Cosa sono le valvole di controllo? Introduzione di base
Le valvole di controllo sono uno degli elementi più importanti dei moderni sistemi industriali, utilizzate per controllare il flusso di liquidi, gas o vapore attraverso le tubazioni entro il range operativo richiesto. Queste valvole aiutano a controllare le portate e quindi i parametri e le grandezze di processo, come la pressione, la temperatura e il livello del fluido, ecc. per processi efficaci ed efficienti. Essendo l'ultimo stadio di controllo in un circuito di controllo del processo, vengono segnalate da un segnale di ingresso, solitamente da un controllore, e muovono la valvola con l'aiuto di un attuatore (pneumatico, elettrico, idraulico o manuale) per consentire il passaggio della giusta quantità di fluido.
Le valvole di controllo sono descritte come i "guardiani" del controllo di processo. Senza di esse, i sistemi potrebbero surriscaldarsi, andare in sovrapressione o addirittura guastarsi, e questo non sarebbe una buona cosa.
Le valvole di controllo non sono utilizzate solo per il controllo del flusso, ma anche per l'ottimizzazione, la conservazione e la sicurezza. Aiutano le industrie a raggiungere prestazioni ottimali e a ridurre al minimo il consumo energetico, garantendo la stabilità del sistema. Dai sistemi di riscaldamento di base alle grandi raffinerie di petrolio, le valvole di controllo sono componenti essenziali per garantire operazioni sicure ed efficienti e rappresentano il meglio della precisione, della durata e dell'adattabilità nei sistemi di controllo dei processi.
Le valvole di controllo sono descritte come i "guardiani" del controllo di processo. Senza di esse, i sistemi potrebbero surriscaldarsi, andare in sovrapressione o addirittura guastarsi, e questo non sarebbe una buona cosa.
Le valvole di controllo non sono utilizzate solo per il controllo del flusso, ma anche per l'ottimizzazione, la conservazione e la sicurezza. Aiutano le industrie a raggiungere prestazioni ottimali e a ridurre al minimo il consumo energetico, garantendo la stabilità del sistema. Dai sistemi di riscaldamento di base alle grandi raffinerie di petrolio, le valvole di controllo sono componenti essenziali per garantire operazioni sicure ed efficienti e rappresentano il meglio della precisione, della durata e dell'adattabilità nei sistemi di controllo dei processi.
Componenti principali delle valvole di controllo
Le prestazioni di una valvola di controllo dipendono in larga misura dai suoi componenti chiave: il corpo della valvola, l'attuatore e il posizionatore. Tutti questi componenti hanno un proprio ruolo e contribuiscono a rendere la valvola precisa, efficiente e affidabile nel controllo del flusso dei fluidi.
| Componente | Funzione | Caratteristiche speciali |
| Corpo valvola | Regola il flusso del fluido attraverso la valvola. | Deve resistere a condizioni di processo quali pressione, temperatura e corrosione. |
| Attuatore | Converte i segnali di ingresso in forza meccanica per azionare la valvola. | I tipi comprendono quelli pneumatici, elettrici e idraulici. |
| Posizionatore | Assicura che l'elemento di regolazione della valvola sia nella posizione corretta per raggiungere i setpoint. | Migliora la precisione del sistema e riduce le perdite rispondendo alle variazioni delle condizioni di processo. |
Corpo valvola
Il corpo della valvola è la parte principale della valvola dove viene regolato il flusso del fluido. In esso si trova il componente interno di regolazione, che può essere un otturatore, una sfera o un disco che controlla la portata. Il materiale del corpo della valvola è molto importante. Deve essere in grado di resistere alle condizioni di processo, come pressione, temperatura o ambiente corrosivo. Nella produzione chimica, la scelta del materiale giusto riduce la possibilità di contaminazione e aumenta la durata della valvola.
Attuatore
L'attuatore viene utilizzato per aprire o chiudere la valvola azionando l'elemento di regolazione al suo interno. Converte i segnali di ingresso in forza meccanica in modo che il controllo possa essere preciso. Esistono 3 tipi principali di attuatori: Attuatori elettrici, attuatori pneumatici e attuatori idraulici.
Posizionatore
Il posizionatore assicura che l'elemento di regolazione si trovi nella posizione corretta della valvola per raggiungere il set point, muovendo costantemente la valvola in relazione al segnale di controllo del sistema. Ciò è particolarmente importante quando le condizioni del processo variano e si richiede una sorta di controllo di retroazione per mantenere il processo stabile. Il posizionatore riduce inoltre le perdite del sistema e garantisce le migliori prestazioni migliorando la precisione del posizionatore.
La comprensione di questi componenti consente agli ingegneri di scegliere e gestire correttamente le valvole di controllo a vantaggio della longevità e delle prestazioni del sistema. Le prestazioni dell'apparecchiatura dipendono dalla frequenza delle ispezioni, dalla scelta appropriata dei materiali e dal rispetto del programma di manutenzione.
Esplorazione dei tipi di valvole di controllo
Le valvole di regolazione sono disponibili in molte forme e tipi, a seconda della caduta di pressione, del movimento, della funzionalità e del mezzo di attuazione. Tutti i tipi di valvole sono progettati per determinate applicazioni e condizioni di processo. Di seguito sono descritte le classificazioni e i tipi di valvole di controllo appartenenti a ciascuna categoria.
In base alle caratteristiche di perdita di carico
Nella scelta delle valvole di controllo, di solito si considera la caduta di pressione del sistema. Le valvole vengono classificate in base al grado di resistenza al flusso e alla quantità di controllo richiesta.
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Valvole di controllo a globo: Sono le valvole di controllo a globo più comuni per la regolazione accurata del flusso in sistemi con elevati differenziali di pressione. Grazie al loro design a movimento lineare, consentono regolazioni di precisione che le rendono adatte all'uso in processi come il trattamento chimico o il controllo del vapore. Ad esempio, le valvole di controllo a globo sono in grado di funzionare con cadute di pressione superiori a 20 bar e sono molto precise nelle loro operazioni.
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Valvole a farfalla: Le valvole a farfalla sono ideali per l'uso dove è auspicabile una bassa perdita di pressione e dove lo spazio e il costo sono fattori determinanti. Vengono normalmente installate nei sistemi HVAC, nelle unità di trattamento dell'aria e nelle tubazioni di grandi dimensioni. Sebbene non siano precise come le valvole a globo, sono molto efficienti perché possono consentire il flusso con una resistenza minima.
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Valvole a sfera: Le valvole a sfera sono caratterizzate da basse perdite di carico e dalla capacità di raggiungere un elevato livello di chiusura. Sono ideali per l'impiego in applicazioni in cui è necessario un funzionamento frequente, ad esempio nella regolazione del flusso di gas o nella movimentazione di fanghi. Grazie alla loro bassa resistenza al flusso, sono efficienti dal punto di vista energetico nei sistemi di grandi dimensioni.
In base al profilo di movimento dell'elemento di comando
Le valvole di regolazione possono essere classificate anche in base al modo in cui i loro componenti interni si muovono per regolare il flusso: movimento lineare o movimento rotatorio.
Valvole a movimento lineare:
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Valvole a globo: Utilizzano un movimento rettilineo per aprire o chiudere le posizioni e sono ideali per le applicazioni che richiedono una regolazione fine del flusso.
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Valvole a saracinesca: Le valvole a saracinesca non sono adatte a servizi di strozzamento, ma sono utilizzate per servizi on-off. Quando sono completamente aperte, offrono un percorso di flusso regolare e sono quindi adatte all'uso in tubazioni che trasportano liquidi o fanghi.
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Valvole a membrana: Sono valvole a movimento lineare ideali per l'utilizzo in presenza di fluidi altamente corrosivi o abrasivi. Il diaframma flessibile separa i fluidi di processo e garantisce la necessaria durata e pulizia di funzionamento.
Valvole a movimento rotatorio:
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Valvole a farfalla: Sono del tipo a disco rotante e si applicano nei sistemi in cui è necessario un funzionamento frequente con poche perdite di carico.
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Valvole a sfera: Hanno un elemento di chiusura sferico che ruota di 90 gradi per aprire o chiudere il flusso. Sono molto efficaci per una chiusura rapida e sicura.
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Valvole a spina: Le valvole a otturatore funzionano grazie a un otturatore cilindrico o conico filettato che ruota all'interno del corpo della valvola. Sono piccole e robuste, adatte all'uso frequente in applicazioni chimiche o petrolifere.
Le valvole rotative sono in genere più veloci e compatte delle valvole lineari e vengono utilizzate in applicazioni in cui è necessaria una risposta rapida e lo spazio è limitato.
In base alla funzionalità
Il funzionamento delle valvole di controllo è determinato dalla funzione che la valvola deve svolgere nel sistema, che si tratti di controllare la portata, miscelare o bypassare i fluidi.
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Valvole di miscelazione: Sono impiegati per miscelare due o più flussi di fluido alla temperatura o alla concentrazione desiderata. Sono comunemente utilizzati nei sistemi HVAC, dove la stabilità della temperatura è di fondamentale importanza.
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Valvole di deviazione: Le valvole deviatrici aiutano a trasferire il flusso da una tubazione all'altra. Sono comunemente applicate in sistemi in cui i fluidi di processo devono essere distribuiti in modo selettivo, ad esempio nella produzione di farmaci.
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Valvole a spina: Di lunga durata e semplici da usare, le valvole a otturatore sono utilizzate nell'industria chimica e petrolifera. Il loro design le rende affidabili in condizioni caratterizzate da alta pressione o da condizioni corrosive.
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Valvole a membrana: Queste valvole sono ideali per l'impiego in applicazioni che coinvolgono fanghi, fluidi ad alta viscosità e fluidi altamente corrosivi. Sono relativamente facili da usare e possono sostenere guarnizioni a tenuta stagna, il che le rende adatte all'uso nelle industrie alimentari, delle bevande e farmaceutiche.
In base al metodo di attuazione
Le valvole sono classificate in base al tipo di azionamento utilizzato per il loro funzionamento e questo definisce il mezzo operativo, la precisione di controllo, l'utilizzo di potenza e la velocità della valvola. Ecco una ripartizione più chiara dei principali tipi:
Valvole manuali:
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Le valvole manuali sono quelle che vengono azionate manualmente e generalmente per mezzo di un volantino o di una leva. Sono semplici ed economiche, adatte a sistemi su piccola scala o a circostanze in cui la regolazione viene effettuata raramente. Il loro funzionamento è molto più lento e meno accurato rispetto a quello delle valvole automatiche, ma offrono il tipo di affidabilità necessaria per le applicazioni che richiedono un controllo di portata da basso a moderato.
Valvole di controllo pneumatiche:
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Le valvole pneumatiche sono quelle valvole il cui funzionamento avviene tramite aria compressa. Sono molto apprezzate nelle applicazioni industriali, come gli impianti di lavorazione chimica e i frantoi, dove la velocità di risposta e la facilità d'uso sono fondamentali. Le valvole pneumatiche sono utilizzate anche in condizioni di pericolo, grazie all'assenza di scintille elettriche. Tuttavia, necessitano sempre di aria compressa fresca e possono essere meno precise di quelle elettriche.
Valvole di controllo elettriche:
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Le valvole elettriche sono azionate da motori elettrici, sono molto precise e possono essere facilmente integrate in un sistema di automazione. Sono particolarmente adatte all'impiego in sistemi in cui è necessario un elevato grado di controllo, ad esempio negli impianti di trattamento delle acque o nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria. Le valvole elettriche sono generalmente un po' più lente di quelle pneumatiche, ma offrono una risoluzione molto elevata e sono utilizzate soprattutto in assenza di aria compressa e in ambienti molto puliti.
Valvole di controllo idraulico:
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Vengono utilizzati nelle applicazioni che richiedono una forza elevata, tra cui le attrezzature industriali pesanti, le applicazioni marine o l'industria del petrolio e del gas naturale. Gli attuatori idraulici sono in grado di gestire pressioni elevate e grandi carichi e sono quindi ideali per applicazioni impegnative e soggette a forti sollecitazioni. Tuttavia, il sistema di fluidi idraulici deve essere gestito per evitare perdite e garantire un funzionamento efficiente del dispositivo.
È fondamentale avere una conoscenza adeguata dei tipi di valvole di controllo e della loro classificazione per progettare sistemi di processo efficaci. Ogni tipo ha i suoi vantaggi ed è adatto all'uso in determinate circostanze, come la riduzione delle perdite di pressione, la gestione di fluidi aggressivi o la fornitura di una regolazione accurata. Una scelta corretta, basata sulle condizioni operative e sui requisiti del sistema, garantisce prestazioni elevate, durata e risparmio energetico.
Applicazioni della valvola di regolazione in vari settori industriali
Le valvole di regolazione sono uno degli strumenti più importanti utilizzati nelle industrie per controllare il flusso, la pressione e la temperatura dei fluidi. Questo le rende adatte a soddisfare le esigenze di diversi settori industriali, a seconda delle loro necessità. Nella sezione seguente viene illustrato l'uso delle valvole di controllo in diversi settori industriali e vengono descritte le valvole più adatte a ciascuna applicazione.
Produzione chimica
Nell'industria chimica, i processi sono solitamente caratterizzati dalla manipolazione di materiali corrosivi, volatili o reattivi. Le valvole di controllo garantiscono sicurezza, precisione e affidabilità in queste condizioni.
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Valvole a globo: Grazie all'accurato controllo del flusso, migliorano l'accuratezza del controllo e sono adatti per la regolazione del flusso di sostanze chimiche o di reazioni ad alta pressione.
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Valvole a membrana: Sono utilizzati soprattutto per mezzi corrosivi e abrasivi, poiché la loro struttura non consente la contaminazione ed è resistente agli agenti chimici.
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Valvole a spina: Molto apprezzate per la loro affidabilità, le valvole a otturatore sono utilizzate in applicazioni con elevate velocità di ciclaggio e in processi che coinvolgono fluidi ad alta viscosità o corrosivi.
Industria del petrolio e del gas
L'industria petrolifera e del gas è caratterizzata da alta pressione, alta temperatura e mezzi abrasivi nella maggior parte delle operazioni. La scelta della valvola corretta è fondamentale per il funzionamento del sistema.
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Valvole a saracinesca: Comuni nei servizi on/off degli oleodotti per il trasporto del greggio, grazie alle loro caratteristiche di flusso totale o di chiusura completa.
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Valvole a sfera: Queste valvole sono adatte all'uso nelle condutture del gas perché agiscono rapidamente e forniscono un'intercettazione positiva per ridurre al minimo le perdite.
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Valvole a farfalla: Applicato nei processi di raffinazione in cui sono desiderate basse perdite di carico e dimensioni ridotte, ad esempio negli impianti di trattamento del gas.
Sistemi HVAC e di costruzione
Nei sistemi HVAC, le valvole di regolazione aiutano a controllare l'ambiente interno mediante il controllo del flusso d'aria, dell'acqua e della temperatura.
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Valvole a farfalla: Sono leggeri ed economici e vengono utilizzati per gestire il flusso d'aria in condotti HVAC di grandi dimensioni.
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Valvole di miscelazione: Controllano il flusso di acqua calda e fredda per ottenere le giuste temperature nei sistemi di riscaldamento e raffreddamento.
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Valvole a globo: Controllare il flusso dell'acqua nei sistemi di raffreddamento e di acqua calda per migliorare l'utilizzo dell'energia negli edifici di grandi dimensioni.
Trattamento dell'acqua e delle acque reflue
Le valvole di controllo sono molto importanti negli impianti di trattamento delle acque, poiché aiutano a controllare il flusso dell'acqua e a prevenire gli sprechi.
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Valvole a sfera: Grazie alla loro capacità di chiusura molto stretta, sono adatti per l'uso in applicazioni con acqua pulita e per la gestione di tubazioni di grandi dimensioni.
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Valvole a saracinesca: Applicato per scopi di accensione e spegnimento in grandi sistemi di alimentazione idrica dove l'acqua può continuare a scorrere quando la valvola è completamente aperta.
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Valvole a farfalla: Controllano con facilità il flusso nei sistemi di acque reflue e forniscono un'ampia gamma di servizi duraturi e affidabili in condizioni corrosive.
Generazione di energia
Nelle centrali elettriche, le valvole di regolazione vengono utilizzate per controllare il flusso di vapore e acqua e garantire l'efficienza e la sicurezza della turbina.
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Valvole a globo: Sono ampiamente utilizzati nella regolazione del vapore in condizioni di alta pressione e alta temperatura per l'efficienza delle turbine.
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Valvole con attuatore elettrico: Sono molto importanti nelle centrali elettriche perché offrono un controllo accurato e automatico di processi come l'acqua di alimentazione della caldaia. Senza di essi, il costante intervento manuale comporterebbe perdite di tempo, un aumento della manodopera e una maggiore probabilità di errori. La loro precisione garantisce un funzionamento costante della turbina, una maggiore efficienza di conversione dell'energia e una maggiore affidabilità del sistema.
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Valvole a membrana: Si applica all'acqua di raffreddamento e alla gestione di fluidi contenenti sostanze abrasive o chimiche nei sistemi ausiliari delle centrali elettriche.
Industria alimentare e delle bevande
Pulizia, precisione e protezione dalla contaminazione sono fondamentali nella produzione di alimenti e bevande. Le valvole di controllo sono utilizzate per garantire che la qualità sia mantenuta ad uno standard molto elevato.
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Valvole a membrana: Grazie al loro design pulito, non si contaminano facilmente, eliminando ogni possibilità di contaminazione, e sono ideali per la manipolazione di liquidi come ingredienti, sciroppi e detergenti.
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Valvole di miscelazione: Utilizzato per la miscelazione degli ingredienti o la regolazione del calore in operazioni come la pastorizzazione.
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Valvole a farfalla: Sono leggeri e facilmente lavabili; sono utilizzati per regolare il flusso nella produzione di bevande.
Industria mineraria e pesante
Le operazioni minerarie comportano fanghi abrasivi, alta pressione e altre condizioni sfavorevoli che richiedono valvole di controllo robuste.
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Valvole a sfera: Tipicamente applicato nelle tubazioni per liquami, dove è necessario avere una chiusura molto stretta e un'elevata resistenza all'usura.
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Valvole a spina: Grazie alla loro struttura, sono adatti all'impiego in applicazioni in cui l'apparecchiatura viene utilizzata frequentemente in condizioni ostili.
Farmaceutica e biotecnologia
La produzione farmaceutica e le sue applicazioni nella biotecnologia richiedono alti livelli di precisione e pulizia.
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Valvole a membrana: Comune nelle applicazioni in cui la contaminazione non è auspicabile nei sistemi contenenti fluidi critici come vaccini o farmaci.
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Valvole a globo: Utilizzato in applicazioni di dosaggio in cui è richiesta un'elevata precisione o in applicazioni in camera bianca.
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Valvole con attuatore elettrico : Sono ampiamente utilizzati nelle industrie farmaceutiche e biotecnologiche, in quanto è necessario un controllo accurato per processi quali il dosaggio e la miscelazione. Senza di essi, il controllo manuale può portare a imprecisioni, contaminazioni e incoerenze nel processo di produzione.
Le valvole di controllo sono utilizzate in quasi tutti i settori industriali e il loro impiego dipende dai requisiti del settore specifico. Nella produzione farmaceutica per un dosaggio accurato o nella gestione di oleodotti ad alta pressione, ogni tipo di valvola, comprese quelle a globo, a farfalla, a diaframma o a sfera, ha i suoi vantaggi. La conoscenza delle esigenze specifiche di ciascun settore è utile quando si tratta di scegliere una valvola in grado di garantire la massima sicurezza, affidabilità e prestazioni.
Fattori da considerare nella scelta dei tipi di valvole di controllo
La scelta della giusta valvola di controllo è molto importante per ottenere i migliori risultati in termini di prestazioni, affidabilità e durata del sistema. Una buona valvola non solo soddisfa i requisiti di processo, ma migliora anche la sicurezza e riduce il rischio ambientale. Per prendere una decisione informata sul vostro sistema di gestione, considerate i seguenti quattro fattori chiave: le condizioni di processo, i requisiti di controllo, i fattori di sicurezza e ambientali e il tipo corretto di metodo di attuazione della valvola. Tutti questi fattori sono molto importanti per decidere se un particolare tipo di valvola è adatto al vostro processo.
Condizioni di processo
Le condizioni di processo sono fattori quali il tipo di fluido, la pressione, la temperatura e la portata. Questi fattori hanno un impatto diretto sulla progettazione e sul materiale della valvola.
Tipo di fluido: In caso di fluidi corrosivi, come gli acidi nelle industrie di trasformazione chimica, sono adatte le valvole a membrana con rivestimenti in PTFE (Teflon), poiché non sono suscettibili di attacchi chimici. Nelle applicazioni minerarie che coinvolgono fanghi abrasivi, sono consigliate valvole a sfera o a otturatore costruite con leghe temprate.
Pressione e temperatura: Le valvole a globo o a saracinesca con pressioni elevate superiori a 100 bar, come gli oleodotti, sono utilizzate in acciaio inox o Hastelloy. Tuttavia, per le applicazioni a bassa pressione, le valvole a farfalla sono le più economiche.
Portata: Le valvole devono essere compatibili con la portata del sistema. Ad esempio, le valvole a globo offrono una chiusura ermetica e un controllo accurato del flusso, ma tendono a produrre un'elevata caduta di pressione, mentre le valvole a sfera hanno una bassa resistenza e consentono portate elevate e recupero di energia in sistemi di grandi dimensioni.
Requisiti di controllo
È importante capire che applicazioni diverse richiedono livelli diversi di precisione, tempi di risposta e complessità del sistema. I requisiti di controllo determinano il tipo di valvola e attuatore da utilizzare.
Precisione: Per le applicazioni in cui il controllo è critico, ad esempio nelle industrie chimiche dove il rapporto tra le sostanze chimiche deve essere misurato con precisione durante la produzione, le valvole a globo o a membrana con attuatori elettrici offrono un controllo incrementale con una precisione fino a 0,1%.
Velocità di funzionamento: Le applicazioni che richiedono un funzionamento rapido del controllo on/off, ad esempio le chiusure di emergenza nelle raffinerie di petrolio, sono meglio servite da valvole a sfera o a farfalla con attuatori pneumatici che richiedono millisecondi per funzionare.
Strozzatura vs. On/Off: per le applicazioni di strozzatura, come il controllo del vapore nelle centrali elettriche, si utilizzano valvole a globo, mentre per le applicazioni on/off, come l'isolamento del flusso nei sistemi idrici, si utilizzano valvole a saracinesca o a sfera.
Automazione: Nel caso di sistemi di grandi dimensioni, come le linee di produzione automatizzate, le valvole ad azionamento elettrico o pneumatico sono più adatte grazie alla loro compatibilità con i sistemi di controllo digitali.
Sicurezza e Ambiente Fattori
L'uso di fluidi pericolosi o di sistemi che funzionano in condizioni estreme richiede preoccupazioni per la sicurezza e l'ambiente.
Prevenzione delle perdite: Nelle applicazioni che prevedono l'uso di fluidi tossici o corrosivi, ad esempio nella produzione di farmaci, le valvole a membrana non presentano perdite poiché il fluido è separato dal corpo della valvola da una membrana flessibile.
Design a prova di esplosione: Gli attuatori pneumatici sono utilizzati al posto di quelli elettrici in aree esplosive come gli impianti petroliferi e del gas per evitare fonti di accensione.
Temperature estreme: Alcune valvole sono utilizzate in servizi criogenici, cioè a temperature inferiori a -100°C, o in servizi ad alta temperatura, cioè a temperature superiori a 500°C, e richiedono progetti speciali. Le valvole a globo criogeniche con cofano esteso sono utilizzate nel servizio di gas naturale liquefatto (LNG), mentre le valvole a sfera con sede metallica sono utilizzate nel servizio ad alta temperatura, come il servizio a vapore.
Impatto ambientale: Le valvole utilizzate negli impianti di trattamento delle acque non devono presentare perdite o sprechi d'acqua. Le valvole a farfalla sono preferite perché sono in grado di controllare grandi flussi d'acqua contemporaneamente. Sono efficienti dal punto di vista energetico.
Metodo di azionamento
La decisione sul metodo di attuazione da utilizzare è molto importante per determinare le prestazioni, la facilità d'uso e il consumo energetico della valvola. Esistono quattro tipi principali di attuatori: pneumatici, elettrici, idraulici e manuali. Ognuno di essi presenta vantaggi e svantaggi e può essere utilizzato in base alle esigenze delle operazioni da svolgere.
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Gli attuatori pneumatici sono utilizzati nelle industrie per il loro basso costo, l'elevata affidabilità e il breve tempo di risposta. Grazie alla loro flessibilità di utilizzo in condizioni di temperatura che vanno da -40°C a 200°C, sono adatti all'impiego in condizioni quali le industrie chimiche. Tuttavia, necessitano di una fornitura costante di aria compressa, che può essere molto costosa da installare e mantenere. Inoltre, c'è un problema di spreco di energia nella compressione dell'aria nel sistema, che può portare a un elevato consumo energetico. Tuttavia, sono abbastanza sensibili e potenti da poter essere utilizzati frequentemente.
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Gli attuatori elettrici sono utilizzati nei casi in cui sono necessari una precisione e un controllo elevati, ad esempio nella produzione di farmaci. Possono raggiungere un'accuratezza di controllo fino a 0,1% del set point e sono quindi adatti all'uso in processi che richiedono un'elevata precisione. Non sono pneumatici e quindi non producono rumore, sono sistemi puliti che non utilizzano aria compressa e sono quindi ideali per gli ambienti puliti. Sebbene il loro tempo di risposta sia leggermente più lento rispetto agli attuatori pneumatici, sono più efficienti dal punto di vista energetico e richiedono meno manutenzione nel lungo periodo. Queste caratteristiche rendono gli attuatori elettrici adatti all'impiego in processi che richiedono elevata precisione e pulizia.
Attuatori idraulici
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Gli attuatori idraulici sono ideali per le applicazioni che richiedono una forza elevata, come l'estrazione mineraria o la perforazione offshore. Possono lavorare con pressioni fino a 300 bar e forniscono un ottimo controllo per le applicazioni ad alta intensità. Tuttavia, i sistemi idraulici sono notoriamente vulnerabili alle perdite di fluido, che sono costose da riparare e poco rispettose dell'ambiente. Questo rischio, unito al fatto che richiedono una maggiore manutenzione, li rende adatti solo per alcune applicazioni ad alto carico.
Consigli per la manutenzione e l'ottimizzazione delle prestazioni delle valvole di controllo
La manutenzione è molto importante per ottenere prestazioni, affidabilità ed efficienza a lungo termine delle valvole di controllo. Di seguito sono riportate le aree chiave su cui concentrarsi, organizzate per chiarezza:
Ispezione regolare
Assicurarsi che la valvola sia nella posizione corretta per l'apertura e la chiusura. Le valvole disallineate o bloccate possono causare molti problemi di flusso.
Verificare la presenza di segni di ruggine, perdite o blocchi nel corpo della valvola o nell'attuatore. È meglio risolvere questi problemi prima che causino un fermo macchina eccessivo e quindi è meglio affrontarli in una fase iniziale.
Calibrazione
Gli attuatori e i posizionatori devono essere calibrati spesso per garantire che rispondano in modo appropriato ai segnali di controllo. Questo vale soprattutto per i sistemi che hanno come elemento di controllo attuatori elettrici o pneumatici.
Controllare l'integrità del segnale nell'anello di controllo per garantire che la valvola funzioni in modo accurato, soprattutto nelle applicazioni che richiedono alti livelli di precisione.
Pulizia e lubrificazione
Pulire le parti interne come le sedi, i tappi o i dischi per assicurarsi che non vi siano detriti o accumuli che possano ostacolare il flusso del liquido.
Utilizzare il grasso giusto sullo stelo o su qualsiasi altra parte che si muove, per ridurre al minimo l'usura e l'attrito.
Monitoraggio e diagnostica
Per il monitoraggio in tempo reale del sistema è opportuno utilizzare attuatori o posizionatori intelligenti con funzioni di diagnostica. Questi dispositivi possono identificare problemi come la deriva della valvola, le vibrazioni eccessive o l'usura dei componenti.
Utilizzate i dati sulle prestazioni per individuare i problemi e correggerli prima che portino al fallimento.
Se si adottano queste pratiche, le prestazioni della valvola di controllo saranno migliorate, lo spreco di energia ridotto e la durata della valvola aumentata.
Conclusione
Le valvole di controllo sono componenti importanti nei processi industriali odierni, in quanto forniscono una regolazione accurata del flusso, migliorano le prestazioni e forniscono protezione in numerose applicazioni. Grazie alla conoscenza dei tipi, delle funzioni e dei requisiti di manutenzione, le industrie possono migliorare le prestazioni, ridurre al minimo i guasti e garantire un'affidabilità a lungo termine nelle condizioni più difficili.
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