Le valvole di sicurezza sono componenti cruciali nei processi industriali, garantendo la sicurezza e l'integrità dei sistemi mediante il rilascio della pressione eccessiva. In Italia e in Europa l’utilizzo e l’installazione sono definiti dalla “direttiva apparecchi a pressione” che specifica che è necessario adottare tali valvole di rilascio in sicurezza su recipienti in pressione quali caldaie, pentole in pressione e tubazioni. Le valvole di sicurezza possono ricoprire molti impieghi e hanno un range di diffusione molto ampio.
Per flussi incomprimibili, il principio energetico che sta alla base dell’utilizzo delle valvole di sicurezza si chiama “Trinomio di Bernoulli”. Sostanzialmente, in un condotto l’energia di un flusso è composta da un contributo cinetico, uno di pressione e uno di quota. E’ logico comprendere che, avvicinandosi a valori prossimi allo zero della componente cinetica, che rappresenta la velocità del flusso, la componente di pressione aumenta il proprio valore proprio per rendere costante questo trinomio.
Le valvole sono dotate solitamente di un dispositivo meccanico a molla che si auto aziona nel caso in cui nel condotto la pressione aumenti drasticamente. Le valvole presentano nella parte interna un boccaglio con sezione che va a restringersi fino alla parte terminale. Quando il processo esercita la sua pressione, tramite il boccaglio, sull’otturatore, si genera una forza dovuta all’azione resistente della molla. Ad un certo punto, però, la pressione supera la forza di resistenza e, quindi, l’otturatore è costretto a sollevarsi e il fluido passa radialmente.
Cause di Malfunzionamento
Tuttavia, nonostante il loro ruolo fondamentale, le valvole di sicurezza possono subire malfunzionamenti, ponendo rischi significativi per le operazioni e il personale. Un'installazione e una manutenzione improprie sono tra i principali fattori che contribuiscono al malfunzionamento delle valvole di sicurezza. Quando le valvole di sicurezza non vengono installate correttamente o mantenute regolarmente, diventano suscettibili a problemi come l'accumulo di sporco, la corrosione o l'usura meccanica. Questi fattori possono ostruire i componenti della valvola, compromettendo la loro capacità di funzionare efficacemente quando è necessario il rilascio della pressione.
Inoltre, un dimensionamento o selezione inadeguata delle valvole di sicurezza può portare al malfunzionamento. Se le valvole di sicurezza non sono dimensionate correttamente per i sistemi che proteggono, potrebbero avere difficoltà a gestire la pressione eccessiva, portando ad eventi catastrofici. Problemi meccanici, come guarnizioni usurate, molle o altri componenti, sono anche cause comuni di malfunzionamento delle valvole di sicurezza. Fattori esterni come temperature estreme, ambienti corrosivi o condizioni operative improprie possono esacerbare il malfunzionamento della valvola di sicurezza.
Durata e Manutenzione
La durata media delle valvole di sicurezza con guarnizioni in elastomero prodotte da Nuova General Instruments SRL, in specifiche condizioni operative, è approssimativamente di 24-36 mesi. Per le valvole di sicurezza con guarnizioni metalliche/PTFE, la durata media è di 36-48 mesi nelle stesse condizioni operative. Al termine di questi periodi, è cruciale effettuare un controllo visivo esterno per confermare la buona condizione delle valvole, assicurandosi che siano prive di ossidazioni, erosioni significative e che le aperture/connessioni siano libere da ostruzioni.
Manutenzione periodica e controlli in Italia
Per quanto riguarda la manutenzione periodica e il controllo delle valvole di sicurezza in Italia, il D.M. 329 del 01/12/2004 definisce la frequenza delle ispezioni per le attrezzature a pressione. La valvola dovrebbe essere ispezionata contemporaneamente all'esame dell'intero sistema su cui è installata. L'ispezione viene effettuata da un ente certificato (ad esempio, l'INAIL) e comporta la verifica del valore di pressione di taratura, come indicato nell'articolo 13 di tale decreto ministeriale. Tipicamente, questa verifica viene effettuata su un banco di prova separato utilizzando aria pulita. Per le installazioni all'estero, è necessario conformarsi alle normative del Paese di destinazione.
Affrontare il malfunzionamento delle valvole di sicurezza richiede un approccio proattivo alla manutenzione, che include l'ispezione periodica, i test e la sostituzione dei componenti usurati. La corretta dimensione e selezione delle valvole di sicurezza in base ai requisiti del sistema sono altrettanto cruciali per garantire un'operatività affidabile.
Direttiva Macchine 2006/42/CE e Standard di Sicurezza
La Direttiva Macchine 2006/42/CE è una normativa fondamentale che delinea i requisiti di sicurezza per i macchinari e le attrezzature nell'Unione Europea. La direttiva stabilisce misure di sicurezza e linee guida specifiche che i produttori devono rispettare durante la progettazione, la produzione e la messa in servizio delle apparecchiature idrauliche. Istituita dall’Unione Europea, la Direttiva Macchine 2006/42/CE è una pietra miliare della sicurezza delle apparecchiature all’interno dei suoi Stati membri. Questa direttiva stabilisce le regole essenziali per la salute degli operatori e i requisiti di sicurezza per i macchinari durante l’intero ciclo di vita, dall’installazione iniziale e la manutenzione fino all’eventuale smaltimento.
Due standard armonizzati cruciali svolgono un ruolo chiave nel garantire la sicurezza dei sistemi idraulici: ISO 13849 e IEC 62061. Il Performance Level (PL) e il Safety Integrity Level (SIL) sono due concetti importanti per valutare l’efficacia delle misure di sicurezza nei sistemi idraulici. Questi livelli misurano la capacità delle funzioni di sicurezza di svolgere il compito previsto in condizioni specifiche. Le valvole di sicurezza sono specificatamente progettate e testate per soddisfare i severi standard e regolamenti di sicurezza, per garantire la sicurezza e l’affidabilità generale dei sistemi idraulici. Sono progettate con caratteristiche avanzate, come sistemi di monitoraggio e meccanismi di sicurezza che soddisfano il massimo livello di sicurezza.
Atos ha sviluppato una gamma di valvole di sicurezza specificamente progettate per la sicurezza funzionale. Per quanto riguarda i controlli proporzionali, Atos ha sviluppato una gamma di valvole proporzionali digitali con elettronica a bordo progettate e certificate per la sicurezza funzionale. Le valvole di sicurezza proporzionali Atos soddisfano gli standard di sicurezza inibendo la regolazione della valvola proporzionale tramite segnali di abilitazione on-off. Attraverso la comprensione e la conformità alla Direttiva Macchine 2006/42/CE, Atos assicura che le proprie valvole di sicurezza soddisfino i severi requisiti necessari per prevenire gli incidenti e proteggere sia i macchinari che il personale.
Altri Tipi di Valvole
Uno dei componenti più importanti all'interno di un circuito idraulico sono le valvole oleodinamiche. Questi dispositivi distribuiscono un flusso di aria compressa o di olio (in questo caso si parla di controllo della direzione), oppure lo regolano, operando, invece, il controllo della portata. Le valvole per il controllo della direzione o direzionali dirigono il flusso di aria o di olio attraverso determinati orifizi. All'interno del catalogo di Oleodinamica Bolognese, puoi trovare valvole per il controllo direzionale, della portata (non ritorno, distribuzione, selezione, regolazione, valvole di blocco SE e DE, strozzamento, etc.) e della pressione (valvole di massima, riduttrici di pressione).
Valvola By-Pass
La valvola by-pass è un componente che permette il deflusso di fluido in un sistema secondario quando la pressione supera un certo valore preimpostato. Il corpo valvola è la parte principale che regola il flusso di acqua. Il pistone e la molla sono responsabili di aprire o chiudere la valvola in base alla pressione dell'acqua. Durante l’utilizzo dell’idropulitrice, la valvola by-pass funziona in modo continuo per mantenere una pressione costante nel sistema. Quando si attiva l'idropulitrice e si inizia a spruzzare acqua, la pressione aumenta gradualmente.
Per via della sua funzione di regolazione, la valvola by-pass è largamente utilizzata nelle idropulitrici e la sua applicazione pratica è evidente in diverse situazioni. Ad esempio, quando si utilizza l'idropulitrice per pulire una superficie delicata, come un'auto o una finestra, è fondamentale ridurre la pressione dell'acqua per evitare danni. In questo contesto, noi di Hawk siamo un punto di riferimento internazionale per la fornitura di valvole regolatrici di pressione con by-pass. Per chi è alla ricerca di una valvola by-pass per idropulitrice, non possiamo non consigliare il modello VBT.
Tabella riassuntiva della durata delle guarnizioni
| Tipo di Guarnizione | Durata Media (in condizioni operative specifiche) |
|---|---|
| Elastomero | 24-36 mesi |
| Metallo/PTFE | 36-48 mesi |
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