Le valvole a saracinesca svolgono un ruolo cruciale nei sistemi di tubazioni controllando il flusso e chiudendo. La loro affidabilità a lungo-termine dipende in gran parte dalla compatibilità tra il materiale e le condizioni operative. Le proprietà fisico-chimiche dei diversi fluidi, gli intervalli di temperatura e pressione di esercizio e gli ambienti di installazione impongono tutti requisiti specifici sulla selezione dei materiali. La selezione scientifica e razionale del materiale del corpo principale e dei materiali dei componenti chiave può garantire prestazioni di tenuta e resistenza, prolungare la durata e ridurre i costi di manutenzione.
Il materiale del corpo della valvola è fondamentale per la resistenza alla pressione e alla corrosione della valvola a saracinesca. Per applicazioni a bassa-pressione e temperatura-normale che trasportano fluidi neutri come acqua, vapore o aria, è possibile selezionare l'acciaio al carbonio per la sua eccellente resistenza, lavorabilità e costo moderato. Tuttavia, in ambienti umidi o contenenti ossigeno-, sono necessari rivestimenti o trattamenti anti-corrosione per prevenire la ruggine. Per i fluidi contenenti idrogeno solforato, cloruri o altri componenti corrosivi, come l'industria petrolifera e chimica, l'acciaio inossidabile, come gli acciai inossidabili austenitici come 304 e 316L, è preferito per la sua stabile resistenza alla corrosione e tenacità. In ambienti altamente corrosivi o in condizioni con elevate concentrazioni di ioni cloruro, è necessario prendere in considerazione l'acciaio inossidabile super austenitico o l'acciaio inossidabile duplex, che offrono una resistenza superiore alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale. Per condizioni di alta-temperatura, alta-pressione o erosione del particolato, i corpi valvola in acciaio al carbonio o basso-legato possono essere temperati per migliorarne la resistenza, oppure è possibile selezionare acciaio legato al cromo-molibdeno per bilanciare la resistenza alle alte-temperature e la resistenza all'ossidazione.
Il materiale di tenuta della saracinesca e della sede determina direttamente l'affidabilità di tenuta e la resistenza all'usura della valvola. Le tenute metallo-su-metallo sono comuni nelle applicazioni ad alta-temperatura e alta-pressione e la saldatura di leghe di stellite, inserti in lega dura o materiali integrali in lega possono essere utilizzati per resistere all'erosione e all'usura. Nei sistemi con condizioni di temperatura media- e bassa-e requisiti rigorosi di perdite, è possibile utilizzare materiali elastici come gomma, PTFE o grafite rinforzata per ottenere una tenuta ermetica a bassa pressione. È importante notare che i materiali di tenuta morbidi hanno intervalli di temperatura e pressione di esercizio limitati; il superamento di questi limiti può portare all'invecchiamento, alla deformazione o al fallimento dell'estrusione.
I materiali utilizzati per gli steli delle valvole e i componenti della trasmissione devono bilanciare resistenza, resistenza alla corrosione e proprietà anti-grippaggio. L'acciaio inossidabile o l'acciaio legato con trattamento di indurimento superficiale viene comunemente utilizzato per prevenire l'usura o l'inceppamento in caso di carichi elevati o di aperture e chiusure frequenti. Anche il materiale di imballaggio del premistoppa deve essere selezionato in base alle condizioni operative. La grafite flessibile mantiene buone proprietà di tenuta e autolubrificanti-a temperature elevate, mentre la baderna in PTFE è adatta per ambienti a bassa-temperatura o altamente corrosivi.
In ambienti speciali, è necessario considerare anche la compatibilità e la durata complessiva del materiale. Ad esempio, le valvole a saracinesca che trasportano gas liquefatti criogenici richiedono materiali con eccellente tenacità alle basse-temperature per prevenire la fragilità; in ambienti marini o con nebbia salina, si consigliano rivestimenti-resistenti alla corrosione o leghe ad alto-nichel per resistere alla corrosione da cloruri. Per l'acciaio inossidabile austenitico utilizzato in intervalli di temperature di sensibilizzazione in cui può verificarsi corrosione intergranulare, il rischio deve essere mitigato attraverso il trattamento della soluzione o selezionando gradi di carbonio a basso-/ultra{6}}basso-carbonio.
La selezione dei materiali dovrebbe basarsi su una valutazione completa del rapporto di analisi della composizione del mezzo, delle curve di temperatura e pressione e dei requisiti di durata di vita previsti, evitando costi inutili o prestazioni eccessive dovute alla semplice ricerca di resistenza o robustezza alla corrosione. Allo stesso tempo, è necessario considerare la fattibilità del processo di produzione per garantire che il materiale selezionato soddisfi l'accuratezza dimensionale e i requisiti di qualità interna durante la fusione, la forgiatura o la saldatura.
In breve, la selezione dei materiali delle valvole a saracinesca è un compito sistematico che integra l'analisi delle condizioni operative, le proprietà dei materiali e gli aspetti economici dell'ingegneria. Solo comprendendo appieno le caratteristiche del fluido e le condizioni operative e abbinando razionalmente i materiali del corpo valvola, delle superfici di tenuta e dei componenti chiave, la valvola a saracinesca può ottenere una funzione di chiusura sicura, stabile e duratura in ambienti complessi.