La valvola di ritegno frainteso
Troppo spesso questa valvola è ingiustamente incolpata quando si verificano problemi, ma il vero colpevole è il suo uso nelle applicazioni sbagliate.
Le valvole di ritegno possono essere le valvole più fraintese mai inventate. Se menzioni le valvole di controllo per la maggior parte del personale delle piante, la risposta tipica è "non funzionano". In effetti, quel personale potrebbe aver eliminato gli interni o ripetuto il sistema per evitare di utilizzare le valvole di controllo. In altre parole, queste valvole possono essere la valvola meno popolare in uso oggi.
Questo articolo esplorerà le basi delle valvole di controllo, come funzionano, quali tipi ci sono, come selezionarle e installarle, come risolvere i loro problemi e perché non sono sempre la causa del problema.
In poche parole, una valvola di ritegno consente il flusso in una direzione e impedisce automaticamente il flusso di ritorno (flusso inverso) quando il fluido nella linea inverte la direzione. Sono una delle poche valvole automatizzate - che non richiedono assistenza per aprire e chiudere. Mentre alcuni possono essere dotati di dispositivi ponderati esternamente e smorzati per circostanze speciali, la maggioranza non ha alcuna assistenza esterna come trovata con il controllo on/off o altre valvole. A differenza di altre valvole, continuano a funzionare anche se l'impianto per la perdita di aria, elettricità o pressione idraulica o l'essere umano che potrebbe ciclicarle manualmente.
Come con altri tipi di valvole, le valvole di ritegno si trovano in una gamma completa di dimensioni, materiali e connessioni finali. Le dimensioni della linea vanno da 1/8 pollice o più piccole a 50 pollici e più grandi. Sono realizzati in bronzo, ghisa, materie plastiche, acciaio al carbonio, vari gradi di acciaio inossidabile e leghe come Hastelloy, Inconel, Monel e Titanium. Le connessioni terminali includono filettatura, saldatura socket, saldatura di testa, flangiata, scanalatura, wafer e tipo di inserto.
Le valvole di ritegno si trovano ovunque, incluso in casa. Se si dispone di una pompa di pozzetto nel seminterrato, una valvola di ritegno è probabilmente nella linea di scarico della pompa. Fuori dalla casa, si trovano in settori come desalinizzazione, acqua e rifiuti, sostanze chimiche, alimenti e bevande, geotermiche, mining, petrolio e gas, energia, polpa e carta, raffinazione e altro ancora.
La valvola di ritegno frainteso
Come altre valvole, le valvole di ritegno vengono utilizzate con una varietà di supporti: liquidi, aria, altri gas, vapore, condensa e in alcuni casi liquidi con particolato o fanghi. Le applicazioni includono scarichi di pompaggio e compressore, linee di intestazione, interruttori a vuoto, sollievo a pressione del codice non -, linee di vapore, linee di condensa, pompe di alimentazione chimica, torri di raffreddamento, portapacchi di carico, linee di spurgo azoto, caldaie, linee di iniezione e linee di iniezione.
Come operano
Le valvole di ritegno sono sensibili al flusso e si affidano alla pressione della linea e al flusso per aprire e chiudere. Il disco interno consente di passare il flusso in avanti, che apre la valvola. Il disco inizia a chiudere la valvola man mano che il flusso in avanti diminuisce o viene invertito, a seconda del design. La funzione o lo scopo di una valvola di ritegno è prevenire il flusso inverso. La costruzione è normalmente semplice con solo pochi componenti come il corpo, il sedile, il disco e la copertura. A seconda del design, potrebbero esserci altri oggetti come uno stelo, perno di cerniera, braccio a disco, molla, palla, elastomeri e cuscinetti.
La sigillatura interna del disco della valvola di ritegno e la sede si basa sulla pressione della linea "inversa" rispetto alla forza meccanica utilizzata per le valvole di controllo on/off. Per questo motivo, le velocità di perdita del sedile consentite sono maggiori per le valvole di ritegno rispetto alle valvole di controllo on/off. MSS sp - 61 "Test di pressione delle valvole di acciaio", pubblicato dalla Società di standardizzazione dei produttori, è uno standard utilizzato dai produttori per eseguire test di chiusura di sedili e conchiglie per le valvole di ritegno (così come altre valvole). I fattori che influenzano la perdita del sedile della valvola di controllo includono la pressione inversa, i media e ciò di cui è fatto il materiale del sedile (come il metallo o un elastomero). Le superfici di sedute di metallo e PTFE generalmente consentiranno una perdita mentre gli elastomeri come Buna - N e Viton forniscono shutff a fuoco lento (perdita zero).
Per questo motivo, gli elastomeri dovrebbero essere considerati per i media aria/gas e bassa - sigillazione a pressione. Considerazioni importanti quando si utilizzano elastomeri per tali valvole sono la temperatura del servizio e la compatibilità dell'elastomero con i media.
Qual è la valvola di controllo ideale?
Indipendentemente dal tipo o dallo stile della valvola, il problema gratuito più lungo - verrà da valvole dimensionate per l'applicazione, non necessariamente la dimensione della linea. Idealmente, il disco è stabile contro l'arresto interno in posizione aperta quando fluisce o completamente chiuso quando non si trova il flusso o il controllo. Quando queste condizioni sono soddisfatte, non si verificherà chiacchiere del disco, prevenendo così il guasto prematuro della valvola. Sfortunatamente, la maggior parte delle valvole di ritegno sono selezionate allo stesso modo in cui le valvole di controllo vengono selezionate, per dimensione della linea e il desiderio del più grande CV disponibile. Ciò ignora il fatto che a differenza delle valvole di controllo on/off che hanno attuazione (manuale, pneumatico, idraulico o elettronico), solo le condizioni di flusso determinano le prestazioni interne della valvola di ritegno.
La valvola di ritegno gli interni sono sensibili al flusso, a differenza delle valvole di controllo on/off. Se non c'è abbastanza flusso e pressione per aprire completamente la valvola di ritegno, le chiacchiere si verificano all'interno della valvola. Ciò si traduce in usura prematura, potenziale di fallimento e caduta di pressione più elevata rispetto a quella calcolata.
Ogni volta che una parte di metallo si strofina contro un'altra parte di metallo, l'usura è un risultato. Ciò porta a un eventuale fallimento del componente stesso. Un errore del componente può comportare che la valvola non eseguisca la sua funzione, che nel caso di una valvola di ritegno è prevenire il flusso inverso. In casi estremi il fallimento potrebbe comportare la fuga dei componenti nella linea, causando guasti o non performance di altre valvole o apparecchiature nella linea.
In genere, la caduta di pressione viene calcolata in base alla valvola di ritegno aperta al 100% come con le valvole di controllo on/off. Tuttavia, se il flusso non è sufficiente per ottenere completamente aperto e la valvola di ritegno è solo parzialmente aperta, la caduta di pressione sarà superiore a quella calcolata. Ciò è dovuto al fatto che il CV effettivo della valvola sia inferiore al massimo quando la valvola di ritegno è parzialmente aperta. In questa situazione, un CV di grande valutazione diventa effettivamente dannoso per la valvola di ritegno (a differenza delle valvole di controllo on/off). Ciò si traduce in chiacchiere del disco e eventuale fallimento. Questo non è il caso di alcune altre valvole. Ad esempio, con una valvola di gate completamente aperta, il cuneo è fuori dal percorso del flusso. Pertanto, il flusso attraverso la valvola non influisce sulle prestazioni del cuneo se quel flusso è basso, medio o alto.
Sono disponibili vari tipi di valvole di ritegno. Alcuni dei tipi più popolari sono inclusi di seguito. Tutti questi possono essere utilizzati per i media puliti. Come con altri tipi di valvole, si possono trovare valvole di controllo speciali per applicazioni uniche. Sebbene nessun tipo di valvola è buono per tutte le applicazioni, ognuno ha i suoi vantaggi.
Prendere il tempo per contattare il produttore per aiutare nella selezione può aiutarti a trovare la soluzione migliore. Ciò è particolarmente vero se hai problemi con qualsiasi tipo di valvola di controllo attualmente installata.
Controllo swing
I controlli swing sono un design semplice che utilizza un disco attaccato a un braccio che è incernierato nella parte superiore della valvola (nella posizione delle 12). Il flusso inverso e la gravità aiutano la valvola in chiusura. I controlli swing possono essere utilizzati per la maggior parte dei media e generalmente fornire una buona capacità di flusso. Dovrebbero essere installati solo in una posizione di flusso orizzontale. Questo perché non opereranno correttamente nelle posizioni del flusso verticale. Inoltre, non tendono a sigillare bene le applicazioni di contropressione bassa. Queste valvole di controllo variano da ½ pollice e da più piccole a 50 pollici e più grandi e sono disponibili con collegamenti filettati di saldatura filettata, saldatura a mezzi di saldatura. I controlli swing sono in genere facili da ispezionare e mantenere. Nella maggior parte dei casi, le riparazioni possono essere eseguite con la valvola nella linea. A causa del loro design, i controlli di swing non sono veloci - Valvole di chiusura a causa della distanza di viaggio da tutta aperta alla chiusura. Ciò significa che sono altamente suscettibili ai problemi di martello da acqua. La maggior parte delle valvole di controllo Swing incontrano ANSI B16.10 Face - a - Dimensioni del viso e permetterà il suinetto della linea. C'è una variazione del controllo di swing chiamato controllo del disco inclinabile. Tuttavia, quella versione non consente il suinetto della linea.
Controllo pistone/poppet
Le valvole di controllo in stile pistone o a pezzi sono disponibili come pattern in linea, inclinata (y -) o convenzionali (90 gradi t - pattern) Design del corpo. Tutti i tipi sono considerati uno stile silenzioso della valvola di ritegno che impedisce il martello da acqua e il flusso inverso. Lo fa usando un disco a molla - in linea con il flusso che ha una distanza di viaggio breve, risultando in una valvola di chiusura rapida -. Mentre la velocità in avanti inizia a rallentare, l'assistenza primaverile inizia a chiudere il disco. Quando la velocità in avanti raggiunge lo zero, il disco della valvola viene chiuso contro il sedile prima che possa verificarsi un flusso inverso, impedendo che le pressioni della linea e prevengono così il martello da acqua. La maggior parte dei design può essere installata in qualsiasi posizione, incluso il flusso verso il basso se è installata la molla corretta. Le valvole di ritegno a pistone/Poppet sono disponibili da 1/4 di pollice a 24 pollici e più grandi. Il design del corpo selezionato determinerà la caduta di pressione; I progetti in linea forniranno le migliori prestazioni del flusso. Le valvole di ritegno a pistone/poppet sono disponibili con più diverse connessioni terminali tra cui filettate, flangiate, saldabili, ecc. Sono disponibili connessioni speciali speciali, ma è necessario consultare il produttore della valvola di controllo. Alcune di queste valvole di controllo possono essere ispezionate e riparate in linea. Idealmente, questo stile di valvola di ritegno dovrebbe essere utilizzato solo per un servizio di media pulito senza particolato.
Controllo inserto flangia
Le valvole di ritegno di inserzione flangia sono una valvola di controllo in stile estremamente compatta - per tubazioni flangiate. Sono comunemente usati nella linea - e variano da ½ pollice a 20 pollici di dimensioni. Questo stile è anche considerato un tipo di controllo silenzioso che aiuta a prevenire il martello da acqua. Di conseguenza, avranno una molla interna che aiuta a chiudere la valvola. Il controllo dell'inserto flangia e il suo design compatto consentono di essere aggiunto a un sistema esistente con un'alterazione minima delle tubazioni richieste.
Controllo guidato centrale
Le valvole di ritegno guidato centrale sono un altro tipo di valvola di ritegno silenziosa. Sono anche progettati per prevenire il martello da acqua e il flusso inverso. Questo stile è simile al pistone/poppet. Funziona anche in MSS SP125 e 126 per le specifiche. Sono disponibili in stili flangiati con dimensioni da 2 a 24 pollici e talvolta più grandi. Allo stesso modo, questo stile è più adatto per i media puliti senza particolato.
Controlli a sfera
Le valvole di controllo a sfera usano una sfera all'interno del corpo per controllare il movimento del flusso. Questo stile è anche considerato un tipo di controllo silenzioso. La palla è libera di ruotare, con conseguente usura uniforme e un'azione di pulizia tra la palla e il sedile.
Questa funzione rende utili i controlli della palla per i media viscosi. I controlli della palla si trovano in genere in dimensioni più piccole di 2 pollici e meno. Alcuni design includono una molla per aiutare a chiudere e per l'uso in stili di grado 90- installati in linee verticali. A seconda del design del corpo, le cadute di pressione con i tipi di sfera possono essere più elevate rispetto ad altri tipi di valvole di controllo. I controlli a sfera sono disponibili in vari connessioni finali tra cui la saldatura filettata e socket. Alcuni progetti del corpo consentono la riparazione/ispezione in linea.
Selezione
Tra i molti fattori da considerare quando si seleziona una valvola di ritegno ci sono compatibilità materiale con la media, la valutazione della pressione della valvola (ANSI), la dimensione della linea, i dati dell'applicazione (flusso, le condizioni di progettazione/operazione), l'installazione (orizzontale, il flusso o il flusso verso il basso), la connessione finale, le dimensioni della busta, soprattutto se si sostituiscono una valvola esistente per evitare le modifiche della tubazione) e requisiti di perdita di perdita e speciali come Oxygen Dimensioni CE, soprattutto se si sostituiscono se si sostituisce la valvola esistente.
Esistono molti design di valvole di controllo diversi, con il più antico e comune che è il controllo swing.
Risoluzione dei problemi
Quando si sostituisce una valvola di controllo, aiuta a porre le seguenti semplici domande:
Perché sto sostituendo questa valvola?
Qual era il problema?
A volte siamo così impegnati o assorbiti in altre cose, dimentichiamo che la causa può aiutare con la soluzione.
I problemi della valvola di ritegno comuni includono rumore (martello d'acqua), vibrazione/chiacchiere, flusso inverso, attacco, perdite, interni mancanti, usura dei componenti o danni. Tuttavia, vale la pena ricordare che normalmente la causa reale è la dimensione, la molla e/o lo stile sbagliate per l'applicazione della valvola di controllo. In tali casi, il problema è l'applicazione, non la valvola di ritegno.
Due dei problemi più comuni con le valvole di ritegno sono dimensionamenti errati o installazione errata. Il dimensionamento errato è disponibile in una delle due forme. Se la valvola CV è troppo piccola per l'applicazione, vedresti un calo di pressione molto elevato che potrebbe portare a un'usura prematura della valvola a causa delle alte velocità coinvolte. Più comunemente, se la valvola CV è troppo grande per l'applicazione, non ci sarà abbastanza caduta di pressione creata attraverso la valvola di ritegno per aprirla completamente. Qualsiasi valvola di ritegno che non è completamente aperta ha un'alta probabilità di chiacchiere che porterà a un guasto prematuro della valvola. L'installazione errata prevede la non avere la quantità corretta di tubo dritto a monte della valvola di ritegno. Idealmente sono desiderati un minimo di 10 diametri del tubo di tubo dritto a monte della valvola di ritegno. Questo per garantire un bel flusso laminare che attraversa la valvola di ritegno. Distanze più brevi possono causare turbolenza e rotazione del flusso che possono indossare prematuramente qualsiasi stile di valvola di ritegno.
Esempi di altri problemi per le valvole di ritegno includono il flusso inverso e il martello da acqua. In entrambe le situazioni, si desidera una valvola di chiusura veloce -. Il flusso inverso può essere costoso, soprattutto se si verifica allo scarico di una pompa e la pompa gira all'indietro. Il costo per riparare o sostituire la pompa, oltre ai tempi di inattività dell'impianto, supera di gran lunga il costo di installazione della valvola di ritegno giusta in primo luogo. Con Water Hammer, è necessario una valvola di controllo di chiusura - più veloce per evitare ondate di pressione e onde di shock risultanti che si verificano quando il disco sbatte sul sedile, inviando rumore, vibrazioni e suoni di martellare che possono rompere i tubi e danneggiare le attrezzature e i supporti per tubi.
Se gli interni mancano o presentano un'usura eccessiva, possono verificarsi due fattori. Innanzitutto, se la valvola di ritegno selezionata non ha un flusso sufficiente che passa per mantenerlo contro la sua fermata, è necessaria una valvola con un CV inferiore per prevenire le chiacchiere degli interni. In secondo luogo, se la valvola di ritegno viene utilizzata allo scarico di un compressore di aria o gas alternativa, è necessaria una valvola specializzata con un design smorzato o un dashpot per gestire un ciclo di frequenza - alto per gestire il ciclo di frequenza - è necessario. L'accadere può verificarsi quando la scala o lo sporco sono intrappolati tra il disco e il foro del corpo. La perdita può avvenire dal danno al sedile o al disco o alla semplice spazzatura nella linea. È necessario un elastomero per fornire perdite zero.
Installazione
Quando si installa le valvole di ritegno, puntare la freccia di flusso nella direzione del flusso per consentire alla valvola di eseguire la funzione prevista. La freccia di flusso può essere trovata sul corpo o sul tag. Assicurarsi che il tipo di valvola funzioni nella posizione installata. Ad esempio, non tutte le valvole di ritegno funzioneranno in una linea verticale con flusso verso il basso, né convenzionali o 90 - gradi T-pattern Le valvole di controllo eseguite in una linea verticale senza una molla per spingere il disco nel percorso di flusso. Il disco in alcune valvole di ritegno si estende nella pipeline quando le valvole sono completamente aperte. Ciò potrebbe interferire con le prestazioni di un'altra valvola imbullonata direttamente alla valvola di ritegno. Come abbiamo discusso in precedenza, se possibile, installare la valvola di ritegno un minimo di 10 diametri a valle di qualsiasi raccordo o altro componente del sistema di tubazioni che potrebbe causare turbolenza. Nota, ho detto "se è possibile". Dopotutto, quante valvole di rilievo hai visto imbullonato alla scarica di una pompa? Molti! Una buona fonte di riferimento per l'installazione del controllo e altri stili di valvole è MSS SP-92 "Guida agli utenti delle valvole", pubblicata dalla Società di standardizzazione dei produttori.
Come sono le valvole di controllo come le porte?
Infine, mi piace confrontare le valvole di controllo con le porte - se quella porta è nel tuo ufficio o a casa. In genere, apri la porta dell'ufficio all'inizio della giornata e lo chiudi alla fine, che è simile a ciò che accade quando una pompa è in bicicletta e spento. Tuttavia, se qualcuno sta alla tua porta e lo pedala costantemente, cosa potrebbe accadere? Nella maggior parte dei casi, i perni delle cerniere fallirebbero, poiché sono il collegamento debole nel funzionamento della tua porta.
Le valvole di controllo affrontano una situazione simile. Pin, steli, molle o altri componenti costantemente ciclati possono fallire. Ecco perché è importante selezionare correttamente le valvole di controllo per le loro applicazioni specifiche. La dimensione della linea non è necessariamente uguale alla dimensione della valvola di ritegno. Una valvola di ritegno con un CV elevato in un'applicazione a basso flusso viene condannata dall'inizio. Non è l'errore della valvola di ritegno, è colpa della selezione errata per l'applicazione. La valvola di ritegno selezionata avrebbe funzionato bene in condizioni di flusso adeguate. Sfortunatamente, la valvola di ritegno installata viene incolpata del guasto, quando in realtà il colpevole era l'applicazione. È sempre meglio rivedere l'applicazione e le condizioni di servizio con il produttore prima di acquistare una valvola di controllo per assicurarsi che lo stile e le opzioni corretti siano selezionati.