Le valvole svolgono un ruolo cruciale nei sistemi di trasporto e processo dei fluidi, tra cui apertura e chiusura, regolazione, guida del flusso e protezione della sicurezza. La loro selezione e i metodi di applicazione influiscono direttamente sulla sicurezza, stabilità ed economia del sistema. Un metodo di selezione delle valvole scientificamente valido comprende l'analisi dei requisiti, la corrispondenza del tipo, la verifica dei parametri, la selezione dei materiali, l'installazione, la messa in servizio e la gestione del funzionamento e della manutenzione. Deve essere sistematizzato in un processo nella pratica ingegneristica per soddisfare i precisi requisiti di controllo delle diverse condizioni operative.
Il primo passo nel metodo di selezione della valvola è l'analisi dei requisiti. Dovrebbe definire chiaramente il tipo di mezzo (liquido, gas, impasto liquido o flusso bifase), le sue proprietà fisico-chimiche (corrosività, viscosità, contenuto di solidi), temperatura operativa e intervallo di pressione, nonché i requisiti specifici del sistema per le caratteristiche del flusso, l'accuratezza della regolazione, i tempi di apertura e chiusura e la protezione di sicurezza. Ad esempio, nelle applicazioni petrolchimiche ad alta-temperatura e alta-pressione, la priorità dovrebbe essere data alla resistenza alle alte-temperature, alla resistenza alle alte-pressione e alla resistenza alla corrosione; in ambito alimentare e farmaceutico vanno sottolineati gli standard igienici e una progettazione senza punti ciechi. L'accuratezza dell'analisi dei requisiti determina la direzione e la fattibilità della successiva selezione.
L'abbinamento del tipo è il fulcro del metodo di selezione della valvola. In base agli obiettivi funzionali, le valvole possono essere selezionate da varie forme strutturali, tra cui valvole a saracinesca, valvole a globo, valvole a sfera, valvole a farfalla, valvole di ritegno, valvole di regolazione, valvole di sicurezza e valvole a membrana. Le valvole a saracinesca hanno una bassa resistenza al flusso e sono adatte per applicazioni completamente aperte o completamente chiuse; le valvole a globo offrono eccellenti prestazioni di regolazione ma hanno una maggiore resistenza al flusso; le valvole a sfera si aprono e si chiudono rapidamente e forniscono una tenuta affidabile, rendendole adatte per una chiusura rapida-; le valvole a farfalla sono compatte e leggere e facilitano le applicazioni in tubazioni di grande-diametro; le valvole di ritegno impediscono automaticamente il riflusso; le valvole di regolazione vengono utilizzate per il controllo continuo del flusso; e le valvole di sicurezza forniscono protezione dalla sovrapressione. I diversi tipi differiscono per resistenza al flusso, caratteristiche di regolazione, velocità di risposta e diametri applicabili e devono essere adattati alle condizioni operative specifiche.
La verifica dei parametri richiede un calcolo basato su diametro nominale, pressione nominale, intervallo di temperatura applicabile, grado di perdita e coefficiente di resistenza al flusso. Il diametro nominale deve essere coordinato con la dimensione della tubazione per evitare l'erosione dovuta a velocità di flusso eccessivamente elevate o la deposizione dovuta a velocità di flusso eccessivamente basse; la pressione e la temperatura nominali devono coprire con adeguati margini le condizioni massime di funzionamento dell'impianto; il grado di perdita viene selezionato in base ai requisiti di tenuta e valori più rigorosi dovrebbero essere utilizzati in applicazioni che coinvolgono la sicurezza e la protezione dell'ambiente. Il coefficiente di resistenza al flusso incide sul consumo energetico del sistema; pertanto, è necessario selezionare il più possibile strutture a bassa-resistenza, rispettando i requisiti funzionali.
La selezione del materiale richiede una considerazione completa della corrosività del mezzo, della temperatura e della pressione di esercizio. I materiali comuni del corpo valvola includono ghisa, acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, acciaio legato e leghe di rame. Le superfici di tenuta possono essere indurite con carburo o indurite in superficie-. Per fluidi altamente corrosivi, è possibile utilizzare valvole rivestite in fluoropolimero-, rivestite in gomma-o interamente in plastica-; le condizioni di alta-temperatura e alta-pressione richiedono leghe resistenti al calore-e strutture di tenuta speciali. La selezione inappropriata del materiale porterà a guasti prematuri o rischi per la sicurezza.
L'installazione e la messa in servizio devono seguire le specifiche, assicurandosi che i contrassegni della direzione del flusso della valvola corrispondano alla direzione del flusso del mezzo, che le flange o le prese siano sollecitate uniformemente, che l'attuatore e lo stelo della valvola siano coassiali e che sia fornito sufficiente spazio operativo e di espansione termica per i componenti di trasmissione. Durante la messa in servizio, è necessario eseguire la calibrazione della corsa, i test di tenuta e la verifica funzionale per garantire apertura e chiusura flessibili, posizionamento accurato e tenuta affidabile.
I metodi di gestione del funzionamento e della manutenzione includono il controllo regolare dell'aspetto e della tenuta delle connessioni, la lubrificazione dei componenti della trasmissione, il test delle prestazioni dell'attuatore e la registrazione dei parametri operativi. Dovrebbero essere stabiliti registri di manutenzione per le valvole critiche. La manutenzione preventiva o basata sulle condizioni- deve essere condotta in base al tempo di funzionamento e ai cambiamenti delle condizioni operative, mentre le guarnizioni obsolete e le parti danneggiate devono essere sostituite tempestivamente per garantire un funzionamento stabile a lungo-termine.
Nel complesso, la metodologia della valvola è un sistema tecnico completo che comprende analisi, selezione, progettazione, installazione e manutenzione, sottolineando l'adattabilità alle condizioni operative e la gestione dell'intero ciclo di vita. Il rigoroso rispetto di questa metodologia consente un controllo dei fluidi sicuro, preciso ed efficiente in diversi ambienti tecnici, fornendo una solida base per un funzionamento affidabile del sistema.