Induve sò Aduprate Valves: In ogni locu!

08 Nov 2017 Scrittu da Greg Johnson

E valvole ponu esse truvate quasi in ogni locu oghje: in e nostre case, sottu à a strada, in l'edificazioni cummerciale è in millaie di posti in centrali di energia è acqua, cartiere, raffinerie, piante chimiche è altre strutture industriali è infrastrutturali.
L'industria di e valve hè veramente larga, cù segmenti chì varienu da a distribuzione di l'acqua à l'energia nucleare à u petroliu è u gasu upstream è downstream. Ognuna di sti industrii di l'utilizatori finali utilizanu certi tipi di basi di valve; però, i dettagli di a custruzzione è i materiali sò spessu assai diffirenti. Eccu un sample:

L'ACQUA
In u mondu di a distribuzione di l'acqua, e pressioni sò quasi sempre relativamente bassu è e temperature ambientali. Quelli dui fatti d'applicazioni permettenu una quantità di elementi di design di valvula chì ùn si trovanu micca nantu à l'equipaggiu più sfidau, cum'è e valvole di vapore à alta temperatura. A temperatura ambientale di u serviziu di l'acqua permette l'usu di elastomeri è sigilli di gomma micca adattati in altrò. Questi materiali morbidi permettenu à e valvole d'acqua per esse equipaghjate per chjude strettamente i gocce.

Una altra considerazione in i valvuli di serviziu di l'acqua hè a scelta in i materiali di custruzzione. I ferri fusi è duttili sò largamente usati in i sistemi di l'acqua, in particulare i grandi linee di diametru esternu. I linii assai chjuchi ponu esse trattatu abbastanza bè cù materiali di valvula di bronzu.

E pressioni chì a maiò parte di e valvole di l'acqua vede sò generalmente assai sottu à 200 psi. Questu significa chì i disinni di più alta pressione cù pareti più spessi ùn sò micca necessarii. Dittu chistu, ci sò casi induve valvule d'acqua sò custruiti per trattà pressioni più altu, finu à circa 300 psi. Sti appiicazioni sò generalmente nantu à aqueducts longu vicinu à a fonte di pressione. Calchì volta i valvuli d'acqua di pressione più alta si trovanu ancu in i punti di pressione più altu in una diga alta.

L'American Water Works Association (AWWA) hà publicatu specificazioni chì coprenu parechji tipi di valvole è attuatori utilizati in applicazioni di l'acqua.

ACQUA RIGUARDA
L'altra parte di l'acqua potabile fresca chì entra in una facilità o struttura hè a pruduzzioni di l'acqua residuale o di a fognaria. Queste linee recullanu tutti i liquidi è i solidi di scarti è i dirigenu à una pianta di trattamentu d'acqua. Queste piante di trattamentu presentanu assai tubi è valvule à bassa pressione per fà u so "travagliu bruttu". In parechji casi, i requisiti per i valvole di l'acqua di scarico sò assai più indulgenti cà i requisiti per u serviziu di acqua pulita. A porta di ferru è i valvuli di cuntrollu sò l'scelti più populari per stu tipu di serviziu. Valvule standard in stu serviziu sò custruiti in cunfurmità cù e specificazioni AWWA.

INDUSTRIA POWER
A maiò parte di l'energia elettrica generata in i Stati Uniti hè generata in e piante di vapore chì utilizanu turbine di carburante fossile è d'alta velocità. Peeling back the cover of a modern power plant would cede a view of high-pressure, high-temperature pipe systems. Queste linee principali sò i più critichi in u prucessu di generazione di energia di vapore.

I valvole di a porta restanu una scelta principale per l'applicazioni on / off di a centrale elettrica, ancu s'ellu hè un scopu speciale, si trovanu ancu valvule di globu Y-pattern. Valvule à sfera d'alta prestazione, di serviziu criticu, guadagnanu pupularità cù certi disegnatori di centrali elettriche è facenu incursioni in questu mondu una volta dominatu da valvule lineari.

A metallurgia hè critica per e valvole in l'applicazioni di putenza, in particulare quelli chì operanu in i intervalli operativi supercritici o ultra-supercritici di pressione è temperatura. F91, F92, C12A, inseme cù parechji Inconel è leghe in acciaio inox sò cumunimenti usati in i centrali di l'oghje. I classi di pressione includenu 1500, 2500 è in certi casi 4500. A natura modulante di e centrali d'energia di punta (quelli chì operanu solu cumu necessariu) ponu ancu una forza enormosa nantu à valvule è tubazioni, chì necessitanu disinni robusti per trattà a cumminazione estrema di ciclismo, temperatura è pressione.
In più di i principali valving di vapuri, i centrali energetiche sò carricati di pipeline accessorii, populati da una miriade di valvole di porta, globu, verificatu, farfalla è sfera.

I centrali nucleari operanu nantu à u listessu principiu di turbine à vapore / alta velocità. A diferenza primaria hè chì in una centrale nucleare, u vapore hè creatu da u calore da u prucessu di fission. I vàlvuli di a centrale nucleare sò simili à i so cugini fossili, salvu u so pedigree è u requisitu aghjuntu di affidabilità assoluta. E valvole nucleari sò fabbricate à standard estremamente elevati, cù a documentazione di qualificazione è di ispezione chì riempie centinaie di pagine.

PRODUZIONE OIL AND GAS
I pozzi d'oliu è di gasu è e instalazioni di pruduzzione sò utilizatori pisanti di valvule, cumpresi assai valvole pisanti. Ancu s'ellu ùn hè più probabile chì i gushers di oliu spewing centinaie di piedi in l'aria, l'imaghjini illustra a pressione potenziale di u petroliu è u gasu sotterraneo. Hè per quessa chì i capi di pozzu o l'arbureti di Natale sò posti in cima di a longa fila di pipa di un pozzu. Queste assemblee, cù a so cumminazione di valvole è raccordi speciali, sò pensati per trattà pressioni più di 10 000 psi. Mentre chì raramente si trovanu in pozzi scavati in terra in questi ghjorni, l'estrema pressione alta si trova spessu in pozzi profondi offshore.

U disignu di l'equipaggiu di Wellhead hè coperto da specificazioni API cum'è 6A, Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment. E valvole cuperte in 6A sò pensate per pressioni estremamente elevate ma temperature modeste. A maiò parte di l'arbureti di Natale cuntenenu valvule di porta è valvule di globu speciale chjamati chokes. I chokes sò usati per regulà u flussu da u pozzu.

In più di i pozzi stessi, assai strutture accessorii populanu un campu di petroliu o di gasu. L'equipaggiu di prucessu per pre-trattà l'oliu o u gasu necessita una quantità di valvole. Queste valvole sò generalmente azzaru di carbonu classificatu per e classi inferiori.

In ocasu, un fluidu altamente corrosivu - sulfuru di l'idrogenu - hè presente in u flussu di petroliu crudu. Stu materiale, chjamatu ancu gas sour, pò esse letale. Per batte e sfide di u gasu acidu, deve esse seguitu materiali speciali o tecniche di trasfurmazioni di materiale in cunfurmità cù a specificazione NACE International MR0175.

INDUSTRIA OFFSHORE
I sistemi di piping per i rigs petroliferi offshore è e facilità di produzzione cuntenenu una multitùdine di valvole custruite à parechje specificazioni diverse per trattà a larga varietà di sfide di cuntrollu di flussu. Queste strutture cuntenenu ancu diversi loops di sistema di cuntrollu è dispusitivi di sollievu di pressione.

Per i stabilimenti di pruduzzione di petroliu, u cori arteriale hè u sistema di tubazione di ricuperazione di u petroliu o di gas. Ancu s'ellu ùn hè micca sempre nantu à a piattaforma stessa, assai sistemi di produzzione utilizanu l'arbureti di Natale è i sistemi di tubazione chì operanu in a prufundità inospitale di 10 000 piedi o più. Stu equipamentu di pruduzzione hè custruitu à parechje norme esigenti di l'Istitutu Americanu di Petroleum (API) è riferite in parechje Pratiche Recommended API (RP).

Nant'à a maiò parte di e grandi piattaforme petrolifere, prucessi supplementari sò applicati à u fluidu crudu chì vene da u pozzu. Questi includenu a separazione di l'acqua da l'idrocarburi è a separazione di gas è liquidi di gas naturale da u flussu fluidu. Questi sistemi di tubazioni post-Natale sò generalmente custruiti à i codici di tubazioni di a Società Americana di Ingegneri Meccanici B31.3 cù e valvole cuncepite in cunfurmità cù e specificazioni di valvola API cum'è API 594, API 600, API 602, API 608 è API 609.

Certi di sti sistemi pò ancu cuntene API 6D porta, ball è valvula di cuntrollu. Siccomu qualsiasi pipeline nantu à a piattaforma o nave di perforazione sò internu à a facilità, i requisiti stretti per utilizà valvule API 6D per pipelines ùn sò micca applicati. Ancu se parechji tippi di valvula sò usati in questi sistemi di piping, u tipu di valvula di scelta hè a valvola di sfera.

PIPELINES
Ancu s'è a maiò parte di i pipeline sò oculati da a vista, a so prisenza hè di solitu evidenti. Picculi segni chì dicenu "pipeline di petroleum" sò un indicatore evidenti di a presenza di tubi di trasportu sotterranei. Sti pipeline sò furnuti cù assai valvuli impurtanti in tuttu u so longu. E vàlvule d'arrestu di pipeline d'emergenza si trovanu à intervalli cum'è specificati da i normi, i codici è e lege. Queste valvule serve u serviziu vitale di isolà una sezione di una pipeline in casu di fuga o quandu u mantenimentu hè necessariu.

Ancu spargugliati longu una strada di pipeline sò e facilità induve a linea emerge da a terra è l'accessu à a linea hè dispunibule. Queste stazioni sò a casa per l'equipaggiu di lanciamentu di "porcu", chì hè custituitu da dispusitivi inseriti in i pipelines sia per inspeccionà o pulizziari a linea. Queste stazioni di lanciamentu di porcu sò generalmente cuntenenu parechje valve, sia di porta o di sfera. Tutte e vàlvule in un sistema di pipeline deve esse full-port (full-apertura) per permette u passaghju di porchi.

Pipelines ancu bisognu di energia per cumbatte l'attrito di u pipeline è mantene a pressione è u flussu di a linea. Cumpressori o stazioni di pumping chì pareanu versioni chjuche di una pianta di prucessu senza l'alti torri di cracking sò usati. Queste stazioni sò a casa di decine di valvole di gate, sfera è di cuntrollu.
I condotti stessi sò cuncepiti in cunfurmità cù diversi standard è codici, mentre chì e valvole di pipeline seguenu API 6D Pipeline Valves.
Ci sò ancu pipeline più chjuchi chì alimentanu in case è strutture cummerciale. Queste linee furnisce l'acqua è u gasu è sò guardati da valvule di chjude.
Grandi municipalità, in particulare in a parti sittintriunali di i Stati Uniti, furnisce u vapore per i bisogni di riscaldamentu di i clienti cummerciale. Queste linee di fornitura di vapore sò furnute cù una varietà di valvule per cuntrullà è regulà u fornimentu di vapore. Ancu s'ellu u fluidu hè vapore, e pressioni è e temperature sò più bassu di quelli chì si trovanu in a generazione di vapore di a centrale elettrica. Una varietà di tipi di valvula sò utilizati in questu serviziu, ancu s'è a valvola di plug venerable hè sempre una scelta populari.

RAFFINERIA E PETROCHIMICA
E valvole di raffineria contanu per l'usu di a valvula industriale più cà qualsiasi altru segmentu di valvula. I raffinerie sò in casa di fluidi corrosivi è in certi casi, temperature elevate.
Questi fattori dettanu cumu e valvule sò custruite in cunfurmità cù e specificazioni di design di valvula API, cum'è API 600 (valvole di porta), API 608 (valvole di sfera) è API 594 (valvole di cuntrollu). A causa di u serviziu duru scontru da parechje di sti valvuli, hè spessu necessariu un indemnità di corrosione extra. Questa tolleranza si manifesta per mezu di più grossi di muru chì sò specificati in i ducumenti di cuncepimentu API.

Quasi ogni tipu di valvula maiò pò esse truvatu in abbundanza in una raffineria tipica grande. L'ubiquitous gate valve hè sempre u rè di a muntagna cù a più grande populazione, ma i valvuli di quartu di turnu piglianu una quantità sempre più grande di a so parte di u mercatu. I prudutti di quartu di turnu chì facenu incursioni di successu in questa industria (chì era ancu una volta duminata da i prudutti lineari) includenu valvole a farfalla triple offset d'altu rendiment è valvole a sfera in metallo.

Porta standard, globu è valve di cuntrollu sò sempre truvati in massa, è per via di u core di u so designu è di l'ecunumia di a fabricazione, ùn spariranu micca prestu.
I valutazioni di pressione per e valvole di raffineria passanu da a Classe 150 à a Classe 1500, cù a Classe 300 a più famosa.
L'acciai di carbonu pianu, cum'è u gradu WCB (cast) è A-105 (forged) sò i materiali più populari specificati è utilizati in valvule per u serviziu di raffineria. Parechje applicazioni di processu di raffinazione spinghjenu i limiti di a temperatura superiore di l'acciai di carbonu pianu, è l'aliati di temperatura più altu sò specificati per queste applicazioni. I più populari di questi sò l'acciai chrome / moly cum'è 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr è 9% Cr. L'acciai inossidabili è l'aliati d'altu nichel sò ancu usati in certi prucessi di raffinazione particularmente duru.

CHIMICA
L'industria chimica hè un grande usu di valvole di tutti i tipi è materiali. Da i picculi piantazioni in batch à l'immensi cumplessi petrochimichi truvati nantu à a Costa di u Golfu, i valvuli sò una parte enormosa di i sistemi di tubazioni di prucessu chimicu.

A maiò parte di l'applicazioni in i prucessi chimichi sò più bassi in pressione di parechji prucessi di raffinazione è generazione di energia. I classi di pressione più populari per e valve di e piping di e piante chimiche sò Classes 150 è 300. I vegetali chimichi sò stati ancu u più grande mutore di a ripresa di a quota di u mercatu chì i valvuli di bola anu lottatu da i valvuli lineari in l'ultimi 40 anni. A vàlvula di sfera in seduta elastica, cù u so chjusu di fuga zero, hè perfetta per parechje applicazioni di pianta chimica. A dimensione compacta di a valvula di sfera hè ancu una funzione populari.
Ci hè ancu qualchì pianta chimica è prucessi di pianta induve i valvuli lineari sò preferiti. In questi casi, i populari valvule API 603-designate, cù pareti più sottili è pesi più ligeri, sò generalmente a valvola di porta o globu di scelta. U cuntrollu di certi sustanzi chimichi hè ancu realizatu in modu efficace cù valvule di diafragma o pinch.
A causa di a natura currusiva di parechji sustanzi chimichi è prucessi chimichi, a selezzione di materiale hè critica. U materiale di fattu hè a qualità 316/316L di l'acciaio inox austeniticu. Stu materiale funziona bè per luttà contra a corrosione da una mansa di fluidi à volte brutti.

Per alcune applicazioni corrosive più duru, hè necessariu più prutezzione. L'altri qualità d'alta prestazione di l'acciaio inox austeniticu, cum'è 317, 347 è 321 sò spessu scelti in queste situazioni. L'altri ligami chì sò usati da u tempu à u tempu per cuntrullà i fluidi chimichi include Monel, Alloy 20, Inconel è 17-4 PH.

SEPARAZIONE LNG E GAS
Sia u gas naturale liquidu (LNG) sia i prucessi necessarii per a separazione di gas si basanu in tubazioni estensive. Queste applicazioni necessitanu valvole chì ponu operare à temperature criogeniche assai bassu. L'industria di LNG, chì cresce rapidamente in i Stati Uniti, cerca continuamente di aghjurnà è migliurà u prucessu di licuazione di gas. Per questu scopu, i tubi è e valvole sò diventati assai più grande è i requisiti di pressione sò stati elevati.

Questa situazione hà dumandatu à i fabricatori di valvule à sviluppà disinni per scuntrà parametri più duru. E valvole a sfera è a farfalla di quartu di volta sò populari per u serviziu di LNG, cù 316ss [acciaio inox] u materiale più populari. A Classe ANSI 600 hè u solitu tettu di pressione per a maiò parte di l'applicazioni LNG. Ancu s'è i prudutti di quartu di turnu sò i tipi di valvula più populari, i valvuli di gate, globu è di cuntrollu ponu ancu esse truvati in i pianti.

U serviziu di separazione di gas implica a divisione di u gasu in i so elementi basi individuali. Per esempiu, i metudi di siparazione di l'aria rende nitrogenu, ossigenu, eliu è altri gasi traccia. A natura assai bassu-temperatura di u prucessu significa chì parechji valvuli criogeni sò necessarii.

Tramindui i pianti di separazione di LNG è di gasu anu valvule à bassa temperatura chì devenu esse operabili in queste cundizioni criogeniche. Questu significa chì u sistema di packing di valvula deve esse elevatu luntanu da u fluidu à bassa temperatura per l'usu di una colonna di gas o di condensazione. Sta colonna di gas impedisce à u fluidu di furmà una bola di ghiaccio intornu à l'area di imballaggio, chì impedisce chì a valvula di a valvula si vulterà o si alzà.

EDIFICI COMMERCIALE
L'edifizii cummirciali ci circundanu, ma à menu chì ùn prestemu assai attenzione mentre sò custruiti, avemu pocu idea di a multitùdine di arterie fluide ammucciate in i so mura di muratura, vetru è metallu.

Un denominatore cumuni in quasi ogni edifiziu hè l'acqua. Tutte queste strutture cuntenenu una varietà di sistemi di tubazioni chì portanu parechje cumminazzioni di u compostu di l'idrogenu / l'ossigenu in forma di fluidi potabili, acqua residuale, acqua calda, acqua grigia è prutezzione di u focu.

Da u puntu di vista di sopravvivenza di l'edificazione, i sistemi di focu sò più critichi. A prutezzione di u focu in l'edificazioni hè quasi universale alimentata è piena d'acqua pulita. Per chì i sistemi di l'acqua di u focu sò efficaci, devenu esse affidabili, avè una pressione suffirenzia è esse situati convenientemente in tutta a struttura. Questi sistemi sò pensati per energizà automaticamente in casu di focu.
L'edificazioni d'altitudine necessitanu u stessu serviziu di pressione di l'acqua in i piani superiori cum'è i piani di fondu, cusì pompe d'alta pressione è tubazioni devenu esse aduprate per uttene l'acqua in su. I sistemi di tubazioni sò generalmente di Classe 300 o 600, secondu l'altezza di l'edificiu. Tutti i tipi di valves sò usati in queste applicazioni; in ogni modu, i disinni di valvula deve esse appruvati da Underwriters Laboratories o Factory Mutual per u serviziu di u focu principale.

E listesse classi è tipi di valvuli utilizati per i valvuli di serviziu di u focu sò usati per a distribuzione di l'acqua potable, ancu s'è u prucessu di appruvazioni ùn hè micca cusì strettu.
I sistemi di climatizazione cummerciale chì si trovanu in grandi strutture cummerciale cum'è edifici di uffici, alberghi è ospedali sò generalmente centralizzati. Hanu una grande unità di chiller o caldaia per rinfriscà o calore u fluidu utilizatu per u trasferimentu di fretu o alta temperatura. Sti sistemi spessu deve manighjà refrigerants cum'è R-134a, un hydro-fluorocarbon, o in u casu di sistemi di riscaldamentu maiò, vapore. A causa di a dimensione compatta di e valvole a farfalla è a sfera, questi tipi sò diventati populari in i sistemi di refrigerazione HVAC.

In u latu di u vapore, alcune valvole quarter-turn anu fattu incursioni in usu, ma assai ingegneri di i fontanari si basanu sempre in valvole lineari è valvule di globu, in particulare se i tubi necessitanu estremità di saldatura. Per queste applicazioni di vapore moderate, l'azzaru hà pigliatu u postu di u ghisa per via di a saldabilità di l'azzaru.

Certi sistemi di riscaldamentu utilizanu acqua calda invece di vapore cum'è fluidu di trasferimentu. Questi sistemi sò sirvuti bè da valvule di bronzu o di ferru. E valvole a sfera è a farfalla sò assai populari, anche se certi disinni lineari sò sempre usati.

CONCLUSIONE
Ancu s'è l'evidenza di l'applicazioni di valvula citate in questu articulu ùn pò micca esse visibile durante un viaghju à Starbucks o à a casa di a nanna, certi valvuli assai impurtanti sò sempre vicinu. Ci hè ancu valvule in u mutore di a vittura utilizata per arrivà à quelli posti, cum'è quelli in u carburatore chì cuntrollanu u flussu di carburante in u mutore è quelli in u mutore chì cuntrollanu u flussu di gasoline in i pistoni è fora di novu. È se sti valvule ùn sò micca abbastanza vicinu à a nostra vita di ogni ghjornu, cunzidira a realità chì i nostri cori battenu regularmente attraversu quattru dispositi vitali di cuntrollu di flussu.

Questu hè solu un altru esempiu di a realità chì: i valvuli sò veramente in ogni locu. VM
A parte II di stu articulu copre industrii supplementari induve sò usati valvule. Andate à www.valvemagazine.com per leghje nantu à pasta è carta, applicazioni marine, diga è energia idroelettrica, solare, ferru è azzaru, aerospaziale, geotermale è birreria è distillazione artigianale.

GREG JOHNSON hè presidente di United Valve (www.unitedvalve.com) in Houston. Hè un editore chì cuntribuisce à a rivista VALVE, ex presidente di u Cunsigliu di Riparazione di Valve è un membru attuale di u cunsigliu di VRC. Serve ancu in u Cumitatu di Educazione è Formazione di VMA, hè vicepresidentu di u Cumitatu di Comunicazione di VMA è hè ex presidente di a Società di Standardizazione di Manufacturers.