Il riflusso di una valvola di ritegno si verifica quando il fluido inverte la direzione attraverso una valvola di ritegno che avrebbe dovuto impedirlo. Un tipo di valvola non adatto all'applicazione, una sede o un disco usurati, un dimensionamento errato: ognuno di questi fattori può causare il riflusso. Nelle linee di mandata delle pompe, nei sistemi di alimentazione dell'acqua delle caldaie e nei circuiti di iniezione di sostanze chimiche, il riflusso non è solo un problema di efficienza, ma anche un evento di sicurezza e un potenziale danno alle apparecchiature. Comprendere le cause è il punto di partenza per prevenirlo.
Cos'è il riflusso e perché è importante?
Il riflusso è un flusso inverso attraverso una valvola o una sezione di tubazione progettata per consentire il flusso in una sola direzione. Nel caso di una valvola di ritegno, significa che il fluido si muove all'indietro attraverso il disco o la sede della valvola quando quest'ultima dovrebbe essere chiusa.
Le conseguenze dipendono dal sistema. In una linea di mandata di una pompa, il riflusso provoca la rotazione inversa della girante, danneggiando cuscinetti e tenute meccaniche. In un sistema di alimentazione dell'acqua di una caldaia, il riflusso consente al vapore o all'acqua calda di risalire nella pompa di alimentazione, causando colpi d'ariete e shock termico. Nei sistemi di iniezione di sostanze chimiche, il riflusso permette al fluido di processo di contaminare la pompa dosatrice e la linea di alimentazione del prodotto chimico. Le conseguenze del flusso inverso sono proporzionali alla pressione, alla temperatura del sistema e al livello di pericolosità del fluido.
È opportuno chiarire la distinzione tra valvola di ritegno e valvola di non ritorno. La valvola di non ritorno rappresenta la categoria funzionale più ampia. Qualsiasi dispositivo che impedisca il flusso inverso è classificabile come valvola di non ritorno. La valvola di ritegno è il tipo specifico più comune utilizzato per assolvere a questa funzione nelle tubazioni industriali. In pratica, gli ingegneri usano entrambi i termini come sinonimi. Il requisito funzionale è identico: arrestare il flusso inverso.
Cause comuni di riflusso della valvola di ritegno
La maggior parte dei casi di riflusso dalle valvole di ritegno è riconducibile a una delle quattro cause principali.
Tipo di valvola non adatto all'applicazione. Una valvola di ritegno a battente installata in un sistema a flusso pulsante o in una condotta verticale discendente non si chiuderà in modo affidabile. Le valvole di ritegno a battente si basano sulla gravità e sulla pressione di riflusso per chiudersi. Se le condizioni di flusso non generano una pressione di riflusso sufficiente prima del successivo impulso in avanti, il disco non si chiude completamente. Si verifica un riflusso tra gli impulsi. La specifica corretta per un servizio a flusso pulsante è una valvola di ritegno a molla che si chiude in modo proattivo anziché reattivo.
Valvola sottodimensionata. Una valvola di ritegno sottodimensionata funziona a una velocità di flusso superiore a quella di progetto. L'alta velocità mantiene il disco parzialmente aperto contro la superficie di tenuta. Il disco vibra invece di aderire saldamente. Questa vibrazione crea un rumore di vibrazione della valvola di ritegno, un'usura accelerata della sede e del disco e, infine, una superficie di tenuta che non è più in grado di sigillare contro la pressione inversa. La vibrazione del disco dovuta a una velocità di flusso eccessiva è il processo meccanico alla base della maggior parte dei guasti causati da vibrazioni.
Sedile e disco usurati o danneggiati. Nel tempo, sedi e dischi si usurano a causa del normale ciclo di funzionamento, dell'erosione provocata dalle particelle presenti nel flusso o della corrosione dovuta a una composizione chimica del fluido incompatibile. Una sede usurata permette al fluido di bypassare il disco anche quando quest'ultimo è chiuso. Un disco danneggiato non è in grado di garantire una tenuta completa contro la sede. Entrambe le condizioni provocano un riflusso nella valvola di ritegno che appare come un guasto improvviso, ma che si è sviluppato gradualmente durante la vita utile della valvola.
Orientamento di installazione errato. Le valvole di ritegno a battente e le valvole di ritegno a sollevamento hanno requisiti di orientamento specifici. Una valvola di ritegno a battente installata in una condotta verticale discendente non può funzionare perché la forza di gravità si oppone alla chiusura del disco anziché favorirla. Una valvola di ritegno a sollevamento installata orizzontalmente potrebbe avere il disco che si muove su un piano errato rispetto alla forza di gravità, compromettendo la chiusura affidabile.
Come prevenire i guasti da riflusso
Controllare le vibrazioni della valvola e il riflusso da Selezione valvola errata Questi problemi si possono prevenire già in fase di progettazione. L'approccio corretto prevede innanzitutto la definizione delle effettive condizioni di flusso, prima di selezionare il tipo di valvola.
Definire la velocità di flusso minima e massima nella tubazione. Le valvole di ritegno necessitano di una velocità di avanzamento minima per mantenere il disco aperto e di una decelerazione controllata per chiudersi senza sbattere. Le tubazioni che scorrono frequentemente al di sotto della velocità minima per la dimensione della valvola produrranno vibrazioni e usura prematura della sede. La velocità di flusso minima per il funzionamento di una valvola di ritegno è un parametro di specifica fornito dai produttori di valvole per ogni modello e diametro.
Verificare i requisiti di orientamento prima dell'installazione. Le valvole di ritegno a battente sono adatte per linee orizzontali. I modelli a molla si adattano a qualsiasi orientamento. I modelli a disco basculante sono adatti a flussi orizzontali ad alta velocità e flussi verticali ascendenti. Scegliere la valvola in base all'orientamento di installazione effettivo, non alla categoria di applicazione generale.
Specificare i materiali compatibili con il fluido di processo. La corrosione del disco o della sede dovuta all'incompatibilità chimica del fluido produce la stessa modalità di guasto dell'usura meccanica, ma più rapida e meno prevedibile. Verificare il materiale del corpo, del disco e della sede in base alla composizione chimica effettiva del fluido alla temperatura di esercizio reale.
Qual è la differenza tra riflusso della valvola di ritegno e perdita della valvola di ritegno?
Il riflusso è un flusso inverso attraverso una valvola di ritegno che non si è chiusa o sigillata correttamente. La perdita, invece, è un volume minore di fluido che passa attraverso una valvola nominalmente chiusa ma con una superficie di tenuta danneggiata o usurata. Il riflusso in genere comporta un flusso inverso significativo. La perdita, invece, è un guasto alla tenuta di volume inferiore. Entrambi i fenomeni indicano una valvola che non funziona secondo le specifiche, ma hanno cause diverse e implicazioni diverse per la riparazione.
Quando sostituire e quando riparare
Non tutti i casi di riflusso da valvola di ritegno richiedono la sostituzione della valvola stessa. La decisione dipende dalla causa del guasto.
L'usura della sede e del disco dovuta al normale utilizzo o a una lieve erosione può talvolta essere risolta lappando le superfici della sede e del disco per ripristinare la geometria di tenuta. Questa soluzione è pratica per le valvole di dimensioni maggiori, dove il costo di sostituzione dei componenti è significativo e l'usura è superficiale piuttosto che dimensionale.
La corrosione, le crepe o le deformazioni dimensionali del disco o della sede richiedono la sostituzione dei componenti. Il tentativo di lappare una superficie di appoggio corrosa o incrinata produce una tenuta temporaneamente migliorata che si deteriora rapidamente. Sostituire i componenti interessati con materiali correttamente specificati per l'applicazione.
L'utilizzo di una valvola di tipo errato è una correzione di progettazione, non un intervento di manutenzione. Se le vibrazioni della valvola di ritegno sono dovute a una valvola sottodimensionata o specificata in modo errato per le condizioni di flusso, la lappatura della sede non risolve il problema. La valvola deve essere sostituita con un modello e una dimensione corretti per le effettive condizioni di esercizio.
Per la gamma di prodotti CTGV valvole di ritegno a battente E valvole di ritegno di sollevamento costruito secondo API 6D, API 594 e ASME B16.34 in tutte le classi di pressione da Classe 150 a 4500, selezione dei materiali La gamma comprende acciaio al carbonio, acciaio inossidabile 316 e una varietà completa di leghe per applicazioni in ambienti corrosivi e ad alta temperatura. Il supporto tecnico di CTGV è fondamentale per comprendere la terminologia relativa alle valvole di ritegno e alle valvole di non ritorno e per selezionare il tipo di valvola più adatto alla specifica applicazione. Contattaci e riceverai una consulenza tecnica entro 2 ore.
Domande frequenti
Quali sono le cause del riflusso nella valvola di ritegno?
Valvola di tipo errato per l'applicazione, valvola sottodimensionata che causa vibrazioni del disco, superfici della sede e del disco usurate o danneggiate, oppure orientamento di installazione errato. Ciascuna causa produce un flusso inverso attraverso una valvola che avrebbe dovuto impedirlo, con diverse implicazioni in termini di riparazione e sostituzione.
Che cos'è il rumore della valvola di ritegno?
Apertura e chiusura rapide del disco della valvola di ritegno causate da una velocità di flusso inferiore al minimo necessario per mantenere il disco completamente aperto. Le vibrazioni provocano un'usura accelerata della sede e del disco, rumore e, infine, danni alla superficie di tenuta che consentono il riflusso anche quando le condizioni di flusso migliorano.
Qual è la differenza tra una valvola di ritegno e una valvola di non ritorno?
Entrambi i termini descrivono valvole che impediscono il riflusso. La valvola di non ritorno è la categoria funzionale più ampia che comprende qualsiasi dispositivo che blocca il riflusso. La valvola di ritegno è il tipo specifico più comune utilizzato nelle tubazioni industriali. Gli ingegneri usano entrambi i termini in modo intercambiabile nella maggior parte delle applicazioni.
Come faccio a sapere se la mia valvola di non ritorno perde o se permette il riflusso?
La perdita è un cedimento di tenuta di basso volume attraverso una valvola nominalmente chiusa. Il riflusso è un flusso inverso significativo attraverso una valvola che non si è chiusa o sigillata correttamente. I sintomi sono diversi: la perdita si manifesta come una lenta perdita di pressione a valle, mentre il riflusso si manifesta come rotazione inversa della pompa o contaminazione a monte.
