I. Panoramica
Le valvole di sicurezza sono importanti accessori di sicurezza per caldaie, recipienti a pressione e altre apparecchiature-con cuscinetti a pressione. La loro affidabilità e prestazioni influiscono direttamente sulla sicurezza delle apparecchiature e del personale e sono strettamente correlate al risparmio energetico e alla protezione dell'ambiente. Tuttavia, alcuni utenti e reparti di progettazione spesso scelgono il modello sbagliato quando scelgono le valvole di sicurezza. Pertanto, questo articolo analizza la scelta delle valvole di sicurezza.
II. Definizioni
In senso lato, le valvole di sicurezza comprendono le valvole di sicurezza. Dal punto di vista delle norme di gestione, una valvola di sicurezza è una valvola installata direttamente su una caldaia a vapore o su un recipiente a pressione di classe I e deve essere approvata dal servizio di supervisione tecnica. In senso stretto si chiama valvola di sicurezza, mentre in altre si parla generalmente di valvola di sicurezza. Le valvole di sicurezza e le valvole di sicurezza sono molto simili nella struttura e nelle prestazioni. Entrambi scaricano automaticamente il mezzo interno quando viene superata la pressione di apertura per garantire la sicurezza delle apparecchiature di produzione. A causa di questa somiglianza essenziale, le persone spesso confondono i due quando li usano. Inoltre, le normative di alcuni stabilimenti di produzione prevedono che sia possibile selezionare l'uno o l'altro. Pertanto, le differenze tra i due vengono spesso trascurate, causando molti problemi. Se si deve fare una chiara distinzione tra i due, essa può essere intesa secondo la definizione fornita nella Parte I dell'ASME Boiler and Pressure Vessel Code:
1.Una valvola di sicurezzaè un dispositivo automatico di limitazione della pressione azionato dalla pressione statica del fluido a monte della valvola. La sua caratteristica è un'azione di apertura completa e improvvisa. Viene utilizzato in applicazioni con gas o vapore.
2. La valvola di sicurezza,noto anche come valvola di troppopieno, è un dispositivo automatico di limitazione della pressione azionato dalla pressione statica del mezzo davanti alla valvola. Si apre proporzionalmente quando la pressione supera la forza di apertura. Viene utilizzato principalmente in applicazioni fluide.
3. Valvola di sicurezza(Safe Relief Valve), nota anche come valvola di troppopieno di sicurezza, è un dispositivo automatico di limitazione della pressione azionato dalla media pressione. A seconda dell'applicazione può essere utilizzata come valvola di sicurezza o valvola di sicurezza. In Giappone, ad esempio, esistono relativamente poche definizioni chiare di valvole di sicurezza e valvole di sicurezza. Generalmente, i dispositivi di sicurezza utilizzati per i grandi recipienti a pressione per l'accumulo di energia, come le caldaie, sono chiamati valvole di sicurezza, mentre quelli installati su tubazioni o altri impianti sono chiamati valvole di sicurezza. Tuttavia, secondo gli "Standard tecnici per la produzione di energia termica" del Ministero del commercio internazionale e dell'industria del Giappone, parti importanti della sicurezza delle apparecchiature sono specificate per l'uso di valvole di sicurezza, come caldaie, surriscaldatori, riscaldatori, ecc. Nei casi in cui una valvola riduttrice di pressione è installata sul lato inferiore e deve essere collegata a caldaie e turbine, è necessario installare valvole di sicurezza o valvole di sicurezza. Da questo punto di vista, le valvole di sicurezza devono essere più affidabili delle valvole di sicurezza. Inoltre, in base al riconoscimento e alla regolamentazione del volume di scarico di sicurezza nelle "Norme sulla gestione del gas ad alta pressione" del Ministero del Lavoro del Giappone, nonché alle norme del Ministero dei Trasporti e di varie associazioni navali, le valvole che garantiscono il volume di scarico sono chiamate valvole di sicurezza, mentre quelle che non garantiscono il volume di scarico sono chiamate valvole di sicurezza. In Cina, sia i tipi con sollevamento completo che quelli con sollevamento leggero vengono collettivamente definiti valvole di sicurezza.
III. Selezione
1. Classificazione
Attualmente, le valvole di sicurezza prodotte in serie rientrano principalmente in due categorie: a molla e a leva. Inoltre, ci sono valvole di sicurezza del tipo a impulso, valvole di sicurezza del tipo pilota, valvole di commutazione di sicurezza, valvole di sicurezza e valvole di sicurezza del tipo a peso, ecc. Le valvole di sicurezza del tipo a molla funzionano principalmente grazie alla forza della molla. Le valvole di sicurezza del tipo a molla possono essere ulteriormente classificate in tipo chiuso e tipo aperto. In generale, i mezzi infiammabili, esplosivi o tossici dovrebbero scegliere il tipo chiuso, mentre il vapore o il gas inerte possono scegliere il tipo aperto. Nelle valvole di sicurezza del tipo a molla ci sono anche quelle con e senza chiave. La funzione principale della chiave è quella di verificare la flessibilità del disco della valvola e talvolta può essere utilizzata anche per lo scarico manuale della pressione di emergenza, come mostrato nella Figura 3. Le valvole di sicurezza del tipo a leva funzionano principalmente grazie alla forza della leva e al peso. Tuttavia, a causa del grande volume di valvole di sicurezza a leva, il loro campo di applicazione è spesso limitato. Quando la temperatura è elevata è opportuno scegliere valvole di sicurezza con alette di dissipazione del calore.
Il parametro principale di una valvola di sicurezza è la sua capacità di scarico, che è determinata dal diametro della sede della valvola e dall'altezza di sollevamento del disco della valvola. A seconda delle diverse altezze di sollevamento, le valvole di sicurezza possono essere classificate in due tipologie: leggermente sollevate e completamente sollevate. Una valvola di sicurezza leggermente sollevata si riferisce a quella in cui l'altezza di sollevamento del disco della valvola è compresa tra 1/40 e 1/20 del diametro della gola della sede della valvola. Una valvola di sicurezza completamente sollevata si riferisce a quella in cui l'altezza di sollevamento del disco della valvola è pari a 1/4 del diametro della gola della sede della valvola.
2. Selezione delle valvole di sicurezza
La pressione nominale della valvola di sicurezza è determinata dalla pressione di esercizio, la temperatura di esercizio determina l'intervallo di temperatura della valvola di sicurezza, il valore di pressione impostato della valvola di sicurezza calcolato determina l'intervallo di pressione impostato della molla o della leva, quindi il materiale e il tipo strutturale della valvola di sicurezza vengono determinati in base al mezzo utilizzato. Infine, il diametro della gola della valvola di sicurezza viene calcolato in base alla capacità di scarico della valvola di sicurezza. Di seguito sono riportate le regole generali per la scelta delle valvole di sicurezza.
1. Caldaie ad acqua caldageneralmente utilizzare valvole di sicurezza non sigillate con chiavi e con caratteristiche leggermente apribili.
2. Valvole di sicurezza a sollevamento completo-non sigillatecon chiavi vengono generalmente utilizzati per caldaie a vapore o condotte a vapore.
3. Per i liquidi incomprimibili come l'acqua, vengono generalmente utilizzate valvole di sicurezza a micro-sollevamento chiuse o valvole di sicurezza.
4. Per l'alimentazione idrica ad alta-pressione, vengono generalmente utilizzate valvole di sicurezza a sollevamento completamente-chiuse, come negli scaldacqua e negli scambiatori di calore ad alta-pressione.
5. Per i mezzi comprimibili come i gas, vengono generalmente utilizzate valvole di sicurezza a sollevamento completo-chiuse, come nei serbatoi di stoccaggio del gas e nei gasdotti.
6. Le caldaie a vapore di classe E- generalmente utilizzano valvole di sicurezza a portata morta.
7. Per i sistemi di-diametro grande, ad alto-flusso e ad alta-pressione, vengono generalmente utilizzate valvole di sicurezza del tipo-a impulsi, come nei dispositivi di desurriscaldamento e di riduzione della pressione, nelle caldaie delle centrali elettriche, ecc.
8. Per il trasporto del gas liquefatto mediante vagoni cisterna ferroviari, autocisterne, serbatoi di stoccaggio, ecc., vengono generalmente utilizzate valvole di sicurezza interne.
9. La parte superiore del serbatoio dell'olio è generalmente dotata di una valvola di sicurezza idraulica, che deve essere utilizzata insieme ad una valvola di sfiato.
10. Le valvole di sicurezza pilotate- vengono generalmente utilizzate per il drenaggio sotterraneo o per le condotte di gas naturale.
11. Una valvola di riflusso di sicurezza viene generalmente utilizzata sulla tubazione di riflusso della fase liquida all'uscita della pompa del serbatoio in una stazione di gas di petrolio liquefatto.
12. Le valvole di sicurezza per pressione negativa del vuoto vengono generalmente utilizzate in sistemi con pressione negativa o in quelli che possono generare pressione negativa durante il funzionamento.
13. Le valvole di sicurezza a tubo ondulato vengono generalmente utilizzate in contenitori o sistemi di tubazioni con ampie fluttuazioni della contropressione e in quelli contenenti sostanze tossiche e infiammabili.
14. Per i sistemi con un punto di congelamento del fluido inferiore, vengono generalmente selezionate valvole di sicurezza con camicia isolata.
