7 Fattori Chiave che Influenzano la Selezione dei Tipi di Valvole di Ritegno nelle Applicazioni Petrolchimiche

Questo è il fattore più fondamentale e critico.

• Corrosività: Se il fluido è corrosivo (ad esempio, petrolio grezzo contenente zolfo, gas acidi, alcali forti) determina la selezione del materiale per i componenti chiave come il corpo valvola, il disco valvola e gli anelli di tenuta. Ad esempio, devono essere selezionate leghe resistenti alla corrosione come acciaio inossidabile, Monel, Hastelloy o persino titanio.
• Viscosità e Pulizia: Per fluidi ad alta viscosità (ad esempio, olio pesante, asfalto) o fluidi contenenti particelle solide e soggetti a incrostazioni (ad esempio, olio residuo, fanghi), scegliere valvole di ritegno con percorsi di flusso non ostruiti che resistono all'inceppamento, come quelle a battente, a sfera o di tipo non usurante. Le valvole a doppio disco di tipo wafer o a sollevamento non sono adatte in quanto soggette a inceppamento.
• Tossicità e Proprietà Pericolose: Per fluidi altamente tossici, infiammabili o esplosivi, le valvole di ritegno devono presentare caratteristiche di tenuta zero o di perdita estremamente bassa. Vengono tipicamente selezionate valvole di ritegno con tenuta metallo-metallo, oppure, in casi speciali, possono essere impiegate valvole con sistemi di iniezione di grasso.

• Flusso costante: Adatto alla maggior parte delle valvole di ritegno.
• Flusso basso o Flusso fluttuante: Richiede valvole che si aprono e si chiudono in modo sensibile a basse velocità, come le valvole di ritegno a doppio disco di tipo wafer grazie ai loro dischi leggeri e alla rapida risposta.
• Alta velocità di flusso: Le valvole di ritegno a battente e le valvole di ritegno a flusso assiale si adattano meglio alle condizioni di alta velocità di flusso offrendo al contempo una minore caduta di pressione.

• Pressione nominale di esercizio: Determina direttamente la classe di pressione della valvola (ad esempio, Classe 150, 300, 600).
• Pressione minima di apertura: Le valvole di ritegno a sollevamento richiedono una certa contropressione per la tenuta, mentre i tipi a battente e wafer richiedono pressioni di apertura inferiori.
• Fluttuazioni di pressione del sistema: Nei sistemi con frequenti fluttuazioni di pressione, selezionare tipi che operano in modo stabile per evitare il “tremolio” del disco valvola e l'usura prematura.

• Valvole di ritegno a sollevamento: Tipicamente installabili solo su tubi orizzontali, richiedendo che l'asse del disco valvola sia perpendicolare al piano orizzontale.
• Valvole di ritegno a battente: Installabili su tubi orizzontali o verticali (quando installate verticalmente, il fluido deve fluire dal basso verso l'alto).
• Valvole di ritegno di tipo wafer: Orientamento di installazione flessibile, ma è necessario considerare comunque la direzione del flusso del fluido.

• Valvole di ritegno di tipo wafer: Lunghezza strutturale più breve, altamente efficienti in termini di spazio, leggere.
• Valvole di ritegno di tipo a battente: Lunghezza strutturale più lunga, che richiede un maggiore spazio di installazione.
• Valvole di ritegno di tipo a sollevamento: Altezza strutturale maggiore.

Questo è un fattore critico per prevenire i fenomeni di colpo d'ariete.

• Tipo a chiusura rapida: Come le valvole di ritegno a doppio disco di tipo wafer o a piastra oscillante, che si chiudono rapidamente per prevenire efficacemente il flusso inverso significativo del fluido. Tuttavia, una chiusura eccessivamente rapida può innescare un colpo d'ariete diretto.
• Tipo a chiusura lenta/controllata: Esempi includono valvole di ritegno a battente con smorzatori o meccanismi di buffer e valvole di ritegno a flusso assiale. Questi raggiungono un processo di chiusura in due fasi—chiusura iniziale rapida seguita da decelerazione controllata—tramite sistemi idraulici o a contrappeso. Ciò riduce significativamente i picchi di pressione (colpo d'ariete) durante la chiusura, rendendoli ideali per posizioni critiche come le uscite delle pompe.

• Le valvole di ritegno a battente, a flusso assiale, a sfera e a sollevamento di tipo Y presentano percorsi di flusso non ostruiti con una minima caduta di pressione. (Tipi a bassa resistenza). 
• Tipi ad alta resistenza: Le valvole di ritegno a sollevamento tradizionali presentano una caduta di pressione relativamente elevata a causa dei percorsi di flusso tortuosi.

L'industria petrolchimica aderisce a specifiche e standard rigorosi; la selezione delle valvole deve essere conforme ai requisiti del progetto.

• Standard internazionali/industriali: ad es. API 594 (valvole di ritegno wafer e a doppia flangia), API 6D (valvole per tubazioni), ASME B16.34 (estremità flangiate delle valvole, estremità saldate di testa). Questi standard definiscono la costruzione delle valvole, le valutazioni pressione-temperatura e i requisiti di collaudo/ispezione.
• Standard di sicurezza antincendio: Esempi includono API 607/ISO 10497, che richiedono alle valvole di mantenere l'integrità della tenuta per una durata specificata durante le condizioni di incendio. Ciò si ottiene tipicamente attraverso progetti speciali a tenuta morbida e meccanismi di tenuta ausiliari metallo-metallo.

• Costo di acquisto iniziale: Le valvole di ritegno di tipo wafer offrono in genere il costo più basso, mentre quelle con caratteristiche speciali (ad es., chiusura lenta) o materiali speciali comportano costi più elevati.
• Costi di installazione e manutenzione: Le valvole di ritegno di tipo wafer presentano un'installazione semplice, ma richiedono lo smontaggio dei bulloni su entrambe le flange durante la manutenzione. Le valvole a doppia flangia (a battente) sono più pesanti e richiedono robusti supporti di montaggio, ma il loro cappello apribile facilita la manutenzione dei componenti interni in servizio.
• Costi operativi ed energetici: Le valvole a bassa resistenza al flusso riducono il consumo di energia di pompaggio, generando significativi risparmi di elettricità a lungo termine.
• Affidabilità e durata: La selezione di valvole adatte alle condizioni operative riduce sostanzialmente i tempi di fermo per guasti e le spese di riparazione/sostituzione. Durante l'intero ciclo di vita, tali valvole possono rivelarsi più convenienti rispetto ad alternative inizialmente più economiche.