Le valvole industriali, o piping valves, sono dispositivi importanti in un sistema di piping, perché regolano il flusso dei fluidi attraverso le tubazioni garantendo la sicurezza e l’efficienza operativa. Scegliere il tipo di valvola industriale più adatto è essenziale per ottimizzare le prestazioni di un impianto e per rispettare gli standard di sicurezza previsti dalle normative vigenti.   

In questo articolo, analizzeremo le diverse tipologie di valvole industriali e l’importanza di adottare la corretta simbologia per rappresentarle all’interno dello schema di processo P&ID. Inoltre, discuteremo i fattori da considerare durante la scelta, facendo riferimento alle esigenze specifiche di ogni progetto.  

Cosa sono e a cosa servono le valvole industriali? 

Le valvole industriali sono dispositivi utilizzati per controllare il flusso di fluidi, gas o polveri all’interno di un impianto. Le loro funzioni principali variano a seconda della tipologia scelta e delle necessità specifiche dell’impianto, ma in generale permettono di interrompere, limitare o controllare il flusso di un fluido.  

Generalmente, infatti, per valvola industriale si intende un dispositivo meccanico progettato per gestire il flusso di fluidi all’interno di un sistema, consentendo di regolare, deviare, bloccare o miscelare il fluido stesso. Quando è aperta, il fluido scorre liberamente attraverso il condotto, passando da una zona di alta pressione a una di bassa pressione. Al contrario, limitando parzialmente o totalmente il passaggio, può ridurre o fermare completamente il flusso.  

Sebbene questi dispositivi siano tecnicamente raccordi per tubazioni, vengono generalmente trattati separatamente a causa della funzione svolta, della varietà di tipologie esistenti e delle molteplici applicazioni operative disponibili. In un impianto industriale, possono rappresentare una parte significativa del costo complessivo del sistema di tubazioni, arrivando a coprire fino al 30% del costo preventivato per l’acquisto delle stesse.   

Scopriamo insieme quali sono le principali funzioni svolte dalle valvole industriali: 

• Avviare o interrompere il flusso di un fluido all’interno di un sistema. 

• Regolare la portata e la pressione del fluido per mantenere le condizioni ottimali di esercizio. 

• Controllare la temperatura di un fluido in un impianto, impedendo surriscaldamenti o congelamenti. 

• Deviare il flusso da un percorso all’altro, modificando quindi la direzione delle tubazioni. 

• Limitare la pressione del fluido per bilanciare il sistema di piping o prevenire sovrapressurizzazione. 

• Prevenire il flusso inverso, che potrebbe causare danni o contaminazioni. 

• Interrompere il flusso in caso di emergenza o guasto del sistema. 

• Migliorare la sicurezza con sistemi di scarico che evitano la formazione di vuoti o l’eccessiva pressione nelle tubazioni. 

A queste funzioni, inoltre, si aggiunge la necessità di rispettare i rigidi parametri di sicurezza imposti dalle normative internazionali. In molti casi, infatti, la conformità alle direttive europee e internazionali, come la Pressure Equipment Directive (PED), richiede l’uso di componenti che possiedano specifiche certificazioni di sicurezza.  

Le principali tipologie di valvole industriali 

Durante la progettazione di un impianto, gli ingegneri devono scegliere il tipo di valvola industriale che meglio si adatta alle esigenze operative del progetto. Un aspetto fondamentale durante la selezione è la loro funzione, che determina la configurazione del sistema di piping e il raggiungimento delle performance desiderate.  

Per semplificare e ottimizzare la progettazione dei componenti di un impianto industriale, strumenti come ESApro P&ID offrono la possibilità di generare automaticamente elenchi dettagliati di valvole industriali, linee e apparecchiature. Questi elenchi possono essere personalizzati in base alle necessità del progetto, consentendo di visualizzare solo le informazioni più rilevanti. I dati possono inoltre essere facilmente esportati in formato Excel o TXT per ulteriori analisi o per essere integrati con altri software, rendendo più efficiente la progettazione dell’impianto industriale.  

La selezione delle valvole industriali dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di fluido che deve essere trasportato, la pressione e la temperatura del sistema, la frequenza di utilizzo e il costo complessivo del ciclo di vita.  

Scopriamole le principali tipologie, classificate rispetto al meccanismo che ne regola l’apertura o la chiusura: 

• A sfera 

Le valvole a sfera industriali sono tra le più utilizzate nei sistemi di piping per la loro semplicità e affidabilità. Il principio di funzionamento si basa su una sfera con un foro cavo che consente o interrompe il flusso quando ruotata di 90 gradi. Questi dispositivi sono ideali per applicazioni di avvio/arresto e per fluidi che non contengono particelle solide, in quanto offrono una tenuta ermetica. 

• A saracinesca 

Conosciuta anche come valvola a ghigliottina, è progettata per operazioni on/off in cui è richiesta una chiusura completa del flusso. La sua caratteristica principale è il movimento lineare di un disco che si solleva o si abbassa lungo l’asse. È spesso utilizzata in applicazioni in cui il flusso deve essere completamente interrotto, come nei sistemi di approvvigionamento idrico o nelle tubazioni di gas. 

• Di ritegno 

Conosciute anche come valvole di non ritorno, permettono al fluido di scorrere solo in una direzione, impedendo il flusso inverso che potrebbe compromettere l’integrità del sistema. Sono cruciali per evitare danni ai componenti e per proteggere il sistema da contaminazioni. Possono essere installate su diverse linee di processo, soprattutto in applicazioni in cui è fondamentale garantire un flusso unidirezionale. 

• A farfalla 

Le valvole a farfalla sono utilizzate per regolare la portata di un fluido senza interromperla completamente. Sono costituite da un disco che ruota in senso orario o antiorario per aumentare o ridurre il flusso. Sono generalmente più economiche rispetto alle altre tipologie e sono adatte per applicazioni in cui è necessario un controllo continuo del flusso, come nel trattamento delle acque o nelle industrie chimiche.  

• A diaframma 

Ideali per il controllo di fluidi che contengono solidi sospesi, si aprono e si chiudono tramite un diaframma flessibile, che limita o consente il passaggio del fluido. Sono molto precise nel controllo del volume di flusso, una caratteristica che le rende utili nelle applicazioni che richiedono una gestione precisa del fluido, come nei settori alimentare e farmaceutico.  

• A disco 

Le valvole a disco sono simili a quelle a farfalla, ma operano in modo differente, utilizzando un disco che si muove per regolare il flusso del fluido. Sono ideali per applicazioni che richiedono una riduzione del flusso piuttosto che una chiusura totale, come nei sistemi di ventilazione o nei processi di trattamento chimico. 

I principali produttori di valvole industriali offrono anche altre tipologie, come le valvole a globo, per il controllo modulante del flusso, a spillo, per regolazioni precise in tubazioni di piccolo diametro e a otturatore, che garantiscono chiusure ermetiche in ambienti ad alta pressione e temperatura.  

I simboli delle valvole industriali nello schema di processo 

Durante il disegno del diagramma di processo, i simboli usati nel P&ID giocano un ruolo fondamentale per rappresentare visivamente il funzionamento e la configurazione delle valvole industriali all’interno di un impianto. Ogni tipologia è infatti associata a un simbolo specifico, che ne descrive la funzione e l’interazione con il flusso del fluido. Tra i simboli più comuni, troviamo quelli delle valvole industriali a 2 vie, 3 vie e 4 vie.  

Le valvole a 2 vie sono tra i simboli più utilizzati nei P&ID. Questi simboli sono generalmente rappresentati con due triangoli equilateri che si puntano l’uno verso l’altro, indicando il flusso unidirezionale. Sono tipicamente impiegate per funzioni di accensione/spegnimento, per fermare o avviare il passaggio del fluido attraverso il sistema. Il simbolo, a seconda del tipo specifico, può variare nella forma, ma la direzione del flusso è sempre indicata da frecce.  

Le valvole a 3 e 4 vie sono rappresentate da simboli simili, ma con l’aggiunta di ulteriori percorsi di flusso. Questi simboli sono essenziali per impianti in cui il fluido deve essere deviato in più direzioni, come nei sistemi che richiedono una gestione complessa dei flussi. I simboli di queste valvole industriali includono designazioni di porta a “L” o a “T” per indicare i loro punti di connessione.  

Un’altra componente importante nei P&ID sono gli attuatori, che permettono di azionare il movimento di questi dispositivi meccanici. I simboli degli attuatori sono rappresentati da linee che si collegano al centro, con un piccolo simbolo che ne indica il tipo (elettrico, pneumatico, idraulico). Inoltre, gli attuatori possono avere una posizione “failsafe“, rappresentata da frecce che indicano il tipo di configurazione scelta.  

Gli stati della valvola sono altre informazioni cruciali. Questi stati sono indicati nei P&ID con simboli specifici e con le lettere “NC” (Normalmente Chiuso) o “NO” (Normalmente Aperto), a seconda del comportamento previsto per il dispositivo. Inoltre, nei diagrammi di flusso vengono mostrati anche i punti di connessione alle linee di processo.   

In generale, i simboli delle valvole nei P&ID non solo permettono di visualizzare il tipo di dispositivo meccanico scelto e il suo stato, ma forniscono anche informazioni vitali sul comportamento e l’interazione con le linee di piping, garantendo una gestione efficiente degli impianti industriali. 

 

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