Selezione e precauzioni per le valvole per gas naturale

Athena Engineering S.r.lè profondamente impegnata nel campo del controllo dei gas fluidi. In quanto principali apparecchiature di controllo della sicurezza per le reti di gasdotti urbani, i sistemi di gas industriali, commerciali e civili, le valvole per gas naturale svolgono funzioni critiche tra cui l'intercettazione, il collegamento e la regolazione delle condizioni del gas naturale. Caratterizzato da infiammabilità, esplosività e tracce di corrosività, il gas naturale viene trasportato attraverso reti di gasdotti ad ampia estensione che funzionano per lo più ininterrottamente per lunghi periodi. Per questo motivo le valvole per gas naturale differiscono notevolmente dalle normali valvole industriali per materiale, tenuta e modalità di azionamento. Una selezione impropria o un guasto dell'apparecchiatura possono facilmente provocare perdite di gas, incendi e persino esplosioni. Sulla base delle effettive condizioni operative della pipeline, questo documento introduce i punti chiave per la selezione delle valvole per gas naturale e le precauzioni operative, fornendo riferimenti per la selezione del tipo di ingegneria, l'approvvigionamento, il funzionamento e la manutenzione.

La selezione del materiale costituisce la fase più critica nella scelta delle valvole, poiché determina direttamente la durata di servizio e la sicurezza operativa delle valvole. Il gas naturale grezzo trasportato attraverso le condutture contiene una notevole quantità di idrogeno solforato prima del trattamento di desolforazione. Essendo un mezzo tossico e altamente corrosivo, l'idrogeno solforato reagisce chimicamente con le apparecchiature ferrose per generare strati di spallazione di solfuro di ferro traballanti. Il lavaggio a lungo termine può causare la perforazione del corpo della valvola e danni corrosivi all'apparecchiatura. Anche per il gas naturale finito dopo la desolforazione, tracce di impurità di idrogeno solforato rimangono all'interno delle tubazioni.
Pertanto, l'acciaio al carbonio ordinario e i materiali per le comuni valvole dell'acqua sono severamente vietati per le valvole delle condutture del gas naturale; devono essere adottati materiali speciali resistenti allo zolfo e alla corrosione. L'acciaio inossidabile di alta qualità può essere utilizzato per tubazioni civili a bassa pressione. L'acciaio fuso resistente allo zolfo, l'acciaio legato e altri materiali speciali saranno adottati per condotte ad alta pressione a lunga distanza, reti di tubazioni interrate e condotte principali industriali, in modo da prevenire sostanzialmente guasti alle valvole e perdite causate dalla corrosione media.

Essendo un mezzo combustibile ad alto rischio, il gas naturale impone requisiti estremamente rigorosi sul tasso di perdita delle valvole, che funge da criterio fondamentale per distinguere le valvole del gas dalle altre valvole. Le valvole delle sezioni chiave delle condotte principali urbane, delle condotte interrate e delle condotte a lunga distanza generalmente adottano una struttura del corpo valvola completamente saldata senza giunti di assemblaggio, riducendo al minimo i rischi di perdite esterne.
Per adattarsi alle condizioni di funzionamento continuo a lungo termine, i componenti di tenuta delle valvole per gas naturale devono offrire eccezionale resistenza all'usura, autolubrificazione, resistenza alla corrosione e stabilità elastica. Con i progressi nella tecnologia dei materiali polimerici, i principali materiali di tenuta per le attuali valvole del gas includono politetrafluoroetilene (PTFE), gomma nitrile butadiene (NBR), nylon e fluorogomma (VITON). Questi materiali soddisfano i requisiti di tenuta in un'ampia gamma di condizioni di temperatura, lavaggio ad alta pressione e servizio statico a lungo termine senza fessurazioni o invecchiamento, raggiungendo standard operativi a perdita zero per le valvole delle tubazioni.

I gasdotti per gas naturale in diverse condizioni operative sono abbinati alle corrispondenti categorie di valvole. La corretta selezione del tipo aumenta notevolmente la sicurezza e la durata delle reti di tubazioni:
Valvole a sfera per gas naturale:Apertura e chiusura rapide, percorso del flusso a passaggio totale con bassa resistenza al flusso ed eccellenti prestazioni di tenuta. Adatto per edifici residenziali, gasdotti commerciali e diramazioni di medie e piccole dimensioni; capace di frequenti manovre di apertura-chiusura. Rappresentano l'opzione mainstream per i sistemi di gas civili.
Saracinesche per gas naturale:Resistenza al flusso minima e forte capacità di flusso. Applicabile solo per il controllo on-off delle principali condotte urbane a lunga distanza. Non per la regolazione del flusso; adatto per condizioni operative stabili di stato permanentemente completamente aperto o completamente chiuso.
Valvole a globo per gas naturale:Elevata precisione di regolazione e prestazioni stabili. Utilizzato principalmente nei sistemi di gas industriali per regolare con precisione la pressione e il flusso del gas in tempo reale per scenari di fornitura di gas raffinati.
Valvole a farfalla per gas naturale:Leggero ed economico. Applicato a gasdotti a bassa pressione di grosso calibro, sistemi di scarico della pressione nella rete di tubazioni e sistemi di supporto della ventilazione.

I gasdotti urbani a lunga percorrenza sono generalmente caratterizzati da calibri di grandi dimensioni, elevata pressione operativa, condizioni complesse e requisiti di risposta rapida per l'apertura-chiusura. Le normali valvole manuali non possono soddisfare le esigenze operative delle tubazioni principali e devono essere dotati di attuatori speciali a coppia elevata. Le modalità di attuazione comuni includono l'attuazione pneumatica, l'attuazione elettrica, il collegamento elettroidraulico e i dispositivi di collegamento pneumatico-idraulico.
Inoltre, i gasdotti sono soggetti a condizioni operative ad alto rischio di esplosione. Tutti gli attuatori per le valvole delle tubazioni devono essere conformi a severi standard antideflagranti e di protezione: grado di protezione antideflagrante EExd IIB T4 e grado di protezione non inferiore a IP68, consentendo l'adattabilità ad ambienti esterni difficili con esposizione all'aria aperta, elevata umidità, polvere di sabbia e ampio intervallo di temperature.
Inoltre, le valvole sulle tubazioni principali sono dotate di arresto automatico di emergenza e controllo remoto da parte delle sale di controllo centrali. In caso di emergenza come la rottura della tubazione o una pressione anomala, le valvole possono bloccare rapidamente le tubazioni per interrompere le perdite di gas. Le valvole devono funzionare con una bassa resistenza di attuazione, esenti da impatti di variazioni di temperatura e disturbi esterni minori, garantendo un'apertura-chiusura precisa e stabile. Indicatori di posizione chiari e precisi e velocità di commutazione controllabile soddisfano il funzionamento e la manutenzione automatizzati delle reti di tubazioni.

Le condizioni operative delle reti urbane di gas naturale differiscono completamente da quelle delle apparecchiature di fabbrica, costituendo una base importante per la scelta della valvola. Le attrezzature di fabbrica hanno cicli di revisione programmati che consentono l'arresto per ispezione e manutenzione. Al contrario, le reti urbane di gas naturale riforniscono residenti, fabbriche e imprese in tutte le città, operando senza sosta tutto l’anno. L'arresto per manutenzione potrebbe non essere effettuato per anni o addirittura decenni. Il guasto delle valvole sulle condutture principali comporterebbe l’interruzione della fornitura di gas in tutta la città e persino gravi incidenti di sicurezza con gravi conseguenze.
Inoltre, i gasdotti urbani si estendono comunemente per centinaia di chilometri, posati principalmente nelle periferie urbane e su terreni complessi. L'ispezione manuale di routine si rivela difficile con una bassa frequenza di visita e sono fattibili solo controlli periodici di pattuglia. Le perdite delle tubazioni in sezioni complesse possono facilmente provocare incendi ed esplosioni. Pertanto l'assenza di perdite esterne, l'elevata stabilità e la durata di esercizio extra lunga fungono da indicatori fondamentali per la scelta della valvola.
Secondo specifici standard industriali, le principali parti soggette ad usura (sedi delle valvole, gruppi di tenuta, ecc.) delle valvole per le condutture principali del gas naturale devono garantire una durata di servizio estremamente lunga. La durata di servizio complessiva delle valvole sulle condutture principali deve superare i 30 anni per soddisfare i requisiti di funzionamento stabile a lungo termine e senza manutenzione delle reti di condotte.

Le valvole per gas naturale devono essere installate da personale professionale certificato. Prima dell'installazione, verificare il materiale, il modello, il grado di protezione antideflagrante e i parametri di pressione della valvola per confermare la conformità con le condizioni operative della rete di tubazioni. Le valvole devono essere installate con una direzione del flusso compatibile con il flusso medio. I collegamenti delle tubazioni devono essere piatti e fissati senza disallineamento o deformazione da stress. Al termine dell'installazione, è necessario eseguire rigorosamente test di tenuta e test di pressione per eliminare potenziali rischi di perdite.

È severamente vietata l'apertura-chiusura violenta delle valvole. L'apertura o la chiusura rapida e improvvisa corrodono e danneggiano le superfici di tenuta e i nuclei delle valvole, provocando guasti alla tenuta e perdite di gas. Azionare le valvole mediante apertura-chiusura graduale per tamponare uniformemente la pressione della tubazione. Durante il funzionamento è vietato lo smontaggio o la modifica non autorizzata delle valvole. In caso di anomalie quali inceppamenti, riduzione della pressione o perdite di gas, interrompere immediatamente il servizio e organizzare la riparazione.

Per le valvole civili, condurre un'ispezione visiva mensile per verificare le prestazioni di tenuta e la flessibilità di commutazione. Per le valvole industriali e delle condotte principali, attuare una revisione completa ogni 3-6 mesi. Eliminare tempestivamente le sostanze estranee all'interno dei corpi valvola. Eseguire test regolari di apertura-chiusura per le valvole statiche a lungo termine per prevenire inceppamenti dei nuclei delle valvole causati dalla ruggine e sostituire i componenti di tenuta obsoleti secondo necessità per garantire un funzionamento stabile delle apparecchiature a lungo termine.

La scelta della valvola del gas naturale non dipenderà semplicemente dal calibro e dalla pressione. Considerazioni globali devono coprire la corrosività media, le condizioni di funzionamento continuo, il controllo automatico antideflagrante e i requisiti di durata di servizio extra lunga. Sarà data priorità ai materiali resistenti allo zolfo e alla corrosione, alle strutture di tenuta altamente affidabili e agli attuatori antideflagranti conformi. In combinazione con un'installazione, un funzionamento e una manutenzione standardizzati, è possibile evitare rischi di perdite e incidenti legati alla sicurezza, garantendo un funzionamento stabile della rete di tubazioni per oltre 30 anni. Affidarsi alla pratica ingegneristica,Athena Engineering S.r.lfornisce prodotti per valvole affidabili e servizi tecnici per vari progetti sul gas naturale per salvaguardare la sicurezza del sistema del gas.