Valvola a membrana pneumatica Produttori

Selezione dei materiali e indicazioni sulla compatibilità dei supporti

La scelta della membrana e dei materiali del corpo corretti è una decisione operativa primaria per valvole a membrana pneumatiche . Adatta il diaframma in elastomero o materiale termoplastico al profilo chimico e termico del fluido anziché utilizzare per impostazione predefinita il materiale più comune: abbinamenti impropri portano a rigonfiamento, perdita di elasticità, infragilimento, crescita accelerata di crepe o percorsi di perdite catastrofici. Ad esempio, l'EPDM tollera l'acqua calda, tracce di vapore e molti detergenti alcalini, ma viene attaccato dagli oli minerali e da molti idrocarburi; I diaframmi in PTFE resistono a solventi e ossidanti aggressivi ma richiedono dettagli di tenuta accurati perché il PTFE è meno elastico e dipende da elastomeri di riserva per una tenuta dinamica a tenuta stagna.

Costruzioni delle membrane e modalità di guasto: diagnosi e riparazione

Comprendere come i diaframmi si guastano aiuta a dare priorità all'ispezione e allo stoccaggio dei ricambi. Tipiche modalità di guasto includono l'abrasione meccanica all'interfaccia stelo/otturatore, l'attacco chimico (ammorbidimento o indurimento), la rottura termica dovuta alla sterilizzazione a vapore oltre i limiti del materiale e l'affaticamento dovuto alla strozzatura a ciclo elevato. Ispezionare i diaframmi per individuare assottigliamenti localizzati, piccole crepe superficiali che si irradiano da punti di sollecitazione, scolorimento (indicatore di attacco chimico) e rigonfiamenti a forma di bollitore che indicano delaminazione tra gli strati di rinforzo.

Verifiche pratiche in loco

• Eseguire un test di tenuta chiudendo la valvola e monitorando il decadimento della pressione a valle in un intervallo fisso; confrontare con i valori di base.
• Ispezionare visivamente il diaframma quando il ciclismo viene interrotto: cercare linee di pizzicamento vicino allo stelo e la separazione tra rinforzo ed elastomero.
• Registrare i conteggi dei cicli e correlarli con il ciclo di vita previsto dal produttore: ciò identifica i componenti che si avvicinano alla fine del ciclo di vita prima di guasti non pianificati.

Considerazioni sull'alimentazione dell'aria, sul dimensionamento dell'FRL e sull'attuatore

Prestazioni pneumatiche affidabili richiedono un'alimentazione di aria stabile, pulita e secca, dimensionata per la richiesta simultanea dell'attuatore. Utilizzare un FRL (filtro-regolatore-lubrificatore) vicino a ciascun gruppo valvole dimensionato per il flusso di picco; i regolatori sottodimensionati causano un'azionamento lento e un inserimento parziale che accelera l'usura. Specificare il tipo di attuatore (a semplice effetto con chiusura a molla o a doppio effetto) in base ai requisiti di sicurezza e garantire un margine di pressione di alimentazione: molti attuatori a membrana richiedono una pressione a ciclo completo di 4–6 bar per ottenere la forza di chiusura nominale alla massima contropressione di processo.

Regola empirica e controlli sul dimensionamento

• Calcolare il flusso totale dell'attuatore (Nl/min) e dimensionare le porte FRL in modo che superino il picco del 25% per evitare cadute di pressione durante corse simultanee.
• Laddove è richiesto un ciclo rapido, utilizzare linee pilota di diametro maggiore e ridurre al minimo i raccordi per ridurre la caduta di pressione e il ritardo di risposta.

Dimensionamento della valvola, calcolo del Cv e consigli pratici sulla strozzatura

Le valvole a membrana vengono spesso utilizzate sia come isolamento del processo che per la strozzatura. Per un dimensionamento accurato, calcolare il coefficiente di flusso della valvola (Cv) dal flusso di processo richiesto alla pressione differenziale di esercizio. Utilizzare la curva Cv del produttore anziché la linearizzazione, poiché la posizione del flusso rispetto allo stelo per le valvole a membrana può essere altamente non lineare. Per i fluidi viscosi, correggere il Cv calcolato per gli effetti Reynolds e prendere in considerazione l'utilizzo di una valvola di dimensioni maggiori per evitare cavitazione ed erosione della sede in corrispondenza delle aperture parziali.

Consigli pratici per lo strozzamento

• Evitare il funzionamento continuo a molto aperture basse: concentrano la velocità sulla sede e sulla membrana e ne riducono la durata.
• Se è necessario un controllo preciso, utilizzare un posizionatore e un controllo in cascata in modo che la valvola a membrana funzioni attorno a una porzione localmente lineare della sua corsa.

CIP/SIP e sterilizzazione: limiti e migliori pratiche per le valvole igieniche

Negli impianti farmaceutici e alimentari, le valvole a membrana devono resistere al Clean-In-Place (CIP) e allo Steam-In-Place (SIP). Non tutti i diaframmi tollerano ripetute esposizioni al vapore a livello di autoclave. I diaframmi rivestiti in PTFE con supporto in silicone di grado FDA o EPDM spesso funzionano con vapore fino a temperature specificate, ma verificano i valori di temperatura-tempo del fornitore. Controllare lo shock termico aumentando le temperature ed evitare esplosioni di vapore secco che possono provocare bolle sugli elastomeri.

• Convalidare la compatibilità chimica dei detergenti a concentrazioni e temperature CIP; i detergenti alcalini e i forti ossidanti hanno profili di attacco diversi sugli elastomeri.
• Registrare il numero di cicli SIP e pianificare la sostituzione del diaframma come azione preventiva prima che vengano raggiunti i limiti di garanzia.

Installaazione e tubazioni: riduzione delle sollecitazioni meccaniche e miglioramento delle prestazioni

Install valvole a membrana pneumatiche in questo modo le sollecitazioni delle tubazioni non vengono trasferite al corpo della valvola o all'attuatore. Utilizzare connettori flessibili corti o tubi adeguatamente supportati che si allineino alle porte della valvola; evitare carichi laterali sulle giunzioni bullonate del cofano. Orientare le valvole secondo le indicazioni del produttore: molte caratteristiche della sede e dell'autodrenaggio dipendono dalla direzione del flusso e dall'orientamento fisico.

Lista di controllo rapida per la messa in servizio

• Confermare che il timbro della direzione del flusso corrisponda all'orientamento della tubazione di processo.
• Testare la pressione del gruppo a 1,5 volte la pressione di esercizio monitorando l'ingresso di aria nel compartimento dell'attuatore.
• Montare silenziatori o marmitte sulle porte di scarico in aree sensibili al rumore e installare valvole di non ritorno se il riflusso potrebbe intrappolare il diaframma in posizione aperta.

Strategia dei pezzi di ricambio e inventario consigliato

Mantenere un inventario minimo ma efficace delle parti di ricambio: diaframmi (due per tipo di valvola critica), inserti delle sedi, guarnizioni dell'attuatore e dispositivi di fissaggio che comunemente si corrodono. Per i servizi critici, mantieni kit di ricostruzione completi dell'attuatore e un posizionatore calibrato o un modulo finecorsa per una sostituzione rapida. Tieni traccia dei numeri di lotto delle parti e delle date di produzione: i lotti di elastomeri possono variare e una sostituzione proattiva con le specifiche esatte è più sicura rispetto alla sostituzione di materiali simili ma non testati.

Riferimento rapido sulla compatibilità dei materiali

Riferimento rapido per la risoluzione dei problemi

• Se le valvole vibrano o non riescono a mantenere la pressione: controllare la pressione di alimentazione dell'aria sotto carico, ispezionare l'FRL, verificare che le molle dell'attuatore (a semplice effetto) siano conformi alle specifiche e confermare la selezione del Cv per il servizio.
• Se la perdita persiste dopo la sostituzione della membrana: ispezionare l'inserto della sede e le superfici di tenuta del corpo per individuare scanalature o particelle incastrate; sostituire gli inserti della sede e sbavare le superfici di accoppiamento.
• Se la durata del diaframma è breve in un servizio di strozzamento: prendere in considerazione il passaggio a diaframmi con rivestimento in PTFE o l'aggiunta di un diffusore di flusso/orifizio a monte per ridurre l'impatto del getto sulla sede.