La configurazione del corpo in tre pezzi rappresenta un vantaggio decisivo per gli operatori industriali: a differenza delle valvole monoblocco o biblocco, che richiedono la rimozione dalla tubazione per la manutenzione interna, la valvola TIANYU 3PC può essere smontata svitando i suoi tre segmenti. Ciò consente ai tecnici di accedere alla sfera, alla sede e allo stelo senza scollegare le tubazioni adiacenti, riducendo i tempi di fermo per manutenzione fino al 70% nei processi critici (ad esempio, le linee di alimentazione dei reattori petrolchimici, dove le fermate non pianificate costano oltre 10 dollari all'ora).
I segmenti imbullonati consentono inoltre una facile sostituzione dei componenti usurati (ad esempio, guarnizioni, sfera) senza dover sostituire l'intera valvola, riducendo i costi di manutenzione a lungo termine. Per le strutture con spazio limitato (ad esempio, piattaforme offshore), questa soluzione elimina la necessità di attrezzature di sollevamento pesanti per rimuovere valvole di grande diametro.
Il design con perno (sfera fissa) risolve un limite fondamentale delle valvole a sfera flottante: nei sistemi ad alta pressione (Classe 300+), le sfere flottanti trasferiscono le forze di pressione alle sedi, aumentando la coppia operativa e accelerando l'usura delle sedi. Il design con perno di TIANYU supporta la sfera tramite alberi superiore e inferiore, indirizzando le forze di pressione verso cuscinetti robusti anziché verso le guarnizioni.
Questa struttura riduce la coppia operativa del 40-50% rispetto alle valvole a sfera flottante, consentendo un azionamento manuale più semplice o attuatori più piccoli (e meno costosi) per i modelli automatizzati. Nelle applicazioni Classe 600 DN300 (ad esempio, teste di pozzo petrolifero offshore), mantiene un'integrità di tenuta costante per oltre 10,000 cicli, il doppio della durata utile di valvole a sfera flottante comparabili.
Per le industrie che gestiscono fluidi infiammabili (petrolio, gas, prodotti chimici), la sicurezza antincendio è imprescindibile. Il sistema antincendio della valvola TIANYU è conforme alla norma API 607 7a edizione: durante un test antincendio di 30 minuti (esposizione a 750 °C), la guarnizione primaria in PTFE si fonde, ma la guarnizione secondaria in grafite espansa si gonfia per riempire gli spazi vuoti, mentre l'anello di tenuta metallo-metallo fornisce una barriera di sicurezza. Le perdite post-test rimangono al di sotto dei limiti API 607, prevenendo la fuoriuscita di fluidi infiammabili e le esplosioni secondarie.
Questa caratteristica è obbligatoria per molte applicazioni petrolifere, del gas e petrolchimiche (ad esempio, linee di distillazione delle raffinerie) ed è conforme alle normative di sicurezza globali (ad esempio, OSHA negli Stati Uniti, ATEX nell'UE).
I materiali SS316/SS304 offrono un duplice vantaggio: resistenza alla corrosione e compatibilità igienica. Il contenuto di molibdeno dell'SS316 resiste alla corrosione puntiforme indotta da cloruri (fondamentale per applicazioni costiere/offshore o sistemi di raffreddamento ad acqua di mare), mentre la sua superficie non porosa previene la contaminazione dei fluidi, rendendolo adatto per impianti alimentari e farmaceutici (conforme alla norma FDA 21 CFR 177.2600).
In un test condotto su un impianto chimico costiero, le valvole in acciaio inox 316 non hanno mostrato segni di corrosione dopo 5 anni di utilizzo in acqua di mare, mentre le valvole in acciaio al carbonio si sono guastate entro 18 mesi. Per applicazioni ad elevata purezza (ad esempio, la produzione di principi attivi farmaceutici), la sfera/stelo in acciaio inox 316 lucidato elimina gli spazi morti in cui potrebbero accumularsi batteri o contaminanti.
Il controllo qualità inizia con una rigorosa convalida delle materie prime:
- Verifica dell'acciaio inossidabile: Le barre di acciaio SS316/SS304 vengono sottoposte ad analisi spettrale (XRF) per confermarne la composizione chimica (ad esempio, 16-18% Cr, 2-3% Mo per SS316) e a test a ultrasuoni (UT) per rilevare difetti interni (porosità, crepe). Per ogni lotto vengono generati rapporti di prova sui materiali (MTR).
- Test dei materiali di tenuta: Il PTFE rinforzato viene testato per durezza (Shore D 55–65) e stabilità termica; la grafite espansa viene valutata per velocità di espansione (≥200% a 750℃) per garantire la conformità API 607.
- Validazione del dispositivo di fissaggio: I bulloni ASTM A193 B8M vengono sottoposti a test di resistenza alla trazione (≥550 MPa) per confermare la capacità di carico.
- Lavorazione del corpo 3PC: La barra in acciaio inox SS316/SS304 viene tagliata in tre segmenti (due terminali, un corpo centrale) e lavorata tramite centri di lavoro CNC a 5 assi. Le superfici delle flange sono lavorate con precisione secondo la norma ASME B16.5 per planarità (≤0.05 mm/m) e finitura superficiale (Ra ≤3.2 μm) per un corretto posizionamento della guarnizione. I fori dei cuscinetti del perno del corpo centrale sono levigati con una tolleranza di ±0.02 mm per garantire l'allineamento delle sfere.
- Lavorazione di sfere e perni: La sfera in acciaio inox 316 viene tornita e poi rettificata con una rettificatrice sferica per ottenere una finitura superficiale di Ra ≤0.2μm (fondamentale per una tenuta stagna). I perni di articolazione vengono lavorati integralmente con la sfera, quindi trattati termicamente e lucidati per ridurre l'attrito del cuscinetto.
- Produzione di anelli di seduta: Gli anelli di tenuta in SS316 vengono lavorati meccanicamente e poi dotati di strati di PTFE rinforzato e grafite espansa tramite stampaggio a compressione.
L'assemblaggio viene eseguito in una camera bianca di classe 10,000 per prevenire la contaminazione:
- Installazione di perni e sfere: La sfera (con perni integrati) viene inserita nel corpo centrale e i cuscinetti (in bronzo impregnato di PTFE) vengono pressati nei fori dei perni.
- Gruppo guarnizioni e corpo: Gli anelli di tenuta vengono installati nei tappi terminali, quindi i tre segmenti del corpo vengono imbullonati insieme con una coppia controllata (secondo ASME B18.2.1) per garantire una compressione uniforme della tenuta.
- Montaggio dell'attuatore: Gli attuatori manuali/a vite senza fine sono fissati tramite flange ISO 5211, con allineamento laser per garantire la coassialità stelo-perno (eccentricità ≤0.05 mm). Gli attuatori automatici (pneumatici/elettrici) sono calibrati su segnali da 4-20 mA, con finecorsa impostati per attivarsi in posizione completamente aperta/chiusa.
Ogni valvola viene sottoposta a test in più fasi:
- Test idrostatici: Secondo API 598: test del guscio (1.5× pressione nominale, 30 minuti) per l'integrità del corpo; test della sede (1.1× pressione nominale, 15 minuti) per la tenuta stagna (≤1 bolla/minuto per la Classe VI).
- Test antincendio: Campioni casuali vengono sottoposti a test API 607 (esposizione a 750°C per 30 minuti + valutazione delle perdite post-incendio).
- Test operativi: 100 cicli di apertura-chiusura per verificare la costanza della coppia e la velocità di azionamento (3–5 secondi per i modelli pneumatici).
- Test non distruttivi (NDT): Prova con liquidi penetranti (PT) per saldature di flange; prova con particelle magnetiche (MPI) per perni.
| Pressione |
150LB |
300LB |
600LB |
900LB |
1500LB |
2500LB |
|
| Test di forza |
3.0 |
7.5 |
15.4 |
23.0 |
37.5 |
63.0 |
Mpa |
| Test di tenuta |
2.2 |
5.5 |
11.2 |
16.9 |
27.5 |
46.2 |
| Test dell'aria |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
Dopo il test, ogni valvola riceve un numero di serie univoco e la documentazione (MTR, rapporti di prova, certificazioni) viene fornita insieme all'unità.
