Cos'è una valvola di sicurezza e come funziona nei sistemi a pressione?

Una valvola di sicurezza è un dispositivo di sfioro di pressione auto-attuato che si apre quando la pressione del sistema raggiunge una pressione di taratura definita e si richiude dopo che la pressione è tornata a un intervallo accettabile. Il suo compito non è semplicemente quello di sfogare la pressione. Deve aprirsi alla corretta pressione di taratura, garantire un flusso di sfioro sufficiente, rimanere stabile durante lo scarico e richiudersi senza perdite inaccettabili. Molti utenti chiedono cos'è una valvola di sicurezza e la confondono con una valvola di sfioro, valvola di sicurezza e sfioro, valvola di sicurezza pressione o PSV perché l'aspetto esterno può essere simile. Nei progetti reali, tale confusione porta a una selezione errata del servizio, a una revisione debole della documentazione, a una carenza di capacità, a un funzionamento instabile e a prestazioni sul campo scadenti. Una valvola che sembra dimensionata correttamente per connessione o classe di pressione può comunque fallire il suo compito se non sono stati verificati la capacità di sfioro richiesta, la capacità certificata, la contropressione, la compatibilità del fluido, il layout di installazione o la tracciabilità della riparazione.

A causa delle loro somiglianze, le valvole di sicurezza e le valvole di sfioro vengono comunemente scambiate nella conversazione informale. Nella revisione ingegneristica, la differenza è importante perché il fluido di servizio, il comportamento di apertura, la base di dimensionamento, la tenuta del sede, la tolleranza alla contropressione e l'accettazione dell'ispezione possono variare con il tipo di dispositivo selezionato.

La selezione della valvola di sicurezza corretta richiede la comprensione della pressione di taratura, dell'azione della molla, della capacità di sfioro richiesta, della capacità certificata, dell'area dell'orifizio, del sovrapressione, dell'accumulo, dello sfogo (blowdown), della perdita di pressione in ingresso, della contropressione, della compatibilità dei materiali, della tenuta del sede e del comportamento di richiusura. Non tutte le valvole con una classe di pressione adatta possono garantire una reale protezione da sovrapressione.

Cos'è una valvola di sicurezza

Definizione e Scopo Principale

Una valvola di sicurezza è un dispositivo che si apre automaticamente per rilasciare la pressione in eccesso e si chiude quando il sistema ritorna a condizioni di sicurezza. Questa funzione protegge persone, attrezzature e ambiente da sovrapressioni pericolose. Da una prospettiva ingegneristica, la valvola è utile solo se si apre alla pressione di taratura prevista, scarica una massa fluida sufficiente per lo scenario critico e si richiude in modo accettabile in seguito. La valvola deve essere selezionata per l'attrezzatura protetta, non solo per la connessione del tubo.

Una valvola di sicurezza è un dispositivo di scarico della pressione auto-attuato progettato per scaricare fluido in modo che una pressione sicura predeterminata non venga superata e per richiudersi successivamente quando le normali condizioni di pressione vengono ripristinate.

Una valvola di sicurezza agisce come un salvaguardia finale del limite di pressione in caldaie, recipienti a pressione, attrezzature di processo, sistemi di gas, sistemi a vapore, recipienti di stoccaggio e sistemi di tubazioni. Aiuta a prevenire accumuli di pressione pericolosi che altrimenti potrebbero portare a rotture, escalation di incendi, rilascio di fluidi pericolosi, perdite di produzione, danni ambientali o lesioni. Nel servizio di recipienti a pressione, la pressione di taratura e la capacità di sfioro certificata devono essere legate al limite dell'attrezzatura protetta e alla base del codice applicabile.

Scenario di campo composito per la formazione ingegneristica: Un utente ha selezionato una valvola sostitutiva basandosi solo sulla dimensione di ingresso e sulla classe di pressione. La nuova valvola corrispondeva alla flangia e sembrava equivalente, ma la capacità di sfioro certificata era inferiore a quella della valvola originale. La pressione di taratura era corretta, eppure il dispositivo non poteva soddisfare il carico di sfioro richiesto durante la revisione tecnica finale. Il problema non era la classe di pressione. Era che l'area dell'orifizio e la capacità certificata non erano state verificate rispetto al caso di sovrapressione effettivo. La prevenzione consiste nel confrontare la capacità di sfioro richiesta con la capacità di sfioro certificata prima di trattare due valvole come intercambiabili. Per maggiori dettagli, vedere capacità di sfioro certificata vs dimensione connessione.

Valvola di sicurezza vs Valvola di sfioro vs Valvola di sicurezza/sfioro

Comprendere le differenze tra queste valvole è essenziale per una corretta protezione del sistema. I termini sono spesso mescolati nella discussione informale, ma non dovrebbero essere trattati come intercambiabili durante la revisione ingegneristica. Il termine corretto influisce sul fluido di servizio, sul comportamento di apertura, sulla base di dimensionamento, sull'aspettativa di test e su come il dispositivo viene documentato per l'ispezione.

Una valvola di sicurezza si riferisce solitamente alla protezione ad azione rapida per fluidi comprimibili. Una valvola di sfioro è più associata al servizio con liquidi e all'apertura proporzionale. Una valvola di sicurezza-sfioro può essere applicata in servizio con gas, vapore, vapore o liquido a seconda del design, del fluido e del percorso normativo. PSV è un termine impiantistico comune, ma non dovrebbe nascondere il compito ingegneristico effettivo. Per una revisione più approfondita della terminologia, vedere Valvola di sfioro vs Valvola di sicurezza vs Valvola di sicurezza vs Valvola di sfioro.

Tipi di valvole di sicurezza

Esistono diversi tipi di valvole di sicurezza, ognuna con un diverso limite di selezione. Gli utenti non dovrebbero scegliere basandosi solo sulla famiglia del catalogo. Dovrebbero scegliere in base al fluido, alla contropressione, alla tolleranza di perdita, alla pulizia del servizio, al margine operativo, alla capacità di manutenzione e alla base del codice di progetto.

• Valvole di sicurezza a molla: Utilizza la forza della molla per mantenere il disco chiuso fino al raggiungimento della pressione impostata. Sono comuni in molti servizi generali di gas, vapore, vapori e processi.
• Valvole di sicurezza bilanciate a soffietto: Aiutano a isolare la camera della molla dalla pressione di scarico e vengono spesso considerate quando la contropressione è significativa o variabile.
• Valvole di sicurezza pilotate: Offrono una tenuta ermetica e possono funzionare bene in alcuni servizi ad alta pressione o ad alta capacità, ma fluidi sporchi, cere, idrati, congelamento o condizioni pilota instabili possono diventare una limitazione.
• Valvole di sicurezza di sfioro: Applicata dove il servizio può coinvolgere gas, vapori, vapore o liquidi e il design è inteso a servire la modalità di risposta richiesta.

La tabella seguente evidenzia le loro principali differenze ingegneristiche:

Comprendere cos'è una valvola di sicurezza, come si differenzia da una valvola di sfioro e dove si colloca ciascun tipo aiuta gli utenti a evitare una selezione errata della valvola nella fase di preventivo. Ciò è particolarmente importante quando la pressione operativa normale è vicina alla pressione di taratura, quando la contropressione allo scarico è variabile o quando il servizio contiene fluidi corrosivi, sporchi, che congelano o polimerizzano.

Come funziona una valvola di sicurezza a pressione

Principio di funzionamento

Una valvola di sicurezza a pressione funziona bilanciando la pressione del sistema con una forza di chiusura, quindi si apre automaticamente quando la pressione raggiunge il punto di taratura della valvola.
Questo principio operativo fornisce protezione da sovrapressione senza alimentazione esterna. In un design convenzionale a molla, la molla mantiene il disco sulla sede durante il normale funzionamento. Quando la pressione del sistema crea una forza verso l'alto sufficiente sul disco, la valvola si apre e rilascia il fluido.

1. La valvola rimane chiusa perché la forza della molla è maggiore della forza verso l'alto creata dalla pressione del sistema sul disco.
2. Quando la pressione sale alla pressione di taratura, le forze raggiungono la condizione di apertura.
3. La valvola si alza e rilascia il fluido abbastanza velocemente da impedire al sistema protetto di superare il suo limite di pressione ammissibile.
4. La valvola deve superare la capacità di sfioro richiesta durante il caso di governo, non solo aprirsi leggermente.
5. Dopo che la pressione scende nell'intervallo di richiusura, la molla richiude nuovamente la valvola.

Questo ciclo è semplice nel concetto, ma le prestazioni dipendono dalle reali condizioni di servizio come la perdita di pressione in ingresso, la contropressione allo scarico, le proprietà del fluido, le condizioni del trim, la corrosione, l'incrostazione e la tenuta della sede. Una valvola può aprirsi su un banco di prova e comunque vibrare in servizio se la tubazione di ingresso e uscita installata è al di fuori del limite operativo stabile.

Componenti Chiave

Una valvola di sicurezza è composta da diversi componenti principali, e ognuno influisce sulle prestazioni, la tenuta e la manutenzione.

Gli utenti si concentrano spesso solo sul materiale del corpo. Nell'analisi dei guasti, l'ugello, il disco, la guida, l'ambiente della molla, le condizioni del soffietto, la guarnizione e il materiale della sede sono altrettanto importanti. Per servizi corrosivi o acidi, la revisione dei materiali dovrebbe coprire le parti bagnate e le parti che trattengono la pressione, non solo la fusione esterna. Vedere la guida alla selezione dei materiali per valvole di sicurezza per un quadro di revisione dei materiali più dettagliato.

Come viene rilasciata la pressione e come la valvola si richiude

La valvola rilascia pressione sollevandosi alla pressione di taratura, quindi si richiude dopo che la pressione è scesa attraverso l'intervallo di blowdown. Qui entrano in gioco diversi termini ingegneristici chiave:

• Pressione di taratura: La pressione alla quale la valvola è regolata per iniziare ad aprirsi. Influenza quando inizia la protezione.
• Sovrapressione: L'aumento di pressione sopra la pressione di taratura durante lo sfioro. Influenza l'aumento temporaneo di pressione consentito durante lo scarico.
• Accumulo: L'aumento di pressione sopra il limite di pressione consentito dell'apparecchiatura protetta durante l'evento. Influenza l'accettazione secondo le normative.
• Blowdown: La differenza tra la pressione di apertura e la pressione di richiusura. Influenza quando la valvola si chiude e se cicla.
• Contropressione: Pressione all'uscita che agisce sulla valvola. Influenza il sollevamento stabile, la capacità effettiva e il comportamento di richiusura.

Se il blowdown è errato, se la perdita di pressione in ingresso è eccessiva o se la contropressione di scarico viene ignorata, la valvola potrebbe richiusurarsi troppo tardi, perdere ripetutamente, vibrare o non raggiungere un sollevamento stabile. Questi problemi compaiono solitamente dopo l'installazione perché i test in officina non riproducono completamente il comportamento delle tubazioni di ingresso e uscita dell'impianto.

Scenario di campo composito per la formazione ingegneristica: Una valvola aperta alla pressione di taratura prevista durante il test, ma dopo l'installazione ha manifestato un forte chatter in servizio. L'indagine ha rivelato un'eccessiva perdita di pressione in ingresso dovuta a tubazioni di ingresso sottodimensionate e a un percorso di scarico modificato che ha aumentato la contropressione accumulata. La valvola stessa non era difettosa. Le reali condizioni del sistema erano al di fuori del limite operativo stabile. L'azione correttiva è stata quella di rivedere la tubazione di ingresso, la pressione del collettore di uscita, la resistenza di scarico e se fosse appropriato un design convenzionale, bilanciato a soffietto o pilotato. Per una revisione più approfondita, vedere contropressione sovrapposta vs. interna nelle valvole di sicurezza.

Perché le valvole di sicurezza sono importanti nei sistemi reali

Protezione di persone, attrezzature e continuità del processo

Una valvola di sicurezza protegge persone, attrezzature e continuità del processo impedendo che la sovrapressione si trasformi in danni alle attrezzature o in un evento di rilascio.
Nei sistemi industriali, la sovrapressione è raramente solo un numero su un manometro. Può significare rottura di un recipiente, cedimento di una linea, escalation di un incendio, rilascio ambientale, esposizione tossica, perdita di prodotto, azione normativa o lunghi tempi di fermo.

• Le valvole di sicurezza devono rispondere senza intervento umano.
• Devono soddisfare la base normativa richiesta, il metodo di prova, il percorso di certificazione e le aspettative documentali.
• Devono continuare a funzionare dopo la manutenzione, la riparazione, la modifica del processo e i cicli termici o di pressione ripetuti.

Prevenire i guasti di sistema prima che si aggravino

Una valvola di sicurezza limita l'evento prima che si trasformi in un guasto più grave del sistema.
Ecco perché gli utenti dovrebbero valutare non solo la valvola, ma anche il sistema protetto. Contropressione, perdita di pressione in ingresso, scelta errata dei materiali, servizio sporco, funzionamento troppo vicino alla pressione di taratura e mancata ricertificazione creano spesso il reale percorso di guasto.

• Progettazioni meccanicamente semplici sono spesso più facili da mantenere, ma hanno comunque dei limiti operativi.
• La costruzione compatta può ridurre alcuni oneri di installazione, ma non elimina la necessità di un corretto dimensionamento e di una revisione della tubazione.
• La corretta selezione della valvola riduce gli interventi manuali di emergenza, i rilasci incontrollati e le perdite ripetute.
• La corretta manutenzione previene la deriva della pressione di taratura, i danni alla sede, il degrado della molla e il rischio di riparazioni non documentate.

Nei impianti reali, i primi segnali come sibili, perdite ripetute dalla sede, apertura instabile, incollaggio della guida, perdite dal soffietto o contaminazione della camera della molla dovrebbero essere trattati come avvertimenti, non come fastidi minori. Riparazioni ripetute senza individuare la causa del sistema portano spesso allo stesso guasto.

Importanza ambientale e normativa

Una valvola di sicurezza supporta la protezione ambientale e la conformità normativa perché il guasto da sovrapressione non è mai solo un problema meccanico.
Il rilascio di fluidi infiammabili, tossici, acidi, criogenici o dannosi per l'ambiente può innescare azioni normative, perdite di produzione e conseguenze che vanno oltre la semplice attrezzatura guasta. Il registro delle ispezioni, il certificato di prova, la tracciabilità dei materiali e il percorso di riparazione fanno parte del caso di sicurezza.

• Una corretta protezione di sfioro riduce la possibilità di rilasci incontrollati.
• Gli standard e i percorsi di certificazione aiutano a dimostrare che la valvola soddisfa il compito richiesto.
• I registri di ispezione, collaudo e riparazione fanno parte della conformità, non solo della documentazione di manutenzione.
• Il test di tenuta della sede aiuta a verificare le prestazioni di tenuta laddove richiesto dallo standard o dal progetto applicabile.

Le prestazioni affidabili delle valvole di sicurezza non sono solo un requisito tecnico. Sono anche una responsabilità di ispezione, documentazione e gestione del rischio.

Dove vengono utilizzate le valvole di sicurezza

Caldaie e recipienti a pressione

Le valvole di sicurezza sono ampiamente utilizzate su caldaie e recipienti a pressione poiché questi sistemi devono essere protetti contro rapidi aumenti di pressione.
Caldaie a vapore, recipienti a pressione non a fuoco, ricevitori, tamburi, scambiatori di calore e molti recipienti di processo utilizzano valvole di sicurezza o dispositivi di sfioro correlati come richiesto dal codice di riferimento. Le valvole di sicurezza per caldaie e i dispositivi di sfioro per recipienti a pressione possono seguire percorsi normativi diversi, quindi gli utenti non dovrebbero mescolare le ipotesi tra servizio di caldaia e servizio di recipienti a pressione.

Questi sistemi dipendono dall'apertura della valvola prima che l'apparecchiatura protetta superi il suo limite di pressione ammissibile. In questo contesto, la pressione di taratura, la marcatura secondo codice, la capacità certificata, il comportamento allo sfioro, la tenuta della sede e la tracciabilità delle riparazioni sono più importanti dell'aspetto o della somiglianza del catalogo. ASME BPVC Sezione VIII, Divisione 1 fornisce regole per recipienti a pressione, mentre le direttive ASME per caldaie possono applicarsi dove l'apparecchiatura protetta è una caldaia.

Condotte industriali e sistemi di processo

Le tubazioni industriali e i sistemi di processo utilizzano valvole di sicurezza o dispositivi di sfioro correlati dove l'espansione termica, l'uscita bloccata, il bypass del gas, il guasto del controllo, la rottura del tubo, la perdita di raffreddamento o il disturbo del processo possono creare pressioni non sicure.
I sistemi Oil & Gas, chimici, di raffinazione, GNL/GPL, energetici e di produzione spesso richiedono un'attenta revisione dello scenario di sfioro, della capacità richiesta, della linea di scarico, della pressione del collettore di flare e degli effetti delle tubazioni.

I dispositivi comuni utilizzati in questi sistemi includono:

• Valvole di sicurezza e valvole di sicurezza di sfioro per servizio con gas, vapori, vapore o servizi misti.
• Valvole di sfioro per servizio con liquidi.
• Valvole di sicurezza termiche per l'espansione di liquidi intrappolati in piccole sezioni di tubazioni.
• Design bilanciati a soffietto o pilotati quando la contropressione o i criteri di tenuta rendono i design convenzionali meno adatti.
• Dischi di rottura utilizzati da soli o in combinazione con valvole di sicurezza quando la base del progetto lo consente.

Il punto principale è che gli utenti dovrebbero abbinare il tipo di dispositivo al servizio effettivo invece di chiamare ogni dispositivo una valvola di sicurezza per impostazione predefinita. L'API 520 Parte I è comunemente utilizzata per il dimensionamento e la selezione dei dispositivi di scarico della pressione nelle raffinerie e nelle industrie correlate, mentre l'API 520 Parte II affronta i metodi di installazione per i dispositivi di scarico della pressione.

Usi quotidiani e per piccoli sistemi

Le valvole di sicurezza e i relativi dispositivi di scarico appaiono anche in sistemi più piccoli come scambiatori di calore, linee GPL, assemblaggi idraulici, ricevitori di aria compressa e apparecchiature preconfezionate.
Anche quando il sistema è più piccolo, gli stessi principi si applicano ancora: pressione di taratura, compatibilità del fluido, intervallo di temperatura, orientamento di installazione, percorso di scarico e manutenzione sono tutti importanti.

La protezione da sovrapressione nei piccoli impianti non deve essere sottovalutata. Materiali errati, pressione di taratura scorretta, posizione di scarico inadeguata o mancanza di registri di collaudo possono comunque creare un reale problema di sicurezza.

Cosa gli utenti dovrebbero controllare prima di scegliere una valvola di sicurezza

Pressione, punto di taratura e capacità di flusso

Gli utenti devono verificare la pressione di taratura, la capacità di sfioro richiesta, la capacità certificata e i limiti di pressione del sistema prima di confrontare fornitori o tipi di valvole.
La prima domanda pratica è se la valvola selezionata possa effettivamente proteggere l'apparecchiatura durante il caso di dimensionamento. Ciò non può essere dimostrato solo dalla dimensione della connessione.

Il dimensionamento corretto garantisce che la valvola possa gestire la portata richiesta durante l'evento di sovrapressione dominante. Una valvola che si adatta solo alla linea non è sufficiente. Per la revisione del progetto relativa al dimensionamento, vedere la Guida al dimensionamento delle valvole di sicurezza e alla capacità di scarico certificata.

Compatibilità mezzo, temperatura e materiali

La selezione del materiale corretto dipende dal fluido di servizio, dalla temperatura, dal livello di contaminazione e dal fatto che l'applicazione includa condizioni corrosive, acide (sour), criogeniche, sporche o di polimerizzazione.
Gli utenti dovrebbero guardare oltre il materiale del corpo e esaminare ugello, disco, ambiente molla, guida, soffietto, guarnizione e parti morbide dove utilizzate.

• Il servizio con vapore e gas caldi richiede spesso materiali di finitura e corpo resistenti alle alte temperature.
• Il servizio chimico corrosivo può richiedere acciaio inossidabile, duplex, lega di nichel o altri materiali resistenti alla corrosione a seconda del mezzo e della temperatura.
• Media sporchi o polimerizzanti possono contaminare guide, sedi o circuiti pilota.
• Il servizio sour può richiedere la revisione NACE MR0175 / ISO 15156 dove richiesto dal progetto.
• Il servizio criogenico può richiedere materiali e guarnizioni che mantengano la tenacità e le prestazioni di tenuta a basse temperature.
• Le sedi morbide possono migliorare la tenuta in servizio pulito ma potrebbero non essere adatte per alte temperature, servizio sporco o sostanze chimiche incompatibili.

Suggerimento: La compatibilità dei materiali non riguarda solo il tasso di corrosione. Influenza anche la perdita, l'incollaggio, le condizioni della molla, la durata del soffietto, la tenuta della sede e la frequenza delle riparazioni a lungo termine.

Installazione, Test e Documentazione

Una corretta installazione, test e documentazione sono essenziali poiché molti guasti sul campo sono causati da effetti del sistema piuttosto che dal corpo valvola stesso.
Gli utenti dovrebbero rivedere l'intero percorso di installazione e documentazione prima dell'approvazione. API 520 Parte II è comunemente utilizzata per la revisione dell'installazione dei dispositivi di sfioro, comprese le considerazioni sull'ingresso e sull'uscita. API 527 descrive i metodi di tenuta della sede per valvole di sicurezza convenzionali, a soffietto e pilotate dove richiesto dal progetto.

Gli utenti dovrebbero considerare la documentazione come parte integrante del prodotto, non come un ripensamento. Una valvola priva di registrazioni della pressione di taratura, dei test di tenuta del sede, della tracciabilità dei materiali o del supporto di capacità potrebbe essere difficile da approvare, anche se l'hardware appare accettabile. Un processo controllato Scheda tecnica per richiesta di offerta (RFQ) valvola di sicurezza aiuta a prevenire la mancanza di dati nella fase di acquisto.

Problemi comuni che gli utenti chiedono

Perché una valvola di sicurezza perde?

Le cause comuni di perdita delle valvole di sicurezza includono danni alla sede, depositi, corrosione, margine operativo errato, effetti della contropressione, distorsione termica e scarsa qualità della riparazione. La perdita dovrebbe essere trattata come un sintomo che richiede un'analisi delle cause profonde, non solo come un'operazione di lappatura della sede.

Gli utenti dovrebbero sempre cercare la causa del sistema, non solo il punto di perdita visibile. Se la stessa valvola perde ripetutamente dopo la riparazione, è necessario rivedere il fluido di servizio, il margine operativo, la contropressione, il carico di installazione o la base del materiale.

Perché una valvola di sicurezza vibra o si apre in modo instabile?

Il chatter o l'alzata instabile sono solitamente causati da effetti del sistema come eccessiva perdita di pressione in ingresso, comportamento problematico dello sfioro (blowdown), selezione sovradimensionata o aumento della contropressione di scarico. La sostituzione della molla senza revisionare il sistema spesso non risolve il problema.

Una revisione corretta della tubazione e la selezione appropriata del servizio riducono il rischio di chatter in modo più efficace rispetto alla sostituzione ripetuta dei componenti senza controllare il sistema di ingresso e uscita.

Quando riparare, ri-testare o sostituire?

La riparazione, il ri-test o la sostituzione devono basarsi sulla gravità del difetto, sulla storia del servizio, sui risultati dell'ispezione, sullo stato della documentazione e sulla capacità della valvola di soddisfare ancora il suo scopo. Una valvola non deve tornare in servizio solo perché è stata pulita o risuddata. Deve essere ripristinata, testata, documentata e sigillata secondo la procedura applicabile.

• Danni minori correggibili possono giustificare la riparazione e un ri-test completo.
• Ripetuti guasti, grave corrosione, parti interne danneggiate, storia di capacità incerta o documentazione mancante possono giustificare la sostituzione.
• Dopo eventi anomali, esposizione al fuoco, grave chatter o funzionamento instabile, la valvola deve essere revisionata prima di tornare in servizio.
• Gli utenti devono confermare se la riparazione deve essere eseguita secondo un percorso di autorizzazione di riparazione approvato, come il National Board VR, quando richiesto dal proprietario o dalla giurisdizione.
• Dopo la riparazione, la verifica della pressione di taratura, il test di tenuta della sede, la documentazione e la risigillatura devono essere completate prima del rientro in servizio.

Scenario di campo composito per la formazione ingegneristica: Una valvola è stata riparata due volte per perdite, ma il problema si è ripresentato entro pochi mesi. Una revisione successiva ha mostrato che il fluido di processo era cambiato ed era ora più corrosivo della base materiale originale. Le riparazioni ripetute hanno trattato il sintomo, non la causa. L'azione correttiva a lungo termine è stata quella di cambiare il materiale delle parti interne, verificare la nuova base di servizio, aggiornare i registri della valvola e impostare un intervallo di ispezione più breve fino a quando la storia delle prestazioni non è migliorata.

Una valvola di sicurezza protegge i sistemi aprendosi quando la pressione supera i limiti di sicurezza e richiudendosi dopo il ritorno alle condizioni normali. Gli utenti dovrebbero concentrarsi su:

• Corretta selezione in base al servizio effettivo.
• Corretta installazione e revisione della tubazione.
• Test e documentazione verificati.
• Tracciabilità di ispezione, riparazione, ricalibrazione e sigillatura.
• Compatibilità dei materiali per corpo, ugello, disco, guida, molla, soffietto e parti della sede.

Una chiara comprensione del funzionamento, della terminologia e dei problemi comuni sul campo aiuta gli utenti a mantenere la sicurezza, la conformità e l'affidabilità del sistema.

FAQ

Qual è la funzione principale di una valvola di sicurezza?

Una valvola di sicurezza protegge un sistema pressurizzato dalla sovrapressione.
Si apre automaticamente quando la pressione raggiunge il limite definito e si richiude dopo che la pressione scende nell'intervallo accettabile. La funzione reale è impedire alle apparecchiature protette di superare il loro limite di pressione ammissibile, scaricando al contempo un flusso sufficiente per il caso di sovrapressione dominante.

Ogni quanto tempo deve essere testata una valvola di sicurezza?

Non esiste un intervallo universale unico per ogni applicazione.
La frequenza di collaudo e ispezione dipende dal codice di riferimento, dalla giurisdizione, dalla gravità del servizio, dalla storia di manutenzione, dalla procedura del proprietario e dalla storia dei guasti. Servizi ad alto rischio, corrosivi, sporchi, criogenici, acidi o ad alto ciclo possono richiedere intervalli più brevi rispetto a servizi puliti e stabili.

Una valvola di sicurezza può essere utilizzata per qualsiasi tipo di fluido?

No. La selezione della valvola di sicurezza deve corrispondere allo stato del fluido, alla temperatura e alla compatibilità dei materiali.

Gli utenti devono abbinare la valvola e il trim al mezzo effettivo, non solo alla dimensione della linea di processo.

Cosa causa il malfunzionamento di una valvola di sicurezza?

Le cause comuni includono assunzioni errate del set point, capacità di scarico insufficiente, corrosione, depositi, effetti della contropressione, installazione errata e controllo delle riparazioni inadeguato.

• Danneggiamento della sede o dell'ugello.
• Incollamento della guida o instabilità del pilota.
• Materiale errato per il servizio.
• Effetti della tubazione di ingresso o uscita non adeguatamente valutati.
• Deriva della pressione di taratura dopo la riparazione o regolazione non documentata.

L'ispezione di routine e una corretta analisi dei guasti aiutano a prevenire il ripetersi. .

Quali standard sono importanti quando si acquista una valvola di sicurezza?

Gli standard pertinenti dipendono dall'apparecchiatura protetta e dal servizio, ma diversi sono comunemente importanti.

• ASME BPVC Sezione I o Sezione VIII per la base normativa e il percorso di certificazione.
• API 520 Parte I per il dimensionamento e la selezione.
• API 520 Parte II per la revisione dell'installazione.
• API 521 per scenari di sistemi di sfioro e depressurizzazione.
• API 527 per la tenuta del sedile.
• API RP 576 per le pratiche di ispezione.
• ISO 4126-1 o ISO 4126-4 per l'ambito dello standard di prodotto ove applicabile.
• National Board VR dove è richiesto un percorso di riparazione riconosciuto.

Il punto importante non è elencare gli standard per apparire. È confermare quale standard influisce sulla progettazione effettiva, sul dimensionamento, sull'installazione, sull'ispezione, sulla riparazione e sul percorso di approvazione.

Qual è la differenza tra pressione di taratura e sovrapressione?

La pressione di taratura è la pressione alla quale la valvola è regolata per iniziare ad aprirsi. Il sovrapressione è l'aumento di pressione al di sopra della pressione di taratura durante lo sfioro. L'accumulo è correlato al limite di pressione dell'apparecchiatura protetta, mentre il blowdown è la differenza di pressione tra l'apertura e la richiusura. Questi termini devono essere esaminati insieme perché controllano quando la valvola si apre, quale aumento di pressione temporaneo è consentito e quando la valvola si chiude.

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

La dimensione della connessione mostra solo se la valvola può essere installata. La capacità di sfioro certificata mostra se può effettivamente gestire la portata richiesta durante il caso di sovrapressione dominante. Una valvola può corrispondere all'ugello di ingresso e alla classe di pressione ma essere comunque sottodimensionata se l'area dell'orifizio o la capacità di sfioro certificata sono inadeguate.

Come influisce la contropressione sulle prestazioni della valvola di sicurezza?

La contropressione può influire sulla stabilità di apertura, sulla capacità di sfioro effettiva, sul blowdown e sul comportamento di richiusura. La contropressione sovrapposta esiste all'uscita prima che la valvola si apra. La contropressione indotta si sviluppa dopo che la valvola si apre a causa del flusso di scarico attraverso la tubazione di uscita o gli header. Una contropressione eccessiva o variabile può causare vibrazioni (chatter), capacità ridotta, richiusura inadeguata o perdite post-scarico.

Perché una valvola di sicurezza perde dopo l'installazione?

Le perdite dopo l'installazione possono derivare da danni alla sede, sporco, manipolazione impropria, funzionamento troppo vicino alla pressione di taratura, distorsione termica, corrosione, vibrazioni, sollecitazioni della tubazione, contropressione o ricalibrazione errata dopo la riparazione. La risoluzione dei problemi dovrebbe confrontare i registri dei test in officina con le condizioni installate e quindi esaminare la pressione operativa, la pulizia dell'ingresso, i carichi di uscita, il materiale della sede e la storia di servizio.