Prefazione:La valvola a sfera è stata introdotta negli anni '50. Grazie al rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, al continuo miglioramento delle tecnologie di produzione e della struttura del prodotto, in soli 50 anni si è affermata come una delle principali tipologie di valvole. Nei paesi occidentali sviluppati, l'utilizzo delle valvole a sfera è in costante aumento.
La valvola a sfera viene utilizzata principalmente per interrompere, distribuire e modificare la direzione del flusso del fluido nella tubazione. È sufficiente ruotarla di 90 gradi e applicare una piccola coppia per chiuderla ermeticamente. La valvola a sfera è particolarmente adatta per essere utilizzata come interruttore e valvola di intercettazione.
Poiché la valvola a sfera utilizza solitamente gomma, nylon e politetrafluoroetilene come materiale della guarnizione della sede, la sua temperatura di esercizio è limitata dal materiale della guarnizione stessa. La funzione di intercettazione della valvola a sfera si realizza premendo la sfera metallica contro la sede in plastica sotto l'azione del fluido (valvola a sfera flottante). Sotto l'azione di una determinata pressione di contatto, l'anello di tenuta della sede della valvola subisce una deformazione elastoplastica localizzata. Questa deformazione può compensare la precisione di fabbricazione e la rugosità superficiale della sfera, garantendo le prestazioni di tenuta della valvola a sfera.
Poiché l'anello di tenuta della sede della valvola a sfera è solitamente in plastica, nella scelta della struttura e delle prestazioni della valvola a sfera è necessario considerare la resistenza al fuoco, soprattutto nei settori petrolifero, chimico, metallurgico e in altri settori in cui sono presenti fluidi infiammabili ed esplosivi. Se le valvole a sfera vengono utilizzate in apparecchiature e sistemi di tubazioni, è necessario prestare ancora maggiore attenzione alla resistenza al fuoco e alla protezione antincendio.
Caratteristiche della valvola a sfera
1. Presenta la minima resistenza al flusso (praticamente zero). 2. Non si blocca durante il funzionamento senza lubrificante, quindi può essere utilizzata in modo affidabile con fluidi corrosivi e liquidi a basso punto di ebollizione. 3. Può garantire una tenuta del 100% in un ampio intervallo di pressione e temperatura. 4. Consente un'apertura e una chiusura ultraveloci, con tempi di apertura e chiusura di soli 0,05~0,1 secondi per alcune configurazioni, garantendo così la possibilità di utilizzo nei sistemi di automazione dei banchi prova. L'apertura e la chiusura rapida della valvola non provocano scosse durante il funzionamento. 5. La chiusura sferica si posiziona automaticamente. 6. Il fluido di lavoro è sigillato in modo affidabile su entrambi i lati. 7. In fase di completa apertura e chiusura, le superfici di tenuta della sfera e della sede della valvola sono isolate dal fluido, impedendo l'erosione della superficie di tenuta anche in presenza di fluidi ad alta velocità. 8. Grazie alla struttura compatta e al peso ridotto, rappresenta la soluzione ideale per sistemi con fluidi a bassa temperatura. 9. Il corpo valvola è simmetrico, soprattutto quando la struttura del corpo valvola è saldata, il che consente di resistere bene alle sollecitazioni della tubazione. 10. Il componente di chiusura può sopportare l'elevata differenza di pressione in fase di chiusura. 11. La valvola a sfera con corpo valvola completamente saldato può essere interrata direttamente, in modo che le parti interne della valvola non si erodano e la durata massima di servizio possa raggiungere i 30 anni. È la valvola ideale per oleodotti e gasdotti.
Applicazione della valvola a sfera
Le numerose caratteristiche uniche delle valvole a sfera determinano la loro ampia gamma di applicazioni. Solitamente, offrono due posizioni di regolazione, un'elevata tenuta, resistenza a fango, usura e restringimento dei canali, rapidità di apertura e chiusura (apertura e chiusura a 1/4 di giro), elevata pressione di interruzione (le valvole a sfera sono consigliate per sistemi di tubazioni con grandi differenze di pressione), bassa rumorosità, resistenza alla cavitazione e alla gassificazione, minime perdite nell'atmosfera, bassa coppia di azionamento e bassa resistenza al fluido.
La valvola a sfera è adatta anche per sistemi di tubazioni con struttura leggera, bassa pressione di interruzione (piccola differenza di pressione) e fluidi corrosivi. Le valvole a sfera possono essere utilizzate anche in impianti criogenici e sistemi di tubazioni. Nei sistemi di tubazioni per l'ossigeno nell'industria metallurgica, sono necessarie valvole a sfera sottoposte a un rigoroso trattamento di sgrassaggio. Quando la linea principale di oleodotti e gasdotti deve essere interrata, è opportuno utilizzare una valvola a sfera saldata a passaggio totale. Quando è richiesta una regolazione precisa, è necessario scegliere una valvola a sfera con una struttura speciale e un'apertura a V. Nei settori petrolifero, petrolchimico, chimico, energetico e delle costruzioni urbane, per i sistemi di tubazioni con temperature di esercizio superiori a 200 gradi, è possibile scegliere valvole a sfera con tenuta metallo-metallo.
Principio di applicazione della valvola a sfera
Per le condotte principali di trasmissione di petrolio e gas naturale, le tubazioni che necessitano di pulizia e quelle interrate, si consiglia una valvola a sfera con struttura interamente passante e saldata; per le condotte interrate, si consiglia una valvola a sfera con connessione saldata interamente passante o flangiata; per le derivazioni, si consiglia una valvola a sfera con connessione flangiata, saldata, passante o a diametro ridotto. Le condotte e le apparecchiature di stoccaggio del petrolio raffinato utilizzano valvole a sfera flangiate. Sulle condotte del gas di città e del gas naturale, si sceglie una valvola a sfera flottante con connessione flangiata e filettatura interna. Nel sistema di tubazioni dell'ossigeno negli impianti metallurgici, si consiglia di utilizzare una valvola a sfera fissa flangiata, sottoposta a un rigoroso trattamento di sgrassaggio. Nei sistemi di tubazioni e dispositivi per fluidi a bassa temperatura, si dovrebbe scegliere una valvola a sfera per basse temperature con coperchio. Nel sistema di tubazioni dell'unità di cracking catalitico dell'impianto di raffinazione del petrolio, si può scegliere una valvola a sfera con stelo di sollevamento. Nei dispositivi e nei sistemi di tubazioni per fluidi corrosivi come acidi e alcali negli impianti chimici, è opportuno scegliere valvole a sfera interamente in acciaio inossidabile, realizzate in acciaio inossidabile austenitico e con guarnizione della sede in PTFE. Le valvole a sfera con tenuta metallo-metallo possono essere utilizzate in sistemi di tubazioni o dispositivi per fluidi ad alta temperatura in impianti metallurgici, centrali elettriche, impianti petrolchimici e sistemi di teleriscaldamento. Quando è necessaria la regolazione del flusso, è possibile scegliere una valvola a sfera di regolazione con azionamento a vite senza fine, pneumatico o elettrico, con apertura a V.
Riepilogo:L'utilizzo delle valvole a sfera è molto diffuso, la varietà e la quantità di applicazioni sono in continua espansione e si stanno evolvendo verso soluzioni per alta pressione, alta temperatura, grande diametro, elevata tenuta, lunga durata, eccellente capacità di regolazione e multifunzionalità. La loro affidabilità e altri indicatori prestazionali hanno raggiunto livelli elevati, tanto da aver parzialmente sostituito valvole a saracinesca, valvole a globo e valvole di regolazione. Con il progresso tecnologico, le valvole a sfera saranno utilizzate ancora più ampiamente nel prossimo futuro, soprattutto negli oleodotti e gasdotti, negli impianti di cracking per la raffinazione del petrolio e nell'industria nucleare. Inoltre, le valvole a sfera diventeranno uno dei tipi di valvola predominanti anche nei settori di grande e medio calibro e media e bassa pressione in altri ambiti industriali.
Data di pubblicazione: 1 aprile 2022