Perché Una Valvola A Globo È Preferibile A Una Valvola A Saracinesca In Un Circuito Di Bypass Di Una Valvola Di Controllo All'interno Di Impianti Pilota Per Operazioni Unitarie?

Una valvola a globo è preferibile a una valvola a saracinesca in un circuito di bypass di una valvola di controllo perché è in grado di regolare il flusso manualmente. Quando la valvola di controllo principale viene isolata per ispezione o manutenzione, la valvola a globo consente agli operatori di mantenere e regolare il flusso di processo attraverso il bypass. Una valvola a saracinesca è progettata principalmente per l'isolamento (completamente aperta o completamente chiusa), quindi non può fornire una parzializzazione affidabile durante il funzionamento continuo dell'impianto pilota.

Un circuito di bypass è utile solo se preserva il controllo operativo mentre la valvola di controllo principale non è disponibile. La valvola a globo fornisce tale controllo manuale; la valvola a saracinesca fornisce l'isolamento ma non una precisa regolazione del flusso.

Cosa deve realizzare il circuito di bypass

Mantenere la continuità del processo durante la manutenzione

Una valvola di controllo potrebbe dover essere rimossa, revisionata, calibrata o isolata dal processo. La linea di bypass consente al fluido di continuare a scorrere attraverso l'operazione unitaria invece di richiedere un arresto completo.

La valvola di bypass diventa quindi il mezzo temporaneo dell'operatore per controllare il flusso. Ciò è particolarmente prezioso negli impianti pilota, dove gli esperimenti possono essere sensibili al tempo e le condizioni operative devono essere preservate.

Fornire una regolazione manuale del flusso

La valvola di bypass deve fare di più che consentire o arrestare il flusso. Deve permettere all'operatore di stabilire una portata manuale adeguata mentre la valvola di controllo automatica è fuori servizio.

Una valvola a globo è ben adatta a questo ruolo perché il suo otturatore e la sua sede interni forniscono un'area di flusso che cambia progressivamente man mano che la valvola si apre o si chiude. Ciò conferisce all'operatore una regolazione relativamente prevedibile su un'ampia gamma di portate.

Perché le valvole a globo sono adatte alla parzializzazione manuale

Offrono una regolazione fine

Le valvole a globo sono progettate per regolare il flusso. La loro geometria supporta una caduta di pressione controllata e una regolazione più stabile rispetto a una valvola destinata solo all'isolamento.

Ciò le rende appropriate per impostare il flusso attraverso apparecchiature di impianti pilota come scambiatori di calore, colonne, pompe, reattori e altre operazioni unitarie in cui potrebbe essere richiesta una portata manuale approssimativa.

Supportano un funzionamento più prevedibile

Una valvola a globo fornisce generalmente un comportamento di parzializzazione migliore rispetto a una valvola a saracinesca perché il percorso del flusso cambia progressivamente con il movimento dello stelo. Gli operatori possono apportare piccole regolazioni e osservare la risposta del processo risultante.

L'esatta controllabilità dipende ancora dalle dimensioni della valvola, dall'otturatore, dalla caduta di pressione, dalle proprietà del fluido e dalle condizioni operative. Una valvola a globo non è automaticamente una valvola di controllo di precisione, ma è il dispositivo di regolazione manuale più adatto tra i due.

Possono funzionare in apertura parziale

Una valvola a globo di bypass può rimanere parzialmente aperta per periodi prolungati se correttamente selezionata per il servizio. Il suo design è inteso per accogliere la caduta di pressione e il disturbo del flusso associati alla parzializzazione.

Questo è fondamentalmente diverso dalla modalità operativa prevista di una valvola a saracinesca, la cui pratica migliore è generalmente quella di essere completamente aperta o completamente chiusa.

Perché una valvola a saracinesca è solitamente il regolatore di bypass sbagliato

Le valvole a saracinesca sono dispositivi di isolamento

Una valvola a saracinesca sposta un otturatore (saracinesca) attraverso il percorso del flusso ed è intesa per fornire una bassa resistenza quando è completamente aperta e l'intercettazione quando è completamente chiusa. Non è progettata per stabilire una portata intermedia stabile.

Utilizzarne una come elemento di regolazione principale in un circuito di bypass può rendere il controllo manuale grossolano e difficile.

L'apertura parziale può danneggiare la valvola

Quando una valvola a saracinesca viene lasciata parzialmente aperta, il flusso ad alta velocità può passare attorno alla saracinesca e creare turbolenza, vibrazioni, erosione ed effetti di pressione indesiderati. Queste condizioni possono danneggiare le superfici di tenuta e compromettere le prestazioni di chiusura future.

La valvola può anche diventare difficile da azionare o non riuscire a fornire l'isolamento positivo da essa atteso.

Non fornisce un controllo del flusso affidabile

Un piccolo cambiamento nella posizione della saracinesca può produrre un cambiamento incoerente o sproporzionato nel flusso. Ciò rende difficile mantenere una condizione ripetibile durante un esperimento pilota.

Una valvola a saracinesca può consentire o arrestare il flusso di bypass, ma normalmente non si dovrebbe fare affidamento su di essa per regolare tale flusso.

Come le valvole lavorano insieme in un circuito di bypass

Utilizzare valvole di isolamento per l'isolamento

Le valvole a saracinesca, a sfera o a maschio sono comunemente utilizzate dove il requisito è un isolamento positivo con bassa perdita di carico quando sono completamente aperte. Possono isolare la valvola di controllo principale e definire il percorso del flusso di bypass.

Il loro scopo è proteggere le apparecchiature e supportare una manutenzione sicura, non sostituire la funzione di controllo.

Utilizzare la valvola a globo per la regolazione

La valvola a globo dovrebbe essere posizionata nel percorso di bypass dove può controllare il flusso manuale dopo che la valvola di controllo principale è stata isolata. Gli operatori possono regolarla gradualmente monitorando flusso, pressione, temperatura e la risposta dell'operazione unitaria.

La disposizione finale deve seguire il design delle tubazioni e della strumentazione dell'impianto, inclusi i punti di isolamento a monte e a valle richiesti.

Includere la protezione contro il riflusso dove necessario

Una disposizione di bypass può creare percorsi di flusso inverso indesiderati, in particolare durante i cambiamenti nella posizione della valvola o differenze di pressione a monte e a valle. Una valvola di ritegno potrebbe essere necessaria laddove il flusso inverso potrebbe danneggiare pompe, strumenti o altri componenti a monte.

L'orientamento della valvola di ritegno dipende dal servizio. Ad esempio, una valvola di ritegno a battente si basa sulla gravità e deve essere installata in un orientamento che consenta al disco di chiudersi correttamente.

Comprendere i compromessi

Una valvola a globo crea una maggiore perdita di carico

Una valvola a globo introduce tipicamente una caduta di pressione maggiore rispetto a una valvola a saracinesca, a sfera o a maschio completamente aperta. Questo è il costo della sua geometria di regolazione del flusso.

In un circuito di bypass, la differenza di pressione disponibile deve essere sufficiente per raggiungere il flusso richiesto. Il dimensionamento della valvola dovrebbe quindi tenere conto del flusso di bypass normale, delle proprietà del fluido e della massima caduta di pressione prevista.

Il controllo manuale è meno preciso del controllo automatico

Una valvola a globo regolata manualmente può mantenere il funzionamento temporaneo, ma non fornisce la stessa velocità di risposta o stabilità di una valvola di controllo automatica correttamente funzionante.

Ciò è accettabile per il servizio di bypass di manutenzione solo quando gli operatori possono monitorare il processo e l'operazione unitaria può tollerare in sicurezza la regolazione manuale.

Un dimensionamento errato può ridurre la qualità del controllo

Una valvola a globo sovradimensionata può fornire poca regolazione utile perché la maggior parte del flusso richiesto si verifica su una piccola porzione dell'intervallo di apertura. Una valvola sottodimensionata può limitare la capacità o creare un'eccessiva perdita di carico.

Il dimensionamento dovrebbe basarsi sul flusso di bypass richiesto e sulle condizioni di pressione piuttosto che semplicemente sull'abbinamento del diametro del tubo.

Il bypass non è un sostituto universale

Alcuni processi non possono operare in sicurezza sotto controllo manuale di bypass perché richiedono una regolazione rigorosa di pressione, temperatura, composizione, livello o flusso. In quei casi, isolare la valvola di controllo potrebbe richiedere un arresto o una disposizione di controllo ridondante.

Il bypass dovrebbe quindi essere trattato come una caratteristica di sicurezza e operatività del processo, non come un permesso di operare indefinitamente senza controllo automatico.

Fare la scelta giusta per il proprio obiettivo

La corretta selezione della valvola dipende dal fatto che il bypass debba isolare il flusso, regolare il flusso o svolgere entrambe le funzioni.

Se l'attenzione principale è l'isolamento: Utilizzare una valvola a saracinesca, a sfera o a maschio dove sono richieste bassa resistenza e servizio completamente aperto/completamente chiuso.
Se l'attenzione principale è la regolazione manuale del flusso: Utilizzare una valvola a globo nel bypass in modo che gli operatori possano regolare e mantenere il flusso mentre la valvola di controllo principale non è disponibile.
Se l'attenzione principale è il dosaggio preciso a basso flusso: Considerare una valvola a spillo correttamente dimensionata o un'altra valvola di regolazione adatta invece di fare affidamento su una valvola a globo di bypass per uso generale.
Se l'attenzione principale è prevenire il riflusso: Fornire una valvola di ritegno opportunamente selezionata e correttamente orientata laddove il processo e le apparecchiature richiedono protezione contro il riflusso.

Una valvola a globo preserva il controllo manuale temporaneo del processo, mentre una valvola a saracinesca dovrebbe rimanere principalmente un dispositivo di isolamento.

Tabella riassuntiva:

Tipo di valvola	Funzione primaria	Ruolo nel circuito di bypass	Considerazione principale
Valvola a globo	Regolazione del flusso	Regola e mantiene il flusso manuale temporaneo	Crea una maggiore caduta di pressione; richiede un dimensionamento corretto
Valvola a saracinesca	Isolamento del flusso	Isola le apparecchiature o fornisce servizio completamente aperto/chiuso	Scarsa parzializzazione; l'apertura parziale può causare erosione e vibrazioni
Valvola di ritegno	Prevenzione del riflusso	Previene il flusso inverso dove richiesto	Deve essere selezionata e installata per il servizio e l'orientamento
Valvola a spillo	Regolazione precisa a basso flusso	Controlla il flusso di bypass molto basso	Da considerare quando è richiesta una regolazione più fine

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