non automaticamente.
Una valvola di sfioro proporzionale solo per liquidi potrebbe non fornire l'apertura rapida richiesta, la capacità per fluidi comprimibili, il comportamento di blowdown o la certificazione secondo codice per servizio con vapore, gas, aria o vapori. La funzione completa deve essere rivalutata.

Cosa controllare prima di sostituire una con l'altra?

Verificare l'apparecchiatura protetta, lo scenario di sfioro governante, il fluido e la fase, la pressione di taratura, la base di sovrapressione o accumulo, la capacità richiesta, la capacità certificata, la caratteristica di apertura, il blowdown, la contropressione, la tubazione, i materiali, la temperatura, il percorso normativo, i requisiti di collaudo e manutenzione.
La sostituzione dovrebbe essere gestita come una modifica ingegneristica, non come una sostituzione di parti di ricambio dimensionali.

Perché le sostituzioni errate spesso perdono dopo l'installazione?

Perché la tenuta ermetica dipende da più della pressione di taratura.
Comportamento di apertura inadeguato, margine operativo insufficiente, blowdown errato, contropressione, perdita di pressione in ingresso, contaminazione, sollecitazioni della tubazione, corrosione, materiali delle sedi e scarso controllo della riparazione possono tutti causare perdite post-installazione.

Una connessione della stessa dimensione implica che le valvole abbiano la stessa capacità?

No.
La dimensione della connessione conferma l'interfaccia fisica della tubazione. Le valvole con le stesse dimensioni di ingresso e uscita possono avere diversi orifizi effettivi, coefficienti, alzate, capacità certificate, approvazioni per fluidi e limiti di applicazione.

Perché la capacità di scarico certificata è più importante delle dimensioni del raccordo?

La capacità certificata o accettata dal progetto indica se la valvola selezionata può gestire il carico di sfioro richiesto in condizioni definite.
Una valvola che si adatta fisicamente ma non è in grado di scaricare il carico critico non protegge adeguatamente l'apparecchiatura.

Una valvola di sicurezza può essere utilizzata per servizio con liquidi?

Sì, quando la specifica progettazione e certificazione della valvola supportano il servizio con liquidi.
Il termine valvola di sicurezza è usato in modo più ampio in alcuni standard e famiglie di prodotti di produttori. La capacità effettiva con liquidi, la caratteristica di apertura, la stabilità e i dati di applicazione devono essere verificati.

In che modo la contropressione influisce sull'idoneità alla sostituzione?

La contropressione può influenzare la forza di apertura, l'alzata, la capacità effettiva, lo sfogo (blowdown) e la richiusura.
Una sostituzione con una configurazione convenzionale, bilanciata a soffietto o pilotata diversa può avere limiti di contropressione ammissibili differenti. L'intero sistema di scarico deve essere revisionato.

Il superamento di un test di pressione di taratura dimostra l'idoneità della sostituzione?

No.
Un test di pressione di taratura verifica la condizione di apertura regolata secondo la procedura di prova specificata. Non dimostra una capacità di sfioro sufficiente, una perdita di pressione in ingresso accettabile, una contropressione in uscita ammissibile, materiali corretti o prestazioni stabili sul campo.

Quali standard sono importanti quando si esamina una sostituzione?

Gli standard pertinenti dipendono dall'apparecchiatura protetta e dal servizio.
Le direzioni comuni includono ASME BPVC Sezione I per caldaie a vapore, Sezione VIII per recipienti a pressione, API 520 Parte I per dimensionamento e selezione, API 520 Parte II per installazione, API 521 per sistemi di sfioro, API 526 per valvole di sicurezza flangiate standardizzate, API 527 per tenuta di sede, API RP 576 per ispezione, ISO 4126 per requisiti di prodotto e requisiti National Board o NBIC per percorsi di riparazione applicabili.

Quando conviene considerare una sostituzione pilotata?

Una valvola pilotata può essere considerata quando una tenuta ermetica, un elevato rapporto di pressione operativa, una grande capacità o un comportamento specifico della contropressione offrono un reale beneficio.
Anche il servizio deve essere adatto al circuito pilota. Sporco, cera, polimeri, trascinamento di liquidi, congelamento, passaggi di rilevamento bloccati e capacità di manutenzione limitata possono rendere una sostituzione pilotata meno affidabile.