Componenti strutturali principali delle valvole in acciaio
L'integrità di una valvola in acciaio dipende dalla sinergia tra le sue parti strutturali primarie. Il corpo funge da limite principale di pressione, ospitando gli elementi interni e fornendo i punti di connessione per i sistemi di tubazioni. Solitamente fuso o forgiato in acciaio al carbonio, acciaio inossidabile o acciaio legato, il corpo deve resistere a notevoli sollecitazioni circolari e dilatazione termica. Il cofano funge da copertura per l'apertura nella carrozzeria ed è spesso la seconda parte più importante per il mantenimento della pressione. Solitamente è imbullonata o filettata al corpo, consentendo l'accesso per la manutenzione al rivestimento interno senza rimuovere l'intera valvola dalla tubazione.
All'interno di questi alloggiamenti, il "rivestimento" si riferisce alle parti sostituibili che entrano in contatto diretto con il mezzo di flusso. Ciò include lo stelo, il disco (o la saracinesca/otturatore) e gli anelli della sede. Lo stelo è il collegamento che trasmette il movimento dall'attuatore al disco. Nelle valvole in acciaio, gli steli sono spesso realizzati in acciaio inossidabile 410 o 17-4 PH per garantire un'elevata resistenza alla trazione e al grippaggio sotto cicli ad alta pressione.
Confronto critico dei materiali delle valvole in acciaio
La scelta del giusto grado di acciaio per le parti delle valvole rappresenta un equilibrio tra resistenza alla corrosione, limiti di temperatura e costi. Mentre l’acciaio al carbonio è lo standard industriale per i fluidi non corrosivi, gli acciai inossidabili e legati sono essenziali per i processi industriali specializzati. La tabella seguente illustra i materiali più comuni utilizzati per i componenti delle valvole in acciaio:
| Grado materiale | Applicazione tipica | Vantaggio chiave |
| ASTM A216 WCB | Industria generale/petrolio e gas | Conveniente, versatile |
| ASTM A351 CF8M | Chimico/Marittime | Elevata resistenza alla corrosione (316 SS) |
| ASTM A105 | Parti forgiate ad alta pressione | Eccellente struttura/resistenza del grano |
| Lega 20/Monel | Servizio acido/severo | Eccezionale stabilità chimica |
Meccanismi di tenuta e baderna
Il ruolo del premistoppa
Prevenire le perdite esterne è il ruolo principale del sistema di baderna situato all'interno del premistoppa del coperchio. Per le valvole in acciaio che operano ad alte temperature, la grafite flessibile è il materiale di guarnizione preferito grazie alle sue proprietà autolubrificanti e alla stabilità termica. Nelle applicazioni chimiche a temperature più basse o altamente corrosive, il PTFE (Teflon) viene utilizzato per la sua inerzia chimica quasi universale. Il premistoppa esercita una pressione assiale sugli anelli di baderna, costringendoli ad espandersi radialmente contro lo stelo e la parete del premistoppa per creare una tenuta ermetica.
Interfaccia sedile e disco
La tenuta interna, o "chiusura", si verifica nell'interfaccia tra il disco e la sede. Le valvole in acciaio spesso utilizzano il "rivestimento duro" su queste superfici. Ciò comporta la saldatura di uno strato di lega resistente all'usura, come la stellite, sull'acciaio di base. Questo processo è fondamentale per prevenire l'erosione e la trafilatura, soprattutto nel servizio a vapore dove le particelle ad alta velocità possono degradare rapidamente i metalli più teneri.
Manutenzione e sostituzione delle parti interne
Per garantire la longevità delle valvole in acciaio, è necessario un programma di manutenzione proattivo incentrato sui singoli componenti. L'usura è raramente uniforme; pertanto, comprendere quali parti sono più soggette a guasti può evitare costosi arresti del sistema. Considerare le seguenti priorità di manutenzione:
- Ispezionare lo stelo per eventuali graffi verticali o "rigature" che possono distruggere rapidamente la nuova baderna.
- Verificare che gli anelli della sede non presentino vaiolature o segni di usura irregolare che indicano un disallineamento.
- Verificare l'integrità della guarnizione del coperchio, soprattutto dopo eventi di cicli termici.
- Lubrificare il dado del castello (dado dello stelo) per garantire un funzionamento regolare del volantino o dell'attuatore.
Durante la sostituzione parti della valvola in acciaio , è fondamentale che corrispondano ai rapporti di prova dei materiali (MTR) originali. La sostituzione di uno stelo o di un bullone con un acciaio di qualità inferiore può portare a guasti meccanici catastrofici sotto pressione, sottolineando la necessità di un approvvigionamento preciso di componenti OEM o con specifiche equivalenti.
