Acciaio inossidabile 316 Valvola a sfera manuale

Cos'è una valvola a sfera? Principio di funzionamento, Tipi & Usi

Contenuto spettacolo

1. Introduzione

Una valvola a sfera è una valvole a quarto di turno che controlla il flusso di fluido usando una cavità, palla pivoting.

Noto per la loro semplice operazione, capacità di tenuta stretta, e durata, Sono ampiamente utilizzati in tutti i settori, che vanno dal petrolio e dal gas alla trasformazione degli alimenti.

La loro versatilità ed efficienza li rendono uno dei tipi di valvole più ampiamente adottati nei sistemi di gestione dei fluidi.

2. Cos'è una valvola a sfera?

Principio di funzionamento fondamentale

UN palla valvola è un tipo di valvola a quarto di svolta che utilizza una palla sferica con un centro vuoto (Conosciuto come una noia) Per controllare il flusso di liquidi o gas.

Quando il foro della palla è allineato con il percorso di flusso, La valvola è aperta; Quando è ruotato 90 gradi, Il percorso del flusso è bloccato, e la valvola è chiusa.

Le valvole a sfera sono ampiamente riconosciute per il loro capacità di chiusura strette, operazione semplice, E durabilità.

Valvole a sfera
Valvole a sfera

Principio di funzionamento

La sfera all'interno del corpo della valvola è collegata a a gambo, che è gestito manualmente (tramite una leva o una maniglia) o automaticamente (tramite un attuatore). La palla ha un noia (buco) attraverso il suo centro:

  • Posizione aperta: Quando la maniglia è ruotata in modo che il foro si allinei con la conduttura, fluido scorre liberamente.
  • Posizione chiusa: Quando la maniglia è ruotata di 90 °, Il lato solido della sfera blocca il percorso di flusso.

3. Componenti e materiali core di una valvola a sfera

Componente Descrizione Esempi materiali
Corpo valvola La principale struttura contenente pressione che ospita tutte le parti interne. Acciaio inossidabile, ottone, PVC, acciaio al carbonio
Palla Un elemento sferico con un foro centrale che ruota per controllare il flusso. Ottone cromatico, acciaio inossidabile
Sedili Anelli (Spesso realizzato con materiali morbidi) che creano un sigillo tra la palla e il corpo. PTFE (Teflon), nylon, Polimeri rinforzati
Gambo Un albero che collega la palla alla maniglia o all'attuatore, trasmissione del movimento. Acciaio inossidabile, ottone
Sigilli & O-ring Prevenire perdite lungo lo stelo e altre articolazioni. Gomma nitrile, Faston, EPDM
Maniglia / Attuatore Utilizzato per girare manualmente o automaticamente la palla per aprire o chiudere la valvola. Alluminio, acciaio, unità elettriche/pneumatiche
Connessioni finali Interfacce con la pipeline (per esempio., filettato, flangiato, saldato). Corrisponde al materiale del tubo

Il componente funziona in dettaglio

Corpo valvola:

Il guscio esterno supporta l'integrità strutturale e garantisce il contenimento della pressione.

Potrebbe essere un pezzo unico, due pezzi, o tre pezzi a seconda delle esigenze di design (per esempio., manutenibilità o compattezza).

Palla:

La sfera vuota o solida è accusata di precisione per consentire il flusso di fluido se allineato con la tubazione. In progetti a portata intero, Il foro corrisponde al diametro del tubo per una perdita di pressione minima.

Sedili:

Posizionato attorno alla palla, Questi creano un sigillo a tenuta. Devono resistere alla temperatura, pressione, ed esposizione chimica.

PTFE è comune per il servizio generale; I sedili rinforzati sono utilizzati in applicazioni ad alta pressione o abrasive.

Gambo:

Trasferisce la coppia dalla maniglia o dall'attuatore alla palla. Un design dello stelo a prova di scoppio garantisce la sicurezza nei sistemi ad alta pressione impedendo che lo stelo venga espulso sotto pressione.

Sigilli e o-ring:

Questi componenti di tenuta secondari assicurano la tenuta lungo lo stelo e tra le interfacce interne, Migliorare la durata e ridurre la manutenzione.

Gestire o attuatore:

Le maniglie manuali sono comuni nei sistemi a bassa pressione o a bassa pressione. Per telecomando o automazione, elettrico, pneumatico, o gli attuatori idraulici sono montati sullo stelo.

Connessioni finali:

La selezione dipende dal sistema di tubazioni. Le estremità filettate vengono utilizzate per i sistemi di piccolo diametro, estremità flangiate per uso ad alta pressione o industriale, e saldature a presa per installazioni permanenti.

4. Tipi di valvole a sfera

Le valvole a sfera sono disponibili in una varietà di design per soddisfare le diverse esigenze di industrie come petrolio e gas, lavorazione chimica, prodotti farmaceutici, trattamento dell'acqua, e produzione di energia.

La loro configurazione, determinata dalla dimensione della porta, Costruzione del corpo, Tipo di posti a sedere, e attuazione: influisce direttamente sulla performance, manutenzione, controllo del flusso, e costo.

Valvola a sfera a porta completa (Foro pieno)

  • Progetto: Il diametro del foro interno della sfera corrisponde al diametro della conduttura, consentendo un flusso di fluido senza ostacoli.

    Valvola a sfera a porta completa CF8M
    Valvola a sfera a porta completa CF8M

  • Vantaggio tecnico:
    • Praticamente nessuna caduta di pressione.
    • Abilita il maiale della tubazione (Pulizia con un dispositivo di maiale).
    • Ideale per i sistemi di alta pulizia in quanto riduce la turbolenza fluida e le zone morte.
  • Esempio di utilizzo: In Elaborazione farmaceutica, Le valvole a porta completa assicurano la pulizia e il taglio minimo su liquidi sensibili come colture cellulari o soluzioni iniettabili.

Valvola a sfera di porta ridotta (Foro standard)

  • Progetto: L'apertura della palla interna è inferiore al diametro del tubo, Creazione di una restrizione simile a Venturi.

    Valvola a sfera di porta ridotta
    Valvola a sfera di porta ridotta

  • Vantaggio tecnico:
    • Costi e peso più bassi.
    • Adatto quando il controllo del flusso preciso non è critico.
  • Scambio: Provoca minore perdita di pressione, non idonei per condutture di maiale.
  • Uso comune: Sistemi HVAC commerciali, Laddove la leggera perdita di pressione è accettabile e l'efficienza dei costi è una priorità.

Valvola a sfera V-port

  • Progetto: La palla o il sedile dispone di un ritaglio a forma di "V".

    Valvola a sfera in acciaio a V inossidabile
    Valvola a sfera in acciaio a V inossidabile

  • Funzionalità: Consente il controllo messo a punto del flusso di fluido mentre la sfera ruota. La portata aumenta in modo non lineare, rendendolo ideale per il controllo proporzionale.
  • Vantaggio tecnico:
    • Modulazione accurata del flusso di fluidi.
    • Offre caratteristiche di controllo simili alle valvole globali con una perdita di pressione più bassa.
  • Nota critica: Richiede posti più forti e attuatori ad alta torque per gestire l'erosione.
  • Esempio: Utilizzato in sistemi di dosaggio chimico, Iniezione a vapore, E impianti di trattamento delle acque dove la modulazione del flusso precisa è vitale.

Valvole a sfera multi-porto (3-Modo e 4 vie)

  • Tipi:
    • L-port: Dirige il flusso tra due delle tre porte (per esempio., ingresso a outlet a o b).
    • T-port: Può mescolare o deviare il flusso tra tutte e tre le porte.

      3-Modo in acciaio inossidabile della valvola a sfera
      3-Modo in acciaio inossidabile della valvola a sfera

  • Vantaggio tecnico:
    • Riduce il numero di valvole necessarie nei sistemi di tubazioni.
    • Semplifica l'impianto idraulico nella miscelazione, deviazione, o applicazioni di bypass.
  • Nota dei materiali: Spesso realizzato in acciaio inossidabile o acciaio al carbonio foderato PTFE per mezzi corrosivi.
  • Esempio: In CIP (Pulito sul posto) Sistemi nella produzione di alimenti e bevande, 3-Il modo in cui le valvole reindirizzano gli agenti di pulizia senza bisogno di smontaggio del sistema.

Valvola a sfera montata su trunnion

  • Progetto: La palla è fissa e supportata dai cuscinetti ad entrambe le estremità (trunnioni superiore e inferiore). I sedili sono caricati a molla per spostarsi verso la palla.

    Valvola a sfera montata su trunnion
    Valvola a sfera montata su trunnion

  • Vantaggio tecnico:
    • Può gestire pressioni molto elevate (per esempio., ANSI Classe 1500–2500).
    • Coppia operativa ridotta a causa della sfera fissa.
    • Sigillazione migliorata con doppio blocco e capacità di sanguinamento.
  • Dati delle prestazioni: Nei sistemi di gasdotti, Valvole a sfera di trunnion classificate a 6d Fire può isolare in sicurezza la pressione 10,000 psi con attuazione in un quarto di svolta.
  • Uso comune: Stazioni di compressione del gas naturale, Terminali di GNL, Operazioni sottomarine, E Pipeline di liquame ad alta pressione.

Valvola a sfera mobile

  • Progetto: La palla è sospesa tra due posti ed è libera di muoversi leggermente sotto pressione per migliorare la sigillatura a valle.

    Valvola a sfera mobile
    Valvola a sfera mobile

  • Vantaggio tecnico:
    • Costruzione semplice.
    • Buono per la tenuta bidirezionale.
    • Adatto per applicazioni a pressione bassa a media.
  • Limitazione: Non ideale per diametri più grandi o pressioni molto elevate a causa della sollecitazione di tenuta.
  • Esempio: Usato ampiamente in serbatoi di conservazione del carburante, sistemi idrici potabile, E unità di processo montate su sliid.

Valvola a sfera di ingresso superiore

  • Progetto: Gli interni della valvola sono accessibili dall'alto mentre la valvola rimane in condotta.

    Valvola a sfera di ingresso superiore
    Valvola a sfera di ingresso superiore

  • Vantaggio tecnico:
    • Facilita la manutenzione in linea, Risparmio di inattività.
    • Ideale per i sistemi in cui è necessaria un'ispezione frequente.
  • Conformità: Comunemente prodotto a 6d Fire O ASME B16.34.
  • Esempio: Dispiegato in unità di raffinazione dell'idrocarburo, dove il funzionamento continuo è fondamentale e i tempi di inattività sono costosi.

Ingresso laterale / Valvola a sfera a corpi divisi

  • Progetto: Il corpo della valvola è assemblato da due o più parti imbullonate insieme, consentendo l'accesso agli interni smontando.

    Valvola a sfera del corpo con ingresso laterale
    Valvola a sfera del corpo con ingresso laterale

  • Vantaggio tecnico:
    • Modulare e più facile da produrre.
    • Può essere ricoperto per i processi sensibili alla temperatura (per esempio., zolfo fuso).
  • Caso d'uso: Trovato dentro farmaceutico, biotecnologia, E sistemi alimentari, soprattutto dove è richiesto il design sanitario.

Valvola a sfera di metallo

  • Progetto: I sedili e la palla sono ricoperti di materiali duri (per esempio., stellite, carburo di tungsteno) invece di polimeri morbidi.

    Valvola a sfera seduta in metallo
    Valvola a sfera seduta in metallo

  • Vantaggio tecnico:
    • Restringi i fluidi abrasivi, alte temperature (>800°C), e ciclismo elevato.
    • Mantiene l'integrità della tenuta sotto shock termico o lavaggio a vapore.
  • Condizioni di servizio: Queste valvole possono sopravvivere Sopra 250,000 cicli in condutture di liquami con materiali adeguati.
  • Industrie: Estrazione mineraria, polpa & carta, raffinazione, E petrolchimici.

Tavolo: Tipi comuni di valvole a sfera

Tipo Supporto a sfera Profilo di flusso Tipico intervallo di pressione Ideale per
Porta completa Fluttuante/trunnione Senza restrizioni (100%) Fino a 6000 psi Pipeline, Applicazioni di alta purezza
Porta ridotta Fluttuante Limitato (~ 70–85%) Fino a 3000 psi Controllo del flusso per scopi generali, HVAC
V-port Fluttuante/trunnione Variabile, lineare/eq% Fino a 1500 psi Controllo del processo, Modulazione del flusso
3-Modo / 4-Modo Fluttuante L or T flow patterns Fino a 2000 psi Miscelazione, deviazione, Applicazioni di bypass
Montato su trunnion Trunnion Pieno o ridotto 3000–10.000+ psi Sistemi di gas/olio ad alta pressione, sottoconente, GNL
Palla galleggiante Fluttuante Bidirezionale Fino a 2500 psi Isolamento on/off in sistemi a pressione moderata
Ingresso superiore Fluttuante/trunnione Pieno o ridotto Fino a 6000 psi Manutenzione in linea nelle tubazioni di raffineria o chimiche
Divisione (Ingresso laterale) Fluttuante Pieno o ridotto Fino a 3000 psi Sistemi vegetali modulari, tubazioni igieniche
Metal seduto Trunnion/galleggiante Pieno o ridotto Fino a 850 ° C. (1562°F) Servizio grave: abrasivo, erosivo, o stress termico

5. Vantaggi delle valvole a sfera: Una panoramica completa

Le valvole a sfera sono altamente favorite nei sistemi di tubazioni industriali e commerciali a causa della loro distintiva combinazione di affidabilità di sigillatura, Efficienza operativa, e semplicità meccanica.

Controllo di sigillatura e flusso superiore

Le valvole a sfera forniscono prestazioni di chiusura eccezionali, spesso raggiungendo zero perdite In design a base soft (Classarti per Ani / Fi 70-2).

Grazie al loro Chiusura sferica rotante e stretto contatto tra la palla e il sedile,

Offrono flusso a corpo pieno, Significato nessuna perdita di pressione significativa: ideale per applicazioni che richiedono alte portate con turbolenza minima.

  • Valutazione di sigillatura: fino a 10⁻⁶ ATM · cc/sec nelle valvole di alta purezza
  • Bidirezionale La sigillatura elimina la necessità di valvole di controllo aggiuntive

Operazione rapida e semplice

Una valvola a sfera funziona tramite a meccanismo di giri, rendendolo altamente reattivo e facile da automatizzare.

Questa funzione è fondamentale per i sistemi che richiedono arresto rapido durante le emergenze o per il controllo del processo.

  • Tempo di attuazione: tipicamente sotto 1 secondo Per le versioni pneumatiche
  • Facilmente integrato con Attuatori elettrici o pneumatici

Durabilità meccanica e bassa manutenzione

Con Meno parti mobili Rispetto alle valvole gate o globali, Le valvole a sfera soffrono meno usura meccanica, anche in frequenti operazioni di ciclismo.

Le loro superfici interne sono lisce e autopulenti, Ridurre il rischio di accumulo di particolato e inceppamento.

  • Vita ciclo: fino a 100,000+ cicli (sedili morbidi), 250,000+ cicli (metal seats)
  • Materiali del sedile: PTFE, SBIRCIARE, o polimeri rinforzati resistono ai prodotti chimici e all'abrasione

Resistenza alla corrosione e versatilità del materiale

Disponibile in una vasta gamma di materiali:acciaio inossidabile, ottone, acciaio al carbonio, Hastelloy, e PVC—Le valvole palle offrono un'eccellente resistenza alla corrosione, erosione, e media aggressivi.

Questo li rende adatti per lavorazione chimica, marino, olio & gas, E farmaceutico ambienti.

  • Intervallo di temperatura: Da -50 ° C a +450 ° C a seconda del materiale del corpo e del sedile
  • Valutazione della pressione: fino a 10,000 psi (In design ad alta pressione)

Efficienza in termini di costo sul ciclo di vita delle valvole

Sebbene alcune valvole a sfera possano avere un costo iniziale più elevato rispetto ad altri tipi (come la farfalla o le valvole del cancello),

loro Bassi requisiti di manutenzione, durata di lunga durata, E Perdita di energia minima spesso provoca Costo totale inferiore di proprietà (TCO).

  • Tempi di inattività ridotti e costi di manodopera
  • Il flusso efficiente consente di risparmiare energia della pompa nei sistemi su larga scala

6. Limitazioni delle valvole a sfera

Non idoneo per le applicazioni di limitazione

Le valvole a sfera sono progettate principalmente per controllo on/off, non per la regolazione del flusso.

Quando parzialmente aperto, IL La geometria sferica della palla provoca turbolenza, cavitazione, e modelli di flusso irregolari, che può erodere la stabilità degli interni della valvola e di compromesso.

  • Problema: Il controllo del flusso è non lineare e instabile
  • Risultato: Aumentata usura sui sedili, Rischio di rumore, vibrazione, e lampeggiante

Limiti di temperatura dei sedili morbidi

La maggior parte delle valvole a sfera a base morbida utilizza materiali come PTFE (Teflon), Nylon, O Delrin, che si degradano a temperature elevate.

  • Limite tipico della temperatura superiore: ~ 200–260 ° C. (392–500 ° F.) per ptfe
  • Impatto: I sedili morbidi si deformano sotto il calore prolungato, causando perdite o scoppi sedili

Potenziale per la pressione della cavità intrappolata

Nei disegni a sfere galleggianti, Quando la valvola è chiusa, La pressione può accumularsi nella cavità tra la palla e i sedili Se il fluido viene intrappolato.

Questo può portare alla deformazione, perdita, o anche scoppiare in condizioni estreme.

  • Rischio: Particolarmente critico nel vapore ad alta pressione o nel servizio di gas volatile
  • Mitigazione: Utilizzo Sistemi di soccorso della cavità O Valvole a sfera montate su trunnion con caratteristiche automatiche di allevamento di pressione

Vincoli di dimensioni e peso per diametri di grandi dimensioni

<P), Le valvole a sfera diventano più pesante, più voluminoso, e più costoso, richiedere una maggiore coppia di attuazione e struttura di supporto.

  • Esempio: Una valvola a sfera in acciaio inossidabile a bore da 12 "può pesare 200 kg (440 libbre)
  • Alternativa: Valvole a farfalla Offri un accendino, Soluzione più conveniente per sistemi di fori di grandi dimensioni con una pressione moderata

Sensibilità dei detriti in alcuni media

In Sluritura o liquido sporco servizio, Le particelle possono accumularsi attorno al sedile o allo stelo, portando a Danno al sedile, errori di sigillatura, o addirittura operazione bloccata.

  • Non ideale per: Slanti minerari, acque reflue con solidi, Elaborazione del cemento
  • Opzioni migliori: Valvole di tappa o valvole a gate di coltello in tali ambienti

Costo dell'automazione in sistemi complessi

Mentre le valvole a sfera sono facili da automatizzare, I sistemi azionari elettricamente o pneumaticamente possono essere costosi, soprattutto con i requisiti di alto livello (per esempio., Posizionamento del fallimento, Concendi a prova di esplosione).

7. Applicazioni delle valvole a sfera

Le valvole a sfera sono tra i tipi di valvole più utilizzati in più settori a causa della loro durata, capacità di interruzione rapida, e caduta a bassa pressione.

Le loro applicazioni vanno dai servizi di utilità di base alle operazioni critiche in chimica, petrolio e gas, e industrie sanitarie.

La diversità dei design: fluttuare, montato su trunnion, multi-porto, e seduti in metallo: più si espande la loro usabilità.

Industria del petrolio e del gas

Le valvole a sfera sono ampiamente distribuite a monte, Midstream, e operazioni a valle sia per i media liquidi che per il gas.

  • Applicazioni:
    • Isolamento della testa di pozzo
    • Shuto-off della pipeline
    • Elaborazione del gas e unità di raffinazione
    • Valvole di lancio/ricevitore di suini
  • Tipi di valvole utilizzati:
    • Valvole a sfera montate su trunnion (alta pressione, grandi dimensioni)
    • Valvo sedute in metallo (abrasivo, Media ad alta temperatura)

Trattamento delle acque e delle acque reflue

Utilizzato nei sistemi idrici municipali e industriali per chiusura affidabile e perdite minime.

  • Applicazioni:
    • Sistemi di clorazione
    • Isolamento delle acque reflue
    • Piante di desalinizzazione
    • Sistemi di protezione antincendio
  • Vantaggi:
    • Materiali resistenti alla corrosione (PVC, acciaio inossidabile)
    • Bassa manutenzione nei sistemi sommersi

Industria chimica e petrolchimica

Valvole a sfera maneggiano corrosivo, tossico, e sostanze chimiche ad alta pressione con la giusta configurazione del materiale.

  • Applicazioni:
    • Isolamento del fluido di processo
    • Punti vendita del serbatoio e del reattore
    • Sistemi di recupero solvente
    • Linee di trasferimento acido/base aggressive
  • Requisiti materiali:
    • Sedili PTFE, Hastelloy o lega 20 corpi per la resistenza chimica

Automazione HVAC e edificio

In edifici commerciali e industriali, Le valvole a sfera sono comunemente usate per regolare e isolare i sistemi di riscaldamento e raffreddamento.

  • Applicazioni:
    • Loop d'acqua refrigerati
    • Torri di raffreddamento e caldaie
    • Scambiatori di calore
    • Controllo automatico della zona
  • Caratteristiche:
    • Spesso abbinato agli attuatori per l'integrazione in BMS (Sistemi di gestione dell'edificio)

Cibo, Bevanda, e farmaceutico

Le valvole a sfera igieniche e sanitarie sono fondamentali per il luogo pulito (CIP) e sterilizzare sul posto (SORSO) operazioni.

  • Applicazioni:
    • Creazione di latte e birreria
    • Sistemi di sciroppo e di iniezione di aromi
    • Sistemi di batch di farmaceutica
    • Acqua per iniezione (WFI) linee
  • Certificazioni:
    • 3UN, FDA, e valvole conformi all'EHEDG

Generazione di energia

Le valvole a sfera servono in sezioni ad alta pressione e ad alta temperatura di combustibili fossili e centrali nucleari.

  • Applicazioni:
    • Sistemi di acqua di alimentazione della caldaia
    • Linee di ritorno a condensa
    • Circuiti di olio lubrificante per turbina
    • Isolamento a vapore
  • Miglioramenti della valvola:
    • Sedili dalla faccia dura, steli a prova di scoppio, Disegni da fuoco per il fuoco

Produzione industriale

Applicazioni versatili nell'automazione di fabbrica, raffreddamento a macchina, e controllo del processo.

  • Applicazioni:
    • Sistemi d'aria compressi
    • Linee fluide idrauliche
    • Gestione delle liquami abrasivi
    • Sistemi di vernice e rivestimento
  • Caratteristiche comuni:
    • Shutoff rapido, Impronta compatta, pronto per l'automazione

Settori ambientali e rinnovabili

Crescente domanda nelle infrastrutture focalizzate sulla sostenibilità come le piante di biogas, allevamenti solari, e unità di cattura del carbonio.

  • Applicazioni:
    • Valvole di liquami di biomassa
    • Controllo del gas metano
    • Valvole del sistema geotermico

Tabella riassuntiva: Applicazioni della valvola a sfera per industria

Industria Applicazioni tipiche Tipo di valvola / Caratteristiche
Olio & Gas Isolamento della pipeline, skid a gas Montato su trunnion, Metal seduto
Acqua/acque reflue Isolamento della pompa, clorazione, desalinizzazione PVC/acciaio inossidabile, resistente alla corrosione
Chimico/petrolchimico Isolamento del reattore, dosaggio chimico PTFE-Seat, Materiali di alto livello
HVAC & Sistemi di costruzione Loop di raffreddamento, valvole a zona automatizzata Palla galleggiante, pronto per l'attuatore
Cibo & Pharma CIP/SIP, batching, processi sterili Valvole sanitarie (3UN, Certificato EHEDG)
Generazione di energia Vapore, acqua di alimentazione, lubrificazione della turbina Fuoco-sicuro, corpi in lega ad alto temperatura
Industria generale Circuiti idraulici, linee di liquami Full-bore, resistente all'usura
Rinnovabile/energia Biogas, geotermico, CO₂ Capture Basso percorso, resistente alla corrosione

8. Standard & Certificazioni per le valvole a sfera

Le valvole a sfera sono componenti critici nei sistemi di controllo dei fluidi in vari settori.

Per garantire prestazione, sicurezza, interoperabilità, e conformità, devono aderire agli standard e alle certificazioni riconosciuti a livello internazionale.

Standard internazionali chiave

Standard Organizzazione Portata
6d Fire American Petroleum Institute Sistemi di trasporto della pipeline (progetto, materiali, test)
API 607 / Fuoco 6fa API Test antincendio per valvole a base morbida
ISO 5211 ISO (Organizzazione internazionale per la standardizzazione) Dimensioni del cuscinetto di montaggio per attuatori di valvole
ISO 17292 ISO Valvole a sfera di metallo per petrolio, petrolchimico, e industrie alleate
ASME B16.34 ASME (Società americana di ingegneri meccanici) Valutazioni a temperatura di pressione e criteri di progettazione per le valvole
MSS-SP-72 / SP-110 MSS (Società di standardizzazione dei produttori) Design della valvola a sfera, costruzione, e standard di ispezione
IN 1983 Norma europea Valvole industriali: valvole a sfera
PED 2014/68/UE Direttiva dell'attrezzatura a pressione dell'UE Sicurezza essenziale per le attrezzature che portano pressione in Europa
Direttiva ATEX Unione Europea Conformità alla protezione dell'esplosione per le valvole in ambienti pericolosi

9. Confronto con altri tipi di valvole

Le valvole a sfera sono ampiamente utilizzate nei sistemi di controllo dei fluidi, Ma non sono sempre la scelta ottimale.

A seconda dell'applicazione, Altri tipi di valvole: come gate, globo, farfalla, o valvole a spina: forse si adatta meglio.

Tabella comparativa: Valvola a sfera vs. Altri tipi di valvole comuni

Criteri Valvola a sfera Valvola del gate Valvola globale Valvola a farfalla Valvola di spina
Capacità di chiusura Eccellente (aderente) Bene Molto bene Bene Eccellente
Controllo del flusso Povero (non per strozzare) Povero Eccellente Da moderato a buono Moderare
Resistenza al flusso (Cv) Molto basso Basso Da moderato ad alto Basso Basso
Velocità di attuazione Veloce (90° turno) Lento (multi-giro) Lento Veloce (quarto di giro) Veloce (quarto di giro)
Requisiti di spazio Compatto Ingombrante Ingombrante Molto compatto Compatto
Manutenzione Basso Da basso a moderato Alto Da basso a moderato Moderare
Tenuta perdite Eccellente (Classe di perdita zero VI possibile) Bene Eccellente Bene Bene
Uso ad alta pressione/temperatura Adatto (Soprattutto i tipi di metallo) Adatto Molto adatto Limitato (Dipende dal design/materiale) Adatto
Compatibilità dei media Largo (gas, liquidi, Slanti) Liquidi Liquidi e gas Gas, liquidi, semi-solidi Fluidi corrosivi e viscosi
Costo (Tipico) Moderare Basso Alto Da basso a moderato Da moderato ad alto
Applicazioni comuni Olio & gas, prodotti chimici, acqua, cibo Acqua, acque reflue, oil pipelines Vapore, Regolazione del flusso nelle industrie del processo HVAC, trattamento dell'acqua, irrigazione Piante chimiche, Gestione della liquame

Takeaway comparativi chiave

  • Palla vs. Valvola del gate: Le valvole a sfera forniscono un'azione più rapida e una migliore tenuta ma sono più costose. Le valvole di gate sono ideali per applicazioni di onda e disattivazione rari.
  • Globe vs. Valvola a sfera: Le valvole globali sono superiori per la limitazione e la regolazione del flusso, mentre le valvole a sfera eccellono in completa chiusura e sistemi a bassa pressione.
  • Palla vs. Valvola a farfalla: Le valvole a farfalla sono più compatte ed economiche per i tubi di grande diametro ma possono perdere più delle valvole a sfera.
  • Plug vs. Valvola a sfera: Entrambe sono valvole a quarto. Le valvole di spina sono migliori nei servizi sporchi o corrosivi, ma spesso più costoso e più difficile da mantenere.

10. Selezione e dimensionamento delle valvole a sfera

Considerazione delle proprietà fluide

Quando si seleziona una valvola a sfera, è essenziale considerare le proprietà del fluido gestito.

Ciò include fattori come il tipo di fluido (liquido, gas, o slurioso), la sua viscosità, corrosività, temperatura, e pressione.

Per esempio, Se il fluido è altamente corrosivo, una valvola con un corpo e una palla resistenti alla corrosione, come una valvola foderata in acciaio inossidabile o PTFE, dovrebbe essere selezionato.

Se il fluido ha un'alta viscosità, Potrebbe essere necessaria una valvola con un diametro del foro più grande per garantire un flusso sufficiente.

Condizioni operative

Le condizioni operative della valvola, compresa la pressione e la temperatura massime e minima, così come il numero previsto di cicli di apertura e chiusura, deve essere considerato.

Per applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura, Le valvole a sfera fissa con materiali e disegni appropriati possono essere più adatti.

In applicazioni con funzionamento frequente, Dovrebbe essere scelta una valvola con componenti durevoli e un design che riduce al minimo l'usura.

Dimensione della valvola

La dimensione della valvola a sfera è determinata dai requisiti di portata del sistema.

La valvola deve essere dimensionata per garantire che possa gestire la portata massima prevista senza causare una caduta di pressione eccessiva.

Il diametro del foro della valvola deve essere selezionato in base al diametro della tubazione collegata e alle caratteristiche del flusso desiderate.

In alcuni casi, Una valvola a corpo ridotto può essere sufficiente, mentre in altri, Potrebbe essere necessaria una valvola a bore per mantenere una portata elevata.

Metodo di attuazione

Le valvole a sfera possono essere azionate manualmente, Usando una maniglia o una leva, o automaticamente, Usando elettrico, pneumatico, o attuatori idraulici.

La scelta del metodo di attuazione dipende da fattori come la posizione della valvola, la velocità di funzionamento richiesta, e il livello di automazione nel sistema.

Per le valvole in posizioni remote o in sistemi in cui è richiesto un rapido arresto, Si possono preferire attuatori automatizzati.

11. Manutenzione & Risoluzione dei problemi di valvole a sfera

Una corretta manutenzione delle valvole a sfera è fondamentale per garantire l'affidabilità a lungo termine, prestazioni di sigillatura ottimali, e sicurezza nei sistemi di gestione dei fluidi.

Le valvole a sfera sono generalmente dispositivi a bassa manutenzione, Soprattutto se utilizzato nei loro parametri di progettazione. Tuttavia, Ispezioni periodiche e misure preventive sono essenziali negli ambienti esigenti.

Elenco di controllo della manutenzione:

  • Ispezione visiva: Cerca segni di perdita, corrosione, o usura su foche e corpo.
  • Test del ciclo: Gestire periodicamente la valvola per evitare il sequestro, soprattutto nelle linee usate di rado.
  • Lubrificazione: Alcune valvole a sfera a cycle metallico o ad alto contenuto di cicli richiedono una lubrificazione periodica di stelo o sedile (Utilizzare grasso specificato dal produttore).
  • Sostituzione del sigillo: Col tempo, PTFE o sigilli elastomerici possono degradare. Sostituire durante gli intervalli di manutenzione pianificati.
  • Pulizia: Rimuovere i detriti o i depositi, Soprattutto nelle applicazioni di liquami o chimiche.

Problemi comuni & Risoluzione dei problemi

Nonostante la loro semplicità, Le valvole a sfera possono incontrare problemi funzionali. Identificare la causa principale è cruciale per la riparazione tempestiva.

Problema Probabile causa Soluzione di risoluzione dei problemi
Valve perdite quando chiuse Sedili usurati o danneggiati; detriti sulla superficie di tenuta Linea a filo; Ispezionare/sostituire i sedili
Difficile da girare la maniglia Accumulo all'interno della valvola; corrosione dello stelo; gambo piegato Smontare, pulito, lubrificare o sostituire lo stelo
Valvola bloccata in posizione Inattività a lungo termine; depositi solidificati Applicare olio penetrante; gestire attentamente; Evita il over-torre
Perdita del corpo esterno Imballaggio usurato; bulloni sciolti; alloggi incrociati Stringere i dadi della ghiandola; Sostituire l'imballaggio o la valvola
Portata ridotta Blocco parziale; palla danneggiata o foro Smontare, Ispeziona la palla e il foro
Nessun intervento (fluisce ancora) Disallineamento della palla; erosione o scioglimento dei sedili Sostituisci la palla o i sedili; Verificare l'orientamento dell'installazione

12. Conclusione

Le valvole a sfera rappresentano un affidabile, versatile, e soluzione ad alte prestazioni per il controllo del flusso di fluidi.

La loro rapida capacità di chiusura, manutenzione minima, e eccellenti caratteristiche di tenuta le rendono indispensabili nell'industria moderna.

Anche se potrebbero non adattarsi a tutte le applicazioni (per esempio., Attrezzatura di precisione), I loro punti di forza supportano in modo schiacciante la loro continua innovazione e uso diffuso.

Man mano che l'automazione e la scienza dei materiali avanzano, il ruolo di intelligente, Le valvole a sfera ad alte prestazioni diventano solo più critiche nelle industrie che richiedono sicurezza, efficienza, e controllo.

 

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