Scegliere una valvola a sfera a 3 vie basandosi esclusivamente sul nome dell’attacco è una causa frequente di errori nell’impianto di tubazioni. Due valvole possono essere entrambe commercializzate come “attacco a L”, ma collegare i propri attacchi in modo diverso a seconda della posizione della manopola. Prima di confrontare prezzi o materiali, procuratevi due documenti relativi al modello specifico che state prendendo in considerazione: lo schema degli attacchi e il diagramma di flusso in base alla posizione della manopola. Insieme, questi documenti mostrano quali delle tre porte, chiamiamole A, B e C, sono collegate in ogni posizione raggiungibile dalla valvola. Questa guida spiega come interpretare i percorsi di flusso delle porte a L e a T, dove si applica ciascun schema e quali dettagli verificare prima di specificare la valvola.
Inizia dal percorso di flusso, non dal nome della porta
I termini “L-port” e “T-port” descrivono la forma del foro praticato nella sfera, non un comportamento garantito. I produttori differiscono nel modo in cui etichettano le porte, nella posizione della porta comune, nella direzione in cui è orientata la manopola rispetto al percorso del flusso e nel fatto che la valvola ruoti di 90 gradi, 180 gradi o presenti arresti intermedi. Lo stesso angolo della manopola può corrispondere a connessioni diverse su due valvole diverse.
Un modo pratico per specificare la valvola consiste nel denominare le tre porte A, B e C, quindi indicare quali coppie devono essere collegate in ciascuna posizione richiesta dal proprio processo. La tabella sottostante mostra una comune configurazione a L delle porte a titolo illustrativo del metodo, non come garanzia relativa a una valvola specifica.
| Posizione della maniglia | Da A a B | Da A a C | B to C |
|---|---|---|---|
| Posizione 1 | Apri | Chiuso | Chiuso |
| Posizione 2 (rotazione di 90°) | Chiuso | Apri | Chiuso |
Si tratta solo di un esempio di schema di flusso. Verificare lo schema esatto delle porte e della posizione delle manopole per il modello selezionato.
Scrivere le vostre specifiche in questo formato A/B/C offre un secondo vantaggio: consente al fornitore di verificarle rispetto a un modello specifico, anziché dover indovinare cosa intendete con “deviazione” o “commutazione”.”
L-Port: solitamente utilizzato per selezionare un percorso
Una valvola a sfera con attacco a L presenta un foro di 90 gradi. Nella maggior parte delle configurazioni, essa collega una porta comune a una delle due porte di derivazione, per cui la valvola funge da selettore: il flusso proveniente da A va verso B in una posizione e verso C in un’altra. Ciò rende le valvole a L la scelta più comune per operazioni quali l’alimentazione di una linea da uno dei due serbatoi o l’invio della mandata di una pompa verso una delle due destinazioni.
Ciò che il nome “L-port” non indica è il grado di tenuta del ramo inattivo, né cosa avvenga durante la transizione tra le diverse posizioni. Le prestazioni di tenuta dipendono dal design della sede, dal materiale della sede, dalla pressione, dalla temperatura e dalle condizioni della valvola; ogni valvola a sfera con sede morbida presenta una classe di perdita ammissibile piuttosto che una garanzia assoluta. Se il ramo che non si utilizza deve rimanere effettivamente isolato, consideratelo un requisito a sé stante da verificare, non qualcosa che la lettera L garantisce di per sé. Il nostro valvola a sfera a 3 vie manuale La pagina del prodotto mostra una tipica configurazione con raccordi a L e a T in acciaio inossidabile, che potete utilizzare come riferimento per verificare se soddisfa le vostre esigenze di portata.
Prima di scegliere un modello con porta a L, verificare quanto segue:
- Qual è la porta comune su quel modello specifico?.
- I collegamenti effettivi in ciascuna posizione per un funzionamento a 90 o 180 gradi, compresa qualsiasi posizione in cui tutti i percorsi siano chiusi, se il modello prevede tale opzione.
- Se il ramo inutilizzato debba essere effettivamente chiuso o isolato, e quale sia il tasso di perdita accettabile in tal caso.
- Materiale dei sedili, pressione e temperatura di esercizio, nonché la perdita interna ammissibile per la vostra applicazione.
Se una piccola perdita interna sul ramo chiuso dovesse causare un problema concreto, specificatelo nella vostra richiesta. Ciò influisce sulla scelta della valvola, della sede e dei requisiti di collaudo più appropriati. Per ulteriori informazioni su come si verificano le perdite e l’usura delle sedi, consultate la nostra guida su diagnosticare una perdita in una valvola a sfera.
T-Port: funzioni di instradamento, combinazione o bypass
Una sfera con attacco a T presenta un foro a forma di lettera T, che consente configurazioni di collegamento impossibili con un attacco a L. A seconda dell’orientamento del foro e delle posizioni che la valvola può raggiungere, una valvola a T può convogliare un flusso comune verso uno dei due rami, collegare tutte e tre le porte contemporaneamente oppure unire due flussi in entrata in un’unica linea di uscita. Tale flessibilità si adatta a applicazioni quali circuiti di bypass attorno alle apparecchiature, semplici deviazioni di flusso tra linee e l’unione di due alimentazioni in un unico collettore.
Nella scelta di una valvola a T occorre tenere presenti due aspetti. Innanzitutto, le posizioni disponibili variano a seconda del modello: alcune valvole a T non consentono la chiusura completa di alcun percorso, mentre altre dispongono di una posizione che interrompe un ramo. Solo la tabella delle posizioni della manopola relativa al modello specifico indica quali combinazioni si ottengono effettivamente. In secondo luogo, “due porte collegate contemporaneamente” non equivale a una miscelazione controllata. Quando due flussi si incontrano all’interno di una valvola a T, il rapporto risultante è determinato dalle pressioni e dalle resistenze delle due linee, non dalla valvola stessa. Se il vostro processo richiede un rapporto di miscelazione fisso o una regolazione continua, è necessaria una soluzione di controllo progettata per la modulazione, non il presupposto che una valvola a sfera a 3 vie standard sia in grado di regolare la miscelazione.
Quando una valvola a sfera a tre vie standard non è la scelta giusta
Una valvola a sfera a tre vie standard rappresenta una soluzione compatta per selezionare, deviare o combinare il flusso. Tuttavia, non costituisce la risposta a ogni problema che coinvolga tre porte. È opportuno considerare le seguenti situazioni come questioni ingegneristiche distinte che richiedono un’analisi in base al modello e al sistema effettivi, poiché la scelta delle porte da sola non è in grado di risolverle:
- Prevenire la contaminazione incrociata tra due prodotti. Una valvola a sfera singola con sedi costituisce un unico livello di tenuta. Laddove la miscelazione di due fluidi non sia ammessa, i sistemi ricorrono solitamente a soluzioni dedicate, quali il doppio isolamento con uno spazio monitorato tra i prodotti. Una valvola a sfera a 3 vie per uso generico non è una valvola a prova di miscelazione.
- Doppio isolamento o funzione "mixproof". Se le vostre specifiche indicano queste funzioni, la configurazione delle valvole deve essere progettata e verificata in base ad esse, senza ricorrere a un'approssimazione con un unico attacco a L.
- Proporzioni di miscelazione precise. Come descritto in precedenza, ciò richiede uno schema di controllo modulante.
- Una posizione di guasto definita. La combinazione di valvola e attuatore deve essere scelta in base al comportamento richiesto in caso di guasto; si veda la sezione dedicata all'attuazione riportata di seguito.
- Ad alta purezza, igienico, per impiego con vapore o sottovuoto. Ciascuna di queste applicazioni impone requisiti specifici in termini di materiali delle sedi, finitura superficiale, direzione di tenuta o tasso di perdita. A tali esigenze rispondono modelli progettati appositamente per questo scopo, come ad esempio i nostri valvola a sfera a 3 vie per uso sanitario e Valvola a sfera a 3 vie per vuoto, e l'idoneità di qualsiasi modello deve ancora essere verificata in base alle vostre condizioni operative.
Azionamento manuale, pneumatico o elettrico
Il metodo di funzionamento corretto dipende da chi o cosa deve azionare la valvola, con quale frequenza e cosa deve accadere in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica o dell'aria.
| Funzionamento | Uso tipico | Punto chiave da verificare |
|---|---|---|
| Maniglia manuale | Le posizioni cambiavano un paio di volte al giorno o anche meno, con qualcuno sempre presente alla valvola | La direzione e gli arresti del maniglione corrispondono al diagramma di flusso specificato |
| Pneumatico, a doppio effetto (DA) | Accensione/spegnimento a distanza in presenza di aria compressa | Non è dotato di molla interna: in caso di perdita d’aria non torna automaticamente in posizione di sicurezza, pertanto occorre definire separatamente una strategia di gestione dei guasti |
| Pneumatico, con ritorno a molla (SR) | Commutazione remota in cui la valvola deve assumere una posizione prestabilita in caso di perdita d'aria | Prima di effettuare l'ordine occorre stabilire se il processo richieda un funzionamento "fail-open" o "fail-close" |
| Elettrico | Funzionamento a distanza in assenza di alimentazione d'aria | Le unità standard sono del tipo on/off o a più posizioni; per il funzionamento modulante è necessario un attuatore specifico dotato di posizionatore o con funzionalità di modulazione |
Un attuatore a doppio effetto utilizza la pressione dell'aria per entrambe le direzioni di corsa. In caso di interruzione dell'alimentazione pneumatica, non è presente alcuna molla che lo riporti in una posizione prestabilita, pertanto il suo comportamento in quel momento dipende dall'installazione e non può essere considerato sicuro. Se il vostro processo richiede una posizione di sicurezza definita, specificate un attuatore con ritorno a molla oppure progettate una strategia di sicurezza esplicita, come ad esempio un serbatoio d'aria di riserva, e verificate che funzioni nel vostro sistema.
Gli attuatori elettrici risolvono il problema della mancanza di alimentazione d'aria, ma il posizionamento preciso non è garantito. Solo i modelli dotati di posizionatore o di funzione di modulazione sono in grado di mantenere posizioni intermedie per il controllo; un attuatore elettrico standard on/off non è in grado di farlo. Il nostro valvola a sfera pneumatica a 3 vie La pagina illustra come è strutturata la versione automatizzata delle configurazioni L-port e T-port.
Un’ulteriore avvertenza sul montaggio: la norma ISO 5211 definisce l’interfaccia di montaggio tra la valvola e l’attuatore. La corrispondenza del profilo della flangia indica che i componenti possono essere fissati insieme con bulloni; ciò non garantisce di per sé che la coppia, l’angolo di rotazione e i finecorsa dell’attuatore siano adatti a quella valvola. Verificare la compatibilità dei componenti, non solo l’interfaccia.
Limiti relativi al materiale, al sedile e al servizio
I valori indicati sul corpo della valvola rispondono a una domanda più specifica di quanto la maggior parte delle persone creda, quindi è bene interpretarli per quello che sono:
- WOG è un indice di resistenza al freddo. Un'indicazione come "1000 WOG" specifica la pressione di esercizio per acqua, olio e gas a temperatura ambiente. Non fornisce alcuna indicazione riguardo al vapore. L'impiego con il vapore dipende dal materiale della sede e dalla pressione nominale della valvola alla temperatura effettiva di esercizio, che deve essere verificata per il modello specifico.
- Il materiale del sedile determina la temperatura massima. Le sedi in PTFE delle nostre valvole a sfera filettate in acciaio inossidabile sono omologate per temperature comprese tra -20 °C e +180 °C, e la pressione ammissibile diminuisce all’aumentare della temperatura. Alcune serie di valvole a sfera possono essere configurate con guarnizioni in grafite per impieghi a temperature più elevate; prima di fare affidamento su un determinato modello a 3 vie, è necessario verificare se offre tale opzione e quale pressione è in grado di sostenere a quella temperatura.
- 316 non è una risposta valida in tutti i casi. L'acciaio inossidabile tipo 316 resiste alla corrosione puntiforme da cloruri meglio del tipo 304 grazie al suo contenuto di molibdeno; per questo motivo l'esposizione ai cloruri è solitamente il fattore determinante per il passaggio a un tipo di acciaio superiore. Tuttavia, non è automaticamente adatto a tutte le applicazioni in acqua di mare, in presenza di cloruri o di sostanze chimiche; la scelta dipende dalla concentrazione e dalla temperatura, pertanto si prega di specificare il fluido in questione nella richiesta.
- Il Tri-Clamp è un tipo di raccordo, non una certificazione igienica. Un'estremità a morsetto facilita lo smontaggio, ma di per sé non dimostra la conformità agli standard di progettazione igienica, la convalida della pulibilità né l'idoneità ai cicli di pulizia CIP o SIP. Si tratta infatti di caratteristiche legate al progetto complessivo della valvola e devono essere verificate separatamente.
- Il servizio di aspirazione varia a seconda del modello. La tenuta contro le infiltrazioni dall’atmosfera è un requisito diverso dal mantenimento della pressione interna, e l’idoneità dipende dal design della valvola, dalle sue guarnizioni e dal tasso di perdita tollerato dal sistema. È necessario specificare il livello di vuoto e il tasso di perdita ammissibile, e selezionare un modello collaudato per tale applicazione, anziché dare per scontato che una valvola standard sia o meno in grado di garantire la tenuta.
Prima di richiedere una valvola a tre vie
Le richieste che includono i seguenti punti ottengono risposte precise fin da subito, poiché consentono al fornitore di abbinare il diagramma di flusso e le specifiche tecniche di un modello reale al vostro servizio, anziché dover fare supposizioni:
- Uno schema P&ID o un semplice schema di flusso della sezione intorno alla valvola.
- Definizione delle porte A / B / C: quale cavo si collega a quale porta.
- Il percorso di flusso richiesto in ogni posizione della valvola, indicato come coppie di porte.
- Fluido, concentrazione, pressione e temperatura.
- Dimensioni del tubo e raccordo terminale.
- Azionamento manuale, pneumatico o elettrico.
- L'eventuale posizione di guasto richiesta.
- Se siano accettabili le perdite tra i rami o la contaminazione incrociata, e in che misura.
- Requisiti di manutenzione e pulizia.
Domande frequenti
Qual è la differenza pratica tra una porta a L e una porta a T?
Una sfera con attacco a L presenta un foro a 90 gradi e viene solitamente utilizzata per collegare un attacco comune a una delle due diramazioni, in modo che la valvola selezioni un percorso. Un foro a T può collegare due o tre porte contemporaneamente, il che la rende adatta per l’instradamento, la combinazione di due flussi o le funzioni di bypass. Le lettere descrivono solo la forma del foro; i collegamenti effettivi in ciascuna posizione della manopola variano a seconda del modello, pertanto è necessario verificare sempre lo schema delle porte e il diagramma di flusso relativo alla posizione della manopola per la valvola specifica che si intende acquistare.
Una valvola a sfera a 3 vie può garantire la separazione del prodotto?
No. Una valvola a sfera a 3 vie standard garantisce la tenuta tramite una singola sfera contro le sedi, e ogni tipo di sede presenta un tasso di perdita ammissibile che dipende dalla pressione, dalla temperatura e dall’usura. Laddove la miscelazione di due prodotti sia inaccettabile, come nel caso della separazione di fluidi incompatibili, il sistema richiede una configurazione progettata appositamente per tale funzione, ad esempio un doppio isolamento con monitoraggio tra i prodotti. Una valvola a sfera a 3 vie per uso generico non è una valvola a prova di miscelazione e non dovrebbe essere specificata come tale.
Una valvola T-port è in grado di miscelare con precisione due fluidi?
No. Nelle configurazioni in cui due ingressi sono collegati a un unico uscita, una valvola a T unisce i flussi, ma il rapporto risultante è determinato dalle pressioni e dalle resistenze al flusso delle due linee, non dalla valvola stessa. Il rapporto varierà ogni volta che cambiano le condizioni a monte. Se il processo richiede un rapporto di miscelazione fisso o una regolazione continua, è opportuno utilizzare una soluzione di controllo progettata per la modulazione, anziché affidarsi a una valvola a sfera a 3 vie standard.
Un attuatore pneumatico a doppio effetto si arresta in una posizione di sicurezza in caso di guasto?
No. Un attuatore a doppio effetto utilizza la pressione dell’aria per muovere la valvola in entrambe le direzioni e non contiene molle; pertanto, in caso di interruzione dell’alimentazione dell’aria, non spinge la valvola in una posizione di sicurezza prestabilita. Non è possibile prevedere il suo comportamento in quel momento. Se il processo richiede una posizione definita di "fail-open" (apertura in caso di guasto) o "fail-close" (chiusura in caso di guasto), specificare un attuatore a ritorno a molla oppure progettare e verificare una strategia di gestione dei guasti separata per l'installazione.
Il fatto che sia indicata la sigla "1000 WOG" significa che una valvola a sfera a 3 vie è adatta all'uso con il vapore?
No. WOG sta per acqua, olio e gas, e 1000 WOG indica la pressione nominale di esercizio a freddo per tali fluidi a temperatura ambiente. Non si tratta di un valore relativo al vapore. L'idoneità all'uso con il vapore dipende dal materiale della sede e dalla pressione nominale della valvola alla temperatura effettiva del vapore; entrambi questi aspetti devono essere verificati per il modello specifico prima che la valvola venga utilizzata in servizio con vapore.
Se disponi già di uno schema di flusso o di un P&ID relativo alla sezione in questione, invialo insieme alla definizione delle porte A/B/C tramite il nostro pagina dei contatti e lo confronteremo con i diagrammi di flusso dei nostri modelli a tre vie manuali e pneumatici, comprese le versioni sanitarie e a vuoto.