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Risposta rapida: Tipi principali di valvole di sicurezza e come sceglierle Le valvole di sicurezza devono essere selezionate in base alle condizioni di servizio, non solo per nome. I tipi principali includono valvole di sicurezza a molla convenzionali, valvole di sicurezza bilanciate a soffietto, valvole di sicurezza pilotate, valvole di sicurezza per vapore, gas e vapori, valvole di sfioro per servizio liquido e valvole di sicurezza per applicazioni di processo più ampie.
Le valvole di sicurezza devono essere selezionate in base alle condizioni di servizio, non solo per nome. I tipi principali includono valvole di sicurezza a molla convenzionali, valvole di sicurezza bilanciate a soffietto, valvole di sicurezza pilotate, valvole di sicurezza per vapore, gas e vapori, valvole di sfioro per servizio liquido e valvole di sicurezza per applicazioni di processo più ampie. La selezione dipende dall'attrezzatura protetta, dalla pressione di taratura, dalla capacità di sfioro richiesta, dalla fase del fluido, dalla temperatura di sfioro, dalla contropressione, dalla compatibilità dei materiali, dal layout di installazione, dal requisito di manutenzione e dal codice applicabile. Una valvola selezionata correttamente deve aprirsi alla pressione richiesta, sfiorare un flusso sufficiente, rimanere stabile durante l'evento di sfioro e richiudersi senza perdite inaccettabili. Abbinare solo la dimensione dell'ingresso, la dimensione dell'uscita, la classe di pressione o il prezzo può portare a una valvola sottodimensionata, a un funzionamento instabile, a manutenzione ripetuta o a documentazione non conforme.
Riepilogo tecnico: La terminologia e la costruzione delle valvole sono diversi livelli di selezione. PRV, PSV, valvola di sicurezza, valvola di sfioro e valvola di sicurezza-sfioro descrivono categorie di denominazione o applicazione. A molla, bilanciata a soffietto e pilotata descrivono la costruzione e il principio di funzionamento. Per la selezione del progetto, entrambi i livelli devono essere verificati insieme a capacità di scarico certificata, contropressione, condizioni del mezzo, compatibilità dei materiali e requisiti di ispezione.
Nota su Codice e MAWP: Nei progetti di recipienti a pressione e caldaie, la pressione di taratura selezionata deve essere rivista rispetto alla base di progettazione dell'apparecchiatura protetta, al MAWP, al codice applicabile e alle specifiche del proprietario. Non trattare la classe di pressione del catalogo, la classe della flangia o la dimensione nominale del tubo come prova che il requisito di protezione della pressione è stato soddisfatto.
Una valvola di sicurezza è un termine generico per un dispositivo progettato per proteggere le apparecchiature pressurizzate da pressioni eccessive. In molti progetti industriali, il termine PRV è usato come categoria generale che può includere valvole di sicurezza, valvole di sfioro e valvole di sicurezza-sfioro. Tuttavia, la dicitura esatta deve sempre corrispondere alle specifiche del progetto, alla pratica locale del codice, al servizio del fluido e al requisito della targhetta.
Una valvola di sicurezza è comunemente associata a servizi con fluidi comprimibili come vapore, gas o vapori. Ci si aspetta che si apra rapidamente quando il sistema raggiunge la pressione impostata specificata e sfoghi la pressione per proteggere la caldaia, il recipiente a pressione, la tubazione o l'apparecchiatura di processo. Il servizio a vapore può anche richiedere attenzione alla temperatura, al drenaggio, alla forza di reazione di scarico, al materiale della sede e alle normative relative alle caldaie.
Una valvola di sfioro è comunemente associata a servizi con liquidi, dove l'apertura può essere più proporzionale e il comportamento idraulico deve essere considerato. Le applicazioni di sfioro per liquidi possono coinvolgere espansione termica, blocco dell'uscita, stallo della pompa o isolamento dell'apparecchiatura. Il servizio con liquidi può produrre stabilità e carichi di tubazione diversi dal servizio con gas o vapori, quindi la selezione della valvola non dovrebbe essere copiata direttamente dalle applicazioni a vapore o a gas.
Una valvola di sicurezza/sfioro può essere utilizzata in servizi di processo più ampi dove la valvola deve gestire gas, vapori, liquidi o una combinazione a seconda del design e dei requisiti del progetto. Il termine da solo non prova l'idoneità. Il fluido di servizio, lo scenario di sfogo, la capacità richiesta, la costruzione della valvola, il materiale e lo standard applicabile devono comunque essere verificati.
PSV, PRV e SRV sono spesso utilizzati in modo diverso tra progetti, settori e regioni. Un documento di approvvigionamento non dovrebbe fare affidamento solo sull'abbreviazione. La scheda tecnica dovrebbe definire il tipo di valvola richiesto, il fluido di servizio, la pressione di impostazione, la capacità di sfogo richiesta, la base di certificazione, il requisito di test e l'ambito della documentazione. Per una discussione più approfondita sulla terminologia, vedere la guida di ZOBAI PRV vs PSV vs Valvola di Sicurezza vs Valvola di Sfioro guida.
| Termine / Tipo | Livello di selezione | Uso tipico | Cosa non dice |
|---|---|---|---|
| Valvola di sfioro / PRV | Categoria generale | Terminologia generale di protezione da sovrapressione | Base esatta di costruzione, certificazione o idoneità del fluido |
| Valvola di sicurezza per pressione / PSV | Terminologia di progetto | Comune nelle specifiche di processo e recipienti in pressione | Se la valvola è a molla, bilanciata a soffietto o pilotata |
| Valvola di sicurezza | Categoria di applicazione | Protezione da vapore, gas o vapori | Capacità richiesta, materiali o limiti di contropressione |
| Valvola di sfioro | Categoria di applicazione | Utilizzo per lo sfioro di liquidi o per un più ampio sfioro di pressione | Se è adatta per servizio con fluidi comprimibili |
| A molla / A soffietto / Pilotata | Strato di costruzione | Come la valvola è costruita e controllata | Se il modello selezionato soddisfa i requisiti effettivi di capacità e normativa |
Avviso per l'acquisto: Errori terminologici possono creare rischi reali di conformità e approvvigionamento. Ad esempio, una valvola di sicurezza per vapore, una valvola di sfioro per liquidi e una valvola di sicurezza/sfioro possono essere chiamate “PRV” nella comunicazione informale, ma potrebbero non condividere lo stesso comportamento di apertura, base di certificazione, aspettativa di tenuta del sedile o metodo di dimensionamento. La scheda tecnica della valvola dovrebbe definire sia lo strato terminologico che lo strato di costruzione prima del confronto dei prezzi.
Una valvola di sicurezza convenzionale a molla utilizza la forza della molla per mantenere il disco a tenuta sull'ugello. Quando la pressione di ingresso crea una forza verso l'alto sufficiente a superare la forza della molla, la valvola si apre e scarica il fluido. Man mano che la pressione del sistema diminuisce, la forza della molla spinge il disco nuovamente verso il sedile e la valvola si richiude.
La pressione di impostazione determina quando la valvola inizia a sfiorare in condizioni specificate. Il sovrapressione aiuta la valvola a raggiungere l'alzata e la capacità nominali. Lo sfioro influisce sulla differenza tra la pressione di apertura e quella di richiusura. Questi parametri influenzano se la valvola protegge l'apparecchiatura e se ritorna a una posizione stabile chiusa dopo l'evento.
| Termine di pressione | Significato ingegneristico | Perché influisce sulla selezione |
|---|---|---|
| Pressione di taratura | La pressione alla quale la valvola è regolata per iniziare lo sfioro in condizioni specificate. Il sovrapressione aiuta la valvola a raggiungere l'alzata e la capacità nominali. Lo sfioro influisce sulla differenza tra la pressione di apertura e quella di richiusura. Questi parametri influenzano se la valvola protegge l'apparecchiatura e se ritorna a una posizione stabile chiusa dopo l'evento. | Determina l'inizio della protezione da sovrapressione |
| Sovrapressione | Aumento di pressione sopra la pressione di taratura durante lo scarico | Influenza se la valvola raggiunge l'alzata e la capacità nominali |
| Accumulo | Aumento di pressione dell'apparecchiatura protetta durante un evento di scarico | Deve essere verificato rispetto alla base di progettazione dell'apparecchiatura applicabile e ai requisiti del codice |
| Stacco (Blowdown) | Differenza tra pressione di apertura e pressione di richiusura | Influisce sulla riserrata stabile, sul rischio di cicli e sulla perdita dopo lo scarico |
Le valvole convenzionali a molla sono spesso adatte per servizi puliti, contropressione bassa o stabile, tubazioni di scarico semplici e applicazioni in cui contano la facilità di accesso alla manutenzione e la semplicità dei pezzi di ricambio. Non sono una scelta di fascia bassa. Nel servizio corretto, la loro costruzione più semplice può ridurre la complessità delle riparazioni, i tempi di consegna e i costi del ciclo di vita.
Le valvole convenzionali possono essere sensibili alla contropressione di uscita perché la pressione di uscita può influenzare l'equilibrio delle forze sull'assieme del disco. Media sporchi o corrosivi possono anche influenzare la guida, il disco, l'ugello, la camera della molla o le superfici di tenuta. Se la pressione operativa normale è troppo vicina alla pressione di taratura, la valvola può simulare o perdere, specialmente se la condizione di tenuta o il margine operativo non sono adatti.
Un errore comune è selezionare una valvola convenzionale perché è familiare, semplice o meno costosa, senza verificare la contropressione, la capacità di scarico richiesta, la pulizia del fluido e la perdita di pressione in ingresso. Se il sistema di scarico viene successivamente collegato a un collettore comune o a un sistema di torcia, il progetto convenzionale originale potrebbe diventare inadeguato.
Una valvola di sicurezza bilanciata a soffietto utilizza un soffietto metallico per ridurre l'effetto della contropressione sull'assieme del disco. Il soffietto può anche aiutare a isolare la camera della molla dal fluido di processo. Ciò rende il design utile in selezionati servizi con contropressione e servizi corrosivi.
A valvola di sicurezza bilanciata a soffietto da considerare quando la contropressione allo scarico è variabile, quando la valvola scarica in un sistema chiuso o in un collettore comune, o quando il fluido di processo può corrodere o contaminare la camera della molla. Può anche essere presa in considerazione per servizi con vapori corrosivi umidi, fluidi tossici o vapori sporchi, dove la protezione della camera della molla è importante.
Il soffietto è un componente flessibile a parete sottile. Deve essere controllato per corrosione, temperatura, fatica, vibrazioni e compatibilità dei materiali. La disposizione dello sfiato del cappello deve inoltre essere compresa durante l'installazione e la manutenzione. L'otturazione di uno sfiato richiesto può alterare il comportamento della valvola o nascondere perdite dal soffietto.
La costruzione bilanciata a soffietto riduce l'influenza della contropressione, ma non elimina la necessità di una revisione del sistema di scarico. Contropressione eccessiva accumulata, tubazioni di aspirazione inadeguate, tubazioni di scarico sottodimensionate, materiale errato del soffietto o mancanza di manutenzione possono ancora causare un funzionamento instabile e perdite.
Scenario sul campo: Problema verificatosi: una valvola convenzionale ha iniziato a vibrare dopo che diversi dispositivi di scarico sono stati collegati a un collettore di scarico comune. Perché è successo: la contropressione accumulata è aumentata durante lo scarico simultaneo. Causa reale del sistema: la modifica del collettore è stata considerata come lavoro di tubazione, ma non come una modifica del sistema di scarico della pressione. Azione correttiva: ricalcolare la perdita di pressione allo scarico e verificare se è adatto un design bilanciato a soffietto o pilotato. Prevenzione: includere i dati del collettore di scarico e le ipotesi di scarico simultaneo in ogni revisione di sostituzione o modifica della valvola.
A valvola di sicurezza pilotata utilizza una piccola valvola pilota per controllare la pressione sopra il pistone o la cupola della valvola principale. In condizioni operative normali, la pressione della cupola aiuta a mantenere chiusa la valvola principale. Quando la pressione di ingresso raggiunge la pressione di taratura, il pilota sfoga o modula la pressione della cupola, consentendo alla valvola principale di aprirsi e scaricare il flusso.
Le valvole pilotate possono essere considerate per selezionati servizi di gas ad alta pressione, grandi capacità richieste, tenuta ermetica vicino alla pressione di taratura o alcuni sistemi sensibili alla contropressione. Possono ridurre le perdite in servizi idonei e possono ridurre il carico meccanico associato a design di molle molto grandi.
Le valvole pilotate non sono sempre migliori. I passaggi pilota, le linee di rilevamento, le guarnizioni e i piccoli componenti di controllo possono essere sensibili a fluidi sporchi, appiccicosi, congelanti, cristallizzanti o polimerizzanti. Una valvola che funziona bene con gas pulito potrebbe non essere adatta per vapori di processo sporchi senza filtrazione, pianificazione della manutenzione o un tipo di valvola diverso.
Un pilota ad azione rapida apre rapidamente quando viene raggiunta la pressione di taratura. Un pilota modulante controlla la valvola principale in modo più graduale in base all'aumento di pressione e al flusso richiesto. La selezione dipende dallo stato del fluido, dallo scenario di sfioro, dalla sovrapressione ammissibile, dal sistema di scarico e dal requisito di stabilità del processo.
Scenario sul campo: Quale problema si è verificato: una valvola pilotata ha mostrato una risposta ritardata durante l'ispezione. Perché è successo: particelle fini e depositi hanno ristretto il passaggio pilota. Causa reale del sistema: il fluido non era sufficientemente pulito per la configurazione pilota selezionata. Azione correttiva: pulire e ispezionare l'assieme pilota, verificare la pulizia del fluido e rivalutare il tipo di valvola. Prevenzione: valutare il rischio di contaminazione, la filtrazione, la disposizione della linea di rilevamento e l'intervallo di manutenzione prima di selezionare una valvola pilotata.
Le valvole di sicurezza a comando esterno utilizzano un sistema di alimentazione o controllo esterno per supportare l'apertura. Sono dispositivi speciali e devono essere valutati secondo le specifiche del progetto, la filosofia fail-safe, l'affidabilità dell'alimentazione e il codice applicabile. Non devono essere trattate come intercambiabili con valvole a molla auto-attuate o pilotate.
Le valvole di sicurezza per temperatura e pressione sono comunemente associate a scaldacqua, sistemi termici o apparecchiature che richiedono protezione sia dalla temperatura che dalla pressione. Non sono un sostituto generale per le valvole di sicurezza di processo utilizzate su recipienti a pressione o sistemi chimici.
Le valvole di sicurezza per vuoto e sfiato proteggono serbatoi o sistemi di stoccaggio a bassa pressione contro perdite di vuoto, pressione o perdite dovute alla respirazione. Di solito appartengono alla protezione del serbatoio piuttosto che al servizio PSV ad alta pressione. La selezione deve considerare la pressione di progetto del serbatoio, la capacità di vuoto, la velocità di respirazione, lo scenario di sfiato e i requisiti ambientali.
Un disco di rottura è un dispositivo di sfioro a non richiusura. Può essere utilizzato da solo o in combinazione con una valvola di sicurezza in applicazioni selezionate, ma non è una valvola perché non si richiude dopo l'apertura. Se un disco di rottura è installato a monte di una valvola, è necessario esaminare l'effetto sulla perdita di carico, sull'ispezione, sul rilevamento delle perdite e sulla capacità di sfioro.
Valvole di sfioro sanitarie, camiciate, criogeniche, ad alta pressione o per servizi speciali possono essere richieste per settori o condizioni di processo specifiche. Questi design dovrebbero essere selezionati in base ai requisiti di servizio, alla pulibilità, alla temperatura, alla compatibilità dei materiali e alle esigenze di documentazione, piuttosto che dall'aspetto o dalla categoria del catalogo.
Il servizio a vapore richiede attenzione alla pressione di taratura, allo sfogo (blowdown), alla temperatura, alla forza di reazione allo scarico, al drenaggio e ai requisiti normativi. Le applicazioni correlate alle caldaie possono richiedere regole diverse rispetto alle applicazioni su recipienti di processo. Una valvola selezionata per servizio con gas pulito non deve essere considerata adatta per vapore saturo o surriscaldato senza verificare materiali, trim, design della sede e requisiti di prova.
Il servizio gas e vapori è comune per le valvole di sicurezza e le valvole di sfioro. La selezione dovrebbe confermare la capacità di sfioro richiesta, il peso molecolare o le proprietà del vapore, la temperatura di sfioro, la sovrapressione ammissibile, la contropressione e il percorso di scarico. La tenuta ermetica può essere importante quando la pressione operativa è vicina alla pressione di taratura.
Il servizio di sfioro liquidi può comportare espansione termica, scarico bloccato, protezione pompe o protezione di apparecchiature riempite di liquido. Le forze idrauliche e il comportamento di stabilità possono differire dal servizio gas o vapori. Il tipo di valvola dovrebbe essere selezionato utilizzando dati di servizio per liquidi piuttosto che copiando una selezione di valvole per vapori.
Il servizio bifase o con vaporizzazione richiede un'analisi ingegneristica più attenta poiché il comportamento del flusso può essere complesso. La selezione standard da catalogo potrebbe essere insufficiente. Lo scenario di sfioro, le proprietà del fluido, il comportamento di vaporizzazione, la contropressione e il metodo di dimensionamento del produttore devono essere esaminati prima che il tipo di valvola sia confermato.
Il servizio corrosivo e sporco influisce più del corpo valvola. L'ugello, il disco, la guida, la molla, il soffietto, gli interni del pilota, le guarnizioni e le tenute morbide possono essere tutti esposti a danni. Il servizio acido, i flussi contenenti cloruri, i vapori acidi, i gas corrosivi umidi e i fluidi cristallizzanti possono causare incollaggio, perdite, corrosione o blocco del pilota. Per applicazioni correlate, vedere le valvole di ZOBAI valvola di sicurezza per servizio corrosivo pagina.
| Fluido / Servizio | Tipi di valvole idonei da esaminare | Rischio chiave | Revisione richiesta |
|---|---|---|---|
| Vapore | Valvola di sicurezza, valvola di sicurezza a molla | Temperatura, forza di reazione allo scarico, drenaggio | Pressione di taratura, blowdown, materiale, base del codice caldaia o recipiente |
| Gas o vapore pulito | A molla, pilotata, valvola di sicurezza di sfioro | Capacità, margine operativo, contropressione | Capacità di sfioro richiesta e sistema di scarico |
| Liquido | Valvola di sfioro, valvola di sicurezza di sfioro | Instabilità idraulica, espansione termica | Base di dimensionamento per liquidi e perdita di pressione in ingresso |
| Bifase o flash | Revisione specifica del progetto | Comportamento complesso del flusso | Proprietà del fluido, scenario di sfioro, metodo di dimensionamento del produttore |
| Vapore corrosivo o gas umido | Soffietto bilanciato, valvola con materiale speciale | Corrosione del trim, danno al soffietto, perdita | Compatibilità corpo, trim, soffietto, molla, guarnizione e tenuta |
| Fluido sporco o cristallizzante | Valvola a molla o design speciale da valutare | Bloccaggio pilota, grippaggio, danneggiamento sede | Pulizia del fluido, flussaggio, ispezione e piano di manutenzione |
Le valvole convenzionali a molla possono essere adatte quando la contropressione è bassa, stabile e rientra nell'intervallo accettabile per il design selezionato. Diventano più rischiose quando la pressione di scarico è alta, variabile o collegata a una linea di scarico comune.
Le valvole bilanciate a soffietto vengono comunemente considerate quando la contropressione è variabile o quando la valvola scarica in una linea chiusa o in un sistema di torcia. Riducono l'influenza della contropressione ma richiedono comunque la revisione del sistema di scarico, la revisione del materiale del soffietto e la considerazione dello sfiato del cappello.
Alcune valvole pilotate possono gestire meglio determinate condizioni di contropressione rispetto ai design convenzionali, ma ciò dipende dalla configurazione del pilota, dal comportamento della pressione nella cupola, dalla disposizione della linea di rilevamento e dai dati del produttore. Non dovrebbero essere selezionate solo perché la contropressione è elevata.
I collettori di scarico e i sistemi di flare comuni possono creare contropressione sovrapposta o accumulata. Se vengono aggiunti dispositivi di sfioro aggiuntivi, la pressione del collettore durante lo sfioro simultaneo può aumentare. Il tipo di valvola, la capacità e la stabilità devono essere rivisti ogni volta che il sistema di scarico cambia.
| Condizione di contropressione | Valvola convenzionale | Valvola bilanciata a soffietto | Valvola pilotata | Nota di ingegneria |
|---|---|---|---|---|
| Bassa contropressione stabile | Spesso idoneo | Potrebbe non essere necessario | Generalmente non richiesto solo per contropressione | Confermare capacità e installazione |
| Sovrapposizione di contropressione variabile | Rischio più elevato | Spesso considerato | Revisione specifica del design | Sono richiesti dati del produttore |
| Elevata contropressione | Spesso limitato | Può ridurre l'influenza entro i limiti | Revisione specifica del design | Il calcolo del sistema di scarico è fondamentale |
| Collettore di scarico comune | Richiede un'attenta revisione | Spesso un candidato più valido | Può essere adatta in servizi selezionati | Le ipotesi di sfioro simultaneo sono importanti |
La capacità di sfioro richiesta è determinata dallo scenario di sovrapressione credibile, non dalla sola dimensione della tubazione. Esposizione al fuoco, uscita bloccata, guasto della valvola di controllo, espansione termica, rottura di tubi dello scambiatore di calore, guasto delle utenze o disturbo del processo possono produrre diversi carichi di sfioro.
La capacità di sfioro certificata e l'area dell'orifizio determinano se la valvola selezionata può effettivamente proteggere l'apparecchiatura. Una valvola con la corretta dimensione della flangia ma con capacità certificata insufficiente può adattarsi alla tubazione pur non soddisfacendo il requisito di protezione della pressione.
La perdita di pressione in ingresso può causare un'apertura instabile e vibrazioni (chatter). La resistenza del sistema in uscita può creare una contropressione accumulata e ridurre le prestazioni stabili di sfioro. Questi effetti del sistema dovrebbero essere esaminati insieme al dimensionamento della valvola, non dopo l'acquisto della valvola.
Quale problema si è verificato: una valvola di sicurezza per la sostituzione è stata acquistata abbinando la dimensione dell'ingresso, la dimensione dell'uscita, la classe di pressione e la pressione di taratura.
Perché è successo: l'acquirente ha presunto che la vecchia dimensione della connessione avesse una capacità sufficiente.
Causa reale del sistema: il servizio dell'apparecchiatura protetta era cambiato dopo l'espansione del processo, ma la capacità di sfioro richiesta non era stata ricalcolata.
Azione correttiva: verificare nuovamente lo scenario di sfioro, la capacità richiesta, la capacità certificata, l'area dell'orifizio, la perdita di pressione in ingresso e la contropressione in uscita.
Prevenzione: richiedere una revisione ingegneristica prima della sostituzione quando il servizio di processo, la tubazione, il collettore di scarico o l'apparecchiatura protetta sono cambiati.
Il solo materiale del corpo non definisce l'idoneità della valvola. L'ugello, il disco, la guida, la molla, il soffietto, le guarnizioni, gli interni del pilota e i componenti morbidi possono richiedere una revisione separata. La compatibilità dei materiali influisce su corrosione, grippaggio, perdite e durata di servizio.
Le sedi morbide possono migliorare la tenuta in servizi idonei, ma devono essere verificate per temperatura, compatibilità chimica, deformazione permanente, rigonfiamento, invecchiamento e condizioni di manutenzione. Le sedi metalliche possono essere migliori per alte temperature o fluidi aggressivi, ma le aspettative di perdita devono essere definite chiaramente.
I componenti interni possono guastarsi anche quando il corpo valvola rimane integro. Le molle possono corrodersi, i soffietti possono creparsi o affaticarsi, le guide possono grippare, le tenute possono degradarsi e i passaggi del pilota possono ostruirsi. Questi rischi influiscono sugli intervalli di manutenzione, sui pezzi di ricambio, sulla pianificazione delle fermate e sui costi del ciclo di vita.
Scenario sul campo: Quale problema si è verificato: una valvola in servizio con vapore corrosivo ha sviluppato una scarsa richiusura e perdite dalla sede. Perché è successo: il materiale del corpo è stato revisionato, ma non l'esposizione del trim, della guida, della molla e della tenuta. Causa reale del sistema: i componenti interni non erano compatibili con il fluido e la temperatura operativa. Azione correttiva: revisionare il materiale del corpo, del trim, del soffietto, della molla, della guarnizione, della tenuta e del pilota. Prevenzione: includere i requisiti completi dei materiali dei componenti bagnati ed esposti nella richiesta di offerta (RFQ).
Questo è un tipico intervallo di esperienza ingegneristica ed è influenzato dalla composizione del fluido, dalla pressione, dalla temperatura, dalla contropressione, dal tipo di valvola, dal sistema di scarico, dall'intervallo di ispezione e dai requisiti normativi locali. Per servizi acidi (sour service), flussi contenenti cloruri, gas acidi o servizi umidi corrosivi, la revisione dei materiali potrebbe dover includere NACE MR0175 / ISO 15156 o specifiche dei materiali specifiche del progetto, ove applicabile.
Anche la valvola corretta può funzionare male se la tubazione di ingresso causa un'eccessiva perdita di carico. Linee di ingresso lunghe, rami piccoli, raccordi a gomito o un layout di installazione errato possono causare vibrazioni, riduzione dell'alzata o apertura instabile. La perdita di carico in ingresso deve essere verificata prima dell'approvazione finale della valvola.
La tubazione di uscita influisce sulla contropressione accumulata, sulla forza di reazione di scarico, sul drenaggio, sul rumore e sull'accesso per la manutenzione. Le linee di scarico comuni e i sistemi di flare richiedono un'ulteriore revisione poiché possono imporre una pressione di uscita variabile durante gli eventi di sfioro.
Dopo la manutenzione o la riparazione, la valvola non deve essere rimessa in servizio basandosi solo sull'ispezione visiva. La pressione di taratura, Tenuta del sede, la sigillatura e la documentazione devono essere verificate secondo la procedura di impianto applicabile, le specifiche di progetto e i requisiti giurisdizionali locali. Laddove si applichino i requisiti di riparazione National Board / NBIC o VR, il percorso di riparazione e l'ambito della documentazione devono essere confermati prima che la valvola venga rimessa in servizio.
La capacità di manutenzione fa parte della selezione della valvola. Una valvola pilotata o bilanciata a soffietto può risolvere un problema operativo ma creare requisiti più elevati per i pezzi di ricambio e le ispezioni. L'ufficio acquisti deve confermare i rapporti di prova, i certificati dei materiali, i dati della targhetta, i registri di ispezione e la documentazione di riparazione prima dell'acquisto.
| Errore di selezione | Causa tipica | Sintomo sul campo | Conseguenza | Prevenzione |
|---|---|---|---|---|
| Selezionato solo per dimensione di connessione | Nessuna revisione della capacità | La valvola si adatta alla tubazione ma non svolge la sua funzione | Protezione insufficiente | Verificare la capacità richiesta e certificata |
| Contropressione ignorata | Sistema di scarico non revisionato | Vibrazioni o richiusura instabile | Danneggiamento della sede e perdite | Verificare la contropressione sovrapposta e accumulata |
| Tipo di valvola errato per fluidi sporchi | Passaggi pilota non considerati | Risposta ritardata o instabile | Rischio di manutenzione e sicurezza | Verifica pulizia mezzo e protezione pilota |
| Materiale errato per sede morbida | Limite di temperatura o chimico ignorato | Perdita o guasto della tenuta | Perdita di prodotto e fermo macchina | Conferma compatibilità materiale |
| Nessuna ricalibrazione dopo la riparazione | Procedura di manutenzione incompleta | Deriva della pressione di taratura | Sollevamento intempestivo o margine di sicurezza insufficiente | Eseguire test e sigillatura documentati |
La seguente tabella è per una valutazione preliminare. Non sostituisce il dimensionamento formale, la revisione delle normative o la conferma del produttore.
Gli acquisti non devono bloccare il tipo di valvola prima che vengano verificati lo scenario di sfioro, la capacità, la contropressione e i requisiti dei materiali. La revisione EPC dovrebbe anche confermare il layout di installazione, il sistema di scarico e la documentazione di ispezione.
Richiedere una revisione ingegneristica quando il servizio è ad alta pressione, alta temperatura, corrosivo, sporco, bifase, con contropressione variabile, collegato a una linea comune, operativo vicino alla pressione di taratura o soggetto a requisiti di documentazione speciali.
| Tipo di valvola | Principio di funzionamento | Ideale per | Rischio principale | Nota di selezione |
|---|---|---|---|---|
| Molla convenzionale | La forza diretta della molla mantiene il disco chiuso | Servizio pulito, bassa o stabile contropressione, manutenzione semplice | Sensibilità alla contropressione, vibrazioni se applicata in modo errato | Buona scelta iniziale quando il servizio è semplice e la capacità è verificata |
| Soffietto bilanciato | Il soffietto riduce l'influenza della contropressione | Contropressione variabile, scarico chiuso, vapore corrosivo | Affaticamento del soffietto, problema di sfiato, rischio materiale | Utilizzare quando la contropressione o l'esposizione della camera a molla lo giustificano |
| Pilotata | Il pilota controlla la pressione della cupola e l'apertura della valvola principale | Gas ad alta pressione, tenuta stagna, casi selezionati ad alta capacità | Bloccaggio del pilota, problema linea di rilevamento, compatibilità guarnizione | Ideale per servizi puliti e controllati dopo revisione del progetto |
| Valvola di sfioro per liquidi | Sfiata sovrapressioni di liquidi | Espansione termica, protezione pompe o sistemi liquidi | Instabilità idraulica se mal applicata | Utilizzare dati di dimensionamento per servizio liquido |
| Valvola di sicurezza | Dispositivo di scarico più ampio a seconda del design | Sistemi di processo che richiedono una copertura di servizio più ampia | La terminologia può nascondere dettagli costruttivi | Confermare la costruzione esatta e la capacità certificata |
Revisione progetto CTA: Non sei sicuro di quale tipo di valvola di sicurezza si adatti al tuo servizio? Invia a ZOBAI il tuo fluido, fase del fluido, pressione operativa, pressione di taratura, temperatura di scarico, capacità di scarico richiesta, contropressione, standard di connessione, requisito del materiale e codice applicabile. Il nostro team di ingegneri può valutare se una valvola di sicurezza a molla, bilanciata a soffietto, pilotata o per servizio speciale debba essere valutata per prima.
La richiesta di preventivo (RFQ) deve definire l'apparecchiatura protetta, lo scenario di scarico, il fluido di processo, la fase del fluido, la condizione operativa e se il caso di scarico è incendio, scarico bloccato, espansione termica, guasto del controllo, rottura del tubo o un altro scenario credibile.
Fornire pressione operativa normale, pressione di taratura, pressione di scarico o base di sovrapressione ammissibile, temperatura operativa, temperatura di scarico e capacità di scarico richiesta. Senza questi valori, il tipo e la dimensione della valvola non possono essere confermati in modo responsabile.
Fornire contropressione sovrapposta, contropressione generata, dati della tubazione di scarico, disposizione della tubazione di aspirazione, standard delle flange, materiale del corpo, materiale del trim, requisito di tenuta, rischio di corrosione e descrizione del sistema di scarico.
Confermare gli standard di progetto applicabili, i rapporti di prova, i requisiti di tenuta del sedile, i certificati dei materiali, i registri di ispezione, i dati della targhetta, il percorso di riparazione e qualsiasi ispezione richiesta da terzi prima dell'ordine.
Tipo di apparecchiatura protetta
Scenario di sfioro
Mezzo e composizione
Servizio con gas, vapore, liquido o bifase
Pressione operativa normale
Requisito di pressione di taratura
Temperatura di sfioro
Capacità di sfioro richiesta
Contropressione sovrapposta
Contropressione accumulata
Dimensione connessione ingresso e uscita
Standard e classe di pressione della flangia
Materiale corpo e trim
Requisito sedile e tenuta
Orientamento di installazione
Destinazione di scarico
Codice applicabile o standard di progetto
Documenti di prova e ispezione
I tipi principali includono valvole di sicurezza convenzionali a molla, valvole di sicurezza bilanciate a soffietto, valvole di sicurezza pilotate, valvole di sicurezza, valvole di sfioro, valvole di sicurezza/sfioro e dispositivi speciali come valvole di sicurezza temperatura e pressione o dischi di rottura.
Scegliere in base all'apparecchiatura protetta, alla pressione di taratura, alla capacità di scarico richiesta, alla fase del fluido, alla temperatura, alla contropressione, alla compatibilità dei materiali, alla disposizione di installazione, alla capacità di manutenzione e allo standard applicabile.
Una valvola di sicurezza è comunemente associata a servizi con vapore, gas o vapori e apertura rapida. Una valvola di sfioro è comunemente associata a servizi con liquidi. La terminologia effettiva dovrebbe seguire le specifiche del progetto e il codice applicabile.
Una valvola a molla utilizza la forza diretta della molla per mantenere il disco chiuso. Una valvola pilotata utilizza una valvola pilota per controllare la pressione della cupola sopra il pistone della valvola principale. Il design pilotato può fornire una tenuta ermetica in selezionati servizi puliti, ma richiede una revisione più approfondita dei componenti di controllo.
Utilizzare un design bilanciato a soffietto quando la contropressione variabile, i sistemi di scarico chiusi, le tubazioni comuni o l'esposizione a fluidi di processo corrosivi rendono la costruzione convenzionale a molla meno adatta.
Non esiste un tipo universalmente migliore. Le valvole bilanciate a soffietto sono spesso considerate per contropressioni variabili. Alcuni design pilotati possono essere idonei. Le valvole convenzionali possono essere accettabili quando la contropressione è bassa e stabile.
Solo se la progettazione della valvola, la certificazione, il metodo di dimensionamento, i materiali e le specifiche del progetto supportano tali servizi. Non presumere che un tipo di valvola possa gestire tutte le fasi del fluido senza revisione.
Le valvole pilotate possono essere utili per servizi selezionati ad alta pressione, a tenuta stagna o ad alta capacità, ma possono essere inadatte per servizi sporchi, appiccicosi, cristallizzanti o mal mantenuti.
La dimensione della connessione indica solo come la valvola si adatta alla tubazione. La capacità di sfioro certificata e l'area dell'orifizio determinano se la valvola può gestire il carico di sfioro richiesto nelle condizioni di progetto.
Inviare mezzo, fase del fluido, pressione operativa, pressione di taratura, temperatura di sfioro, capacità richiesta, contropressione, standard di connessione, requisito materiale, dettagli di installazione, standard applicabile e documenti di prova richiesti.
L'intervallo dipende dalla normativa locale, dalla politica di ispezione del proprietario, dalla gravità del servizio, dalla storia della valvola, dal rischio del fluido, dalla storia delle riparazioni e dagli standard applicabili. Servizi corrosivi, sporchi, ad alta temperatura o con cicli frequenti richiedono solitamente una pianificazione dell'ispezione più ravvicinata rispetto a servizi puliti e stabili.
Il dimensionamento finale della valvola, la selezione, l'installazione, il collaudo e la documentazione devono essere verificati secondo il codice di progetto applicabile, la normativa locale e i dati del produttore. Per la selezione del tipo di valvola di sicurezza, gli ingegneri esaminano comunemente API 520 Parte I per il dimensionamento e la selezione, API 520 Parte II per l'installazione e le tubazioni di scarico, API 521 per i sistemi di sfioro e depressurizzazione, API 527 per il collaudo della tenuta della sede, ISO 4126-1 per i requisiti generali delle valvole di sicurezza, i requisiti ASME per recipienti a pressione o caldaie, ove applicabile, e i requisiti National Board / NBIC dove si applicano riparazioni o ricertificazioni. Edizioni specifiche, applicabilità del progetto, ambito di certificazione e requisiti giurisdizionali locali devono essere verificati prima della pubblicazione o dell'acquisto.
Nota di pubblicazione: Non dichiarare la conformità ad ASME, API, ISO, PED, CE, National Board o altre certificazioni a meno che ZOBAI non abbia confermato certificati, ambito valido, copertura del prodotto e applicabilità sul mercato.
Link di riferimento suggeriti: API 520 Parte I, API 521, API 527, ISO 4126-1
Questo articolo è preparato per l'educazione tecnica e la discussione preliminare del progetto. La selezione finale della valvola di sicurezza deve essere revisionata da ingegneri qualificati in base all'attrezzatura protetta, al fluido di processo, alla pressione di taratura, alla capacità di sfioro richiesta, alla contropressione, alla perdita di pressione in ingresso, al sistema di uscita, alla compatibilità dei materiali, alla costruzione della valvola, al layout di installazione, al percorso di manutenzione e ai requisiti di codice applicabili.
Riveduto da: Team di ingegneria delle valvole di sicurezza ZOBAI
Revisione focalizzata su: tipi di valvole di sicurezza, valvole a molla, valvole bilanciate a soffietto, valvole pilotate, terminologia delle valvole di sicurezza, abbinamento del fluido, selezione della contropressione, revisione della capacità, selezione dei materiali, manutenzione, collaudo e preparazione delle richieste di offerta.
Per la revisione del progetto, queste pagine ZOBAI correlate possono aiutare a confermare il tipo di valvola, i dati di dimensionamento, le condizioni di installazione e i requisiti di collaudo:
Per una raccomandazione pratica, inviare a ZOBAI il fluido, la fase del fluido, la pressione operativa, la pressione di taratura, la temperatura di sfioro, la capacità di sfioro richiesta, la contropressione sovrapposta e accumulata, la connessione di ingresso e uscita, il requisito del materiale, la disposizione di installazione, le informazioni sul sistema di scarico e lo standard applicabile. Ciò consente una revisione ingegneristica per valutare se una valvola convenzionale a molla, una valvola bilanciata a soffietto, una valvola pilotata, una valvola di sicurezza/sfioro o un'altra soluzione di sfioro debba essere valutata per il tuo sistema.
Allegato suggerito per la richiesta di offerta (RFQ): P&ID, scheda tecnica dell'apparecchiatura protetta, scenario di sfioro, disegno del sistema di scarico, specifica della valvola, requisito del materiale, requisito di documentazione di ispezione e base del codice applicabile.
ZOBAI si concentra su soluzioni di valvole di sicurezza per sistemi a pressione, incluse valvole di sicurezza a molla, valvole di sicurezza pilotate per sfioro, design bilanciati a soffietto, sistemi igienico-sanitari, servizio camiciato, applicazioni GNL e GPL, e altri prodotti ingegnerizzati per la protezione da sovrapressione.
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