Il modo in cui una valvola viene fissata al tubo non è un dettaglio da lasciare alla discrezione di chi esegue l'installazione. La scelta di raccordi alle estremità delle valvole determina la probabilità che il giunto presenti perdite, il livello di competenza richiesto per l’installazione, la possibilità di smontare la linea in un secondo momento e persino l’idoneità della valvola al fluido in questione. Le tre opzioni che si incontrano più spesso sulle valvole a sfera in acciaio inossidabile — filettata, a saldare a manicotto (SW) e a saldare di testa (BW) — presentano ciascuna una serie ben definita di punti di forza e di debolezza. Questa guida le mette a confronto in modo che possiate specificare il tipo di raccordo corretto sin da subito, evitando di pagare il prezzo in termini di perdite e lavori di riparazione.
Cosa si intende realmente con “raccordi d’estremità della valvola”
L’attacco terminale è semplicemente l’interfaccia ricavata su ciascuna estremità del corpo della valvola che ne consente l’accoppiamento con il tubo o il raccordo adiacente. Esso determina contemporaneamente tre aspetti pratici: l’integrità della tenuta, il metodo e la competenza necessari per l’installazione, e il comportamento della valvola sotto l’effetto di pressione, temperatura e vibrazioni nel corso del tempo. La scelta tra i più comuni tipi di raccordi terminali delle valvole rappresenta quindi un compromesso tra rischio di perdite, difficoltà di installazione, facilità di manutenzione futura e costo — e la soluzione ottimale varia a seconda dell’applicazione.
Le estremità filettate e a saldare a manicotto vengono normalmente utilizzate su condotte di piccolo diametro (in genere fino a NPS 2), mentre quelle a saldare di testa e flangiate sono prevalenti nelle tubazioni di dimensioni maggiori e con un livello di integrità più elevato. Di seguito le esamineremo una per una.
Estremità filettate: veloci, economiche e di facile manutenzione
Un raccordo filettato consente di avvitare la valvola direttamente su una filettatura maschio o femmina, sigillandola con nastro in PTFE o composto sigillante per tubi. Si tratta del tipo di raccordo più semplice da realizzare: non richiede lavori a caldo né certificazioni di saldatura, e la valvola può essere svitata per la sostituzione. Ciò rende i raccordi filettati la soluzione predefinita per le linee idriche, dell’aria compressa, di strumentazione e di servizio generale, nonché la scelta ovvia laddove la saldatura sia impraticabile o vietata.
I compromessi, però, sono reali. La filettatura stessa rappresenta un potenziale percorso di perdita, che dipende dall’uso corretto del sigillante e dalla coppia di serraggio, mentre la radice della filettatura costituisce un punto di concentrazione delle sollecitazioni che può subire fatica e rompersi in presenza di forti vibrazioni. È preferibile limitare l’uso dei giunti filettati a dimensioni ridotte e a pressioni e temperature moderate. Tra gli standard di filettatura più comuni figurano NPT (conica, USA), BSPT/PT (conica, ISO 7) e BSPP/PF (parallela, ISO 228); l’uso combinato di filettature incompatibili è una causa frequente di perdite. Un esempio tipico è il nostro valvola a sfera monoblocco filettata con pressione nominale di 1000 WOG, che si presta perfettamente a questo tipo di impiego pratico e alla portata di tutti.
Estremità con saldatura a incastro (SW): resistenti, a sezione ridotta, permanenti
Un'estremità a saldatura a manicotto presenta un foro incassato (manicotto) in cui viene inserito il tubo prima di eseguire una singola saldatura a filetto lungo tutta la circonferenza. È più resistente e a prova di perdite rispetto a un giunto filettato ed elimina le variabili legate alla tenuta della filettatura; per questo motivo è preferita per applicazioni ad alta pressione con tubi di piccolo diametro. I raccordi a saldatura a manicotto sono classificati secondo la norma ASME B16.11 nelle classi 3000, 6000 e 9000.
La saldatura a manicotto presenta due problemi ben noti. Innanzitutto, prima della saldatura il tubo deve essere arretrato di circa 1/16 di pollice (circa 1,6 mm) rispetto al fondo del manicotto, lasciando uno spazio controllato affinché l’espansione termica non provochi la rottura della saldatura. In secondo luogo — e questo è ancora più importante per la scelta del materiale — tale spazio forma un’interna fessura che possono trattenere liquidi e favorire la corrosione interstiziale, specialmente in ambienti contenenti cloruri o in condizioni di ristagno. Per questo motivo, le estremità a saldare a manicotto sono generalmente inadatte alle linee destinate al settore alimentare, sanitario e ad alta purezza. Sono inoltre più difficili da ispezionare volumetricamente rispetto a una saldatura di testa.
Estremità con saldatura di testa (BW): massima integrità, completamente saldate
Un'estremità per saldatura di testa viene smussata in modo da adattarsi al tubo, così che i due elementi possano essere uniti con una saldatura a penetrazione completa, creando un percorso metallico continuo senza spazi vuoti né fessure. Tra tutti i tipi di raccordi per valvole, quello a saldatura di testa offre la massima integrità meccanica, la migliore resistenza alla fatica e alla corrosione e il foro interno più liscio, rendendolo lo standard per i sistemi ad alta pressione, ad alta temperatura, di grande diametro e ad alta purezza. La preparazione dell’estremità da saldare è disciplinata dalla norma ASME B16.25.
Il prezzo di tale integrità è rappresentato dall’impegno e dalla permanenza. La saldatura di testa richiede un saldatore qualificato, un’accurata preparazione dello smusso e un accurato allineamento dei pezzi, oltre che, spesso, a un controllo non distruttivo della saldatura. Una volta saldata, la giunzione è permanente: per rimuovere una valvola saldata è necessario tagliarla via. È proprio per questo che un valvola a sfera a tre pezzi con corpo allungato, a saldatura di testa è davvero prezioso: la sezione centrale può essere rimossa per la manutenzione dei sedili, mentre i terminali saldati rimangono nella linea. Per i modelli a due estremità, un valvola a sfera a saldare di testa in due pezzi in acciaio inossidabile 304/316 garantisce un collegamento saldato pulito e a tutto foro.
Confronto diretto tra i diversi tipi di raccordi d'estremità delle valvole
La tabella che segue riassume il confronto tra i tre tipi di connessione in base ai fattori che influenzano maggiormente le decisioni.
| Fattore | Filettato | Saldatura a bicchiere (SW) | Saldatura di testa (BW) |
|---|---|---|---|
| Integrità dei giunti | Moderato | Alto | Il più alto |
| Percorso di perdita | Filettatura (a seconda del sigillante) | Saldatura a filetto | Saldatura a penetrazione completa |
| Installazione | Il più semplice — nessun lavoro a caldo | Saldatura, assemblaggio semplice | Saldatura, preparazione dello smusso + controlli non distruttivi |
| Funzionalità | Svitare per rimuovere | Da ritagliare | Da ritagliare |
| Dimensioni tipiche | ≤ NPS 2 | ≤ NPS 2 | NPS ½ e oltre |
| Fessure / corrosione | Fessura filettata | Fessura interna | Nessuna (canna liscia) |
| Ideale per | Servizi pubblici, acqua, aria | Alta pressione a piccolo diametro | Critico, elevata purezza, elevato rapporto P/T |
Come scegliere il raccordo terminale della valvola più adatto
Ordina i seguenti fattori in base alla tua linea e la scelta giusta di solito risulterà evidente.
Pressione, temperatura e vibrazioni
Le applicazioni con carico di lavoro da basso a moderato e le linee accessibili favoriscono la saldatura filettata. L’alta pressione in diametri ridotti favorisce la saldatura a incastro. L’alta pressione, le alte temperature, le forti vibrazioni o i diametri di grandi dimensioni favoriscono la saldatura di testa per la sua maggiore resistenza alla fatica e la maggiore solidità del giunto.
Fluidità e purezza
In presenza di fluidi corrosivi, prodotti sanitari o gas ad alta purezza, è bene evitare le fessure tipiche dei giunti filettati e a saldare a incastro; la saldatura di testa (o, per il settore alimentare, il giunto sanitario Tri-Clamp) rappresenta la soluzione più sicura. Per l’acqua potabile e l’aria, qualsiasi delle tre opzioni è idonea.
Installazione e manutenzione futura
Se non è possibile eseguire lavori a caldo, oppure se si desidera poter svitare la valvola in un secondo momento, scegliere il modello filettato. Se la linea è permanente e l’integrità è fondamentale, saldarla — e prendere in considerazione un corpo in tre pezzi, in modo che la valvola possa comunque essere sottoposta a manutenzione senza dover tagliare le estremità saldate.
La tabella che segue illustra la connessione a cui la maggior parte dei team ricorre per prima cosa in base all'applicazione.
| Applicazione | Fine consigliata | Perché |
|---|---|---|
| Impianti edilizi, acqua, aria | Filettato | Economico, veloce, pratico, senza lavori a caldo |
| Sistemi idraulici ad alta pressione e a piccolo diametro / vapore | Saldatura a incastro | Giunto resistente, senza vie di perdita lungo la filettatura |
| Processo critico / grande diametro | Saldatura di testa | Massima integrità, superficie interna liscia, massima resistenza alla fatica |
| Alimentare, bevande e farmaceutico | Tri-clamp / saldatura di testa | Senza fessure, lavabile, igienico |
| Linee che dovranno essere smantellate in futuro | Filettato o BW a 3 pezzi | Rimuovibile senza tagliare il tubo |
Gli standard alla base delle connessioni
Ogni tipo di raccordo è conforme a norme riconosciute e una valvola di qualità indica a quali di esse è conforme. Seguono le estremità forgiate a saldare e filettate ASME B16.11, che ne definisce le classificazioni, le dimensioni e le classi di pressione, mentre la preparazione delle estremità per la saldatura di testa è conforme alla norma ASME B16.25. A livello delle valvole, ISO 17292 definisce le valvole a sfera in metallo con attacchi flangiati, a saldare di testa, a saldare a manicotto e filettati — la stessa famiglia di attacchi per valvole trattata in questa sede. Se state standardizzando un impianto, la nostra gamma completa Gamma di valvole a sfera manuali e il versatile valvola a sfera a tre pezzi disponibile con estremità filettate, a saldare a incastro e a saldare di testa ti permette di utilizzare un'unica piattaforma di valvole per diversi tipi di connessione.
Domande frequenti
Quale raccordo terminale della valvola presenta il minor rischio di perdite?
Una saldatura di testa è quella che presenta il minor rischio di perdite, poiché forma un giunto metallico continuo a penetrazione totale, privo di filettature o fessure. Segue la saldatura a manicotto, mentre i giunti filettati presentano il rischio di perdite più elevato, poiché la tenuta dipende dall’uso corretto del sigillante e dalla corretta coppia di serraggio sulla filettatura.
Perché le valvole a saldare non sono consigliate per ambienti corrosivi o nel settore alimentare?
I giunti a saldatura a manicotto lasciano un piccolo spazio interno (circa 1,6 mm) tra il tubo e il manicotto per consentire la dilatazione termica. Tale spazio costituisce una fessura in cui può ristagnare il fluido, causando corrosione interstiziale; non potendo essere pulito, è inadatto all’uso con fluidi corrosivi e nelle linee alimentari o farmaceutiche soggette a requisiti igienici.
Posso smontare una valvola a sfera saldata per effettuare la manutenzione?
Non senza tagliarlo — a meno che non si utilizzi una valvola a tre pezzi. Il corpo a tre pezzi consente di svitare e rimuovere la sezione centrale per effettuare la manutenzione della sfera e delle sedi, mentre i cappucci terminali saldati rimangono nel tubo: questo è il motivo principale per cui le valvole a tre pezzi con saldatura di testa sono molto diffuse nelle linee fisse.
Qual è la differenza tra le filettature NPT, BSPT e BSPP?
Le filettature NPT (USA) e BSPT/PT (ISO 7) sono filettature coniche che garantiscono la tenuta grazie alla filettatura stessa, solitamente con nastro in PTFE o sigillante. La filettatura BSPP/PF (ISO 228) è una filettatura parallela che garantisce la tenuta tramite una guarnizione o un O-ring. Queste filettature non sono intercambiabili e il loro uso improprio è una causa comune di perdite dalla filettatura.
Le valvole filettate e a saldare a manicotto hanno delle limitazioni in termini di dimensioni?
Sì. I raccordi filettati e a saldare a incastro vengono normalmente utilizzati fino a circa NPS 2 (DN 50). Per le dimensioni maggiori, i raccordi a saldare di testa o flangiati sono lo standard, poiché garantiscono una maggiore integrità e sono più facili da realizzare in modo affidabile su larga scala.
Conclusione
Non esiste un giunto universalmente migliore: esistono solo i raccordi terminali delle valvole che si adattano alla pressione, al fluido, alle dimensioni e al piano di manutenzione specifici. I raccordi filettati offrono vantaggi in termini di rapidità, costo e facilità di manutenzione; la saldatura a manicotto garantisce un giunto resistente per tubazioni di piccolo diametro ad alta pressione; mentre la saldatura di testa assicura la massima integrità per le linee critiche, ad alta purezza e ad alta pressione. Abbinate il raccordo all’applicazione e il giunto resisterà senza problemi per tutta la durata della linea. Se desiderate assistenza nella scelta del raccordo, del materiale e della pressione nominale più adatti, contatta il nostro team di ingegneri per un preventivo personalizzato.