Saracinesca o valvola a farfalla: come scegliere

Saracinesche e valvole a farfalla intercettano entrambe il flusso, e su un disegno possono sembrare intercambiabili. Non lo sono. La differenza si manifesta nella perdita di carico, nello spazio richiesto dalla valvola, in ciò che accade quando qualcuno la chiude rapidamente e nella sua capacità di resistere se lasciata semiaperta.

Questa guida illustra le differenze tecniche che decidono davvero la scelta e i vincoli di installazione che colgono di sorpresa in cantiere.

La differenza fondamentale: cosa succede al percorso del flusso

Questo solo punto spiega la maggior parte degli altri.

In una saracinesca, il cuneo si ritira completamente nel cappello quando la valvola è aperta. Il passaggio resta libero, per cui la valvola si comporta quasi come un tratto di tubo diritto. La perdita di carico attraverso una saracinesca completamente aperta è molto bassa.

In una valvola a farfalla, il disco ruota all'interno del passaggio ma non ne esce mai. Anche aperto a 90°, il disco e il suo albero restano nel flusso, costituendo un ostacolo permanente. La perdita di carico è quindi più alta e cresce con la velocità del flusso.

Su una breve diramazione conta raramente. Su una lunga condotta di adduzione, o sull'aspirazione di una pompa dove ogni metro di prevalenza conta ai fini dell'NPSH, può contare moltissimo.

Parzializzazione: una la tollera, l'altra no

Le saracinesche sono dispositivi on/off. Tenuta parzialmente aperta, la saracinesca si trova in una corrente ad alta velocità e vibra. Col tempo questo martella la sede, erode il bordo del disco e scava un solco attraverso le superfici di tenuta — il tipo di danno spesso chiamato wire drawing. Una volta iniziato, la valvola non tiene più quando è completamente chiusa. Specificare una saracinesca per la regolazione della portata è un errore di progettazione, non una scorciatoia.

Le valvole a farfalla possono parzializzare, entro certi limiti. La regolazione è utilizzabile all'incirca nella parte centrale della corsa; vicino alla posizione di chiusura, il flusso accelera bruscamente oltre il bordo del disco, favorendo la cavitazione e facendo vibrare il disco. Dove la regolazione è un compito abituale e non occasionale, specificate una valvola costruita per questo — la Niagara FFSD5DRG è un modello in ghisa sferoidale completamente ad alette (fully lugged) con funzione di doppia regolazione proprio per questo scopo.

Se il compito è una parzializzazione precisa e continua, una valvola a globo è di solito una risposta migliore di entrambe. Vedi Quale valvola usare: saracinesca, a farfalla o a globo? per un breve confronto tra le tre.

Coppia di manovra, velocità — e colpo d'ariete

Una saracinesca è a più giri. Il volantino aziona lo stelo per l'intera corsa, il che richiede tempo. Questa lentezza è una caratteristica di sicurezza involontaria: il flusso decelera gradualmente.

Una valvola a farfalla è a un quarto di giro. Con una leva, un operatore può chiuderla di colpo in molto meno di un secondo. Arrestare così rapidamente una colonna d'acqua in movimento produce un picco di pressione — il colpo d'ariete — che risale lungo le tubazioni e può fessurare i raccordi, allentare i giunti e danneggiare le pompe.

Due accorgimenti pratici: specificate l'azionamento a riduttore invece della leva sui diametri maggiori, il che impone una chiusura più lenta, e installate ammortizzatori colpo d'ariete dove le valvole a chiusura rapida sono inevitabili. Gran parte della gamma di valvole a farfalla Niagara è disponibile in versioni con riduttore, inclusa la FFB20G / FFB21G / FFSD30G e FB20G / FSD30G serie.

Ingombro, peso e spazio in altezza

Le valvole a farfalla hanno uno scartamento ridotto e sono nettamente più leggere di una saracinesca dello stesso diametro nominale. Il divario aumenta al crescere del diametro, e così la differenza di costo. Oltre circa DN200, una valvola a farfalla è di solito sia la scelta più economica sia quella più pratica già solo per il peso — richiede meno carpenteria di supporto e meno persone per l'installazione.

Le saracinesche sono alte, perché stelo e cuneo devono avere spazio per muoversi. Ciò comporta un vincolo che si dimentica fino al giorno dell'installazione:

Stelo saliente o stelo non saliente

A stelo saliente saracinesca fa uscire lo stelo dal cappello durante l'apertura, fornendo un'indicazione visiva inequivocabile della posizione della valvola. Richiede inoltre uno spazio verticale sopra la valvola per la corsa dello stelo. In un locale tecnico angusto o in un pozzetto valvole, questo spazio potrebbe non esserci. La Niagara GSD125, GSD16 e GB41 sono a stelo saliente.

A stelo non saliente mantiene costante la propria altezza complessiva. È adatta a installazioni interrate, pozzetti e spazi ristretti, a costo di perdere l'indicatore visivo di posizione. Gran parte della gamma di saracinesche Niagara — inclusi i GS125, GSD25, GS16, GS10 e il modello in bronzo GB — è a stelo non saliente.

Tipi di corpo delle valvole a farfalla: wafer, ad alette e flangiato

Il tipo di corpo non è solo un dettaglio di montaggio; cambia la manutenzione che si può eseguire.

• Wafer — serrata tra due flange mediante i tiranti passanti. L'opzione più leggera ed economica. Poiché i bulloni passano attraverso, non è possibile rimuovere le tubazioni a valle mentre la valvola trattiene la pressione. La FFB20A / FFB21A / FFSD30A serie è di tipo wafer.
• Ad alette — inserti filettati consentono di imbullonare la valvola a ciascuna flangia in modo indipendente. Ciò permette il servizio di fine linea e la rimozione a valle con la valvola ancora a tenuta. La FFSD5DRG è completamente ad alette (fully lugged).
• Flangiata — un corpo flangiato convenzionale per servizi più gravosi e diametri maggiori. La FFB20 / FFB21 / FFSD30 serie è flangiata.
• Modello universale — forato per adattarsi a più di uno standard di flange. La FB20G / FSD30G serie è compatibile sia con PN16 sia con ANSI Class 125.

Materiali e pressioni nominali

Entrambe le gamme sono realizzate principalmente in ghisa sferoidale, con opzioni in bronzo e ottone DZR tra le saracinesche più piccole. I modelli di valvole a farfalla della gamma Niagara hanno corpo in ghisa sferoidale con albero in acciaio inossidabile e offrono una scelta di materiali per il disco e il rivestimento della sede, così che le parti bagnate possano essere adattate al fluido.

Le classi pubblicate per le due gamme comprendono PN16, PN25 e PN32, e ANSI Class 125 e Class 150, con alcuni modelli di saracinesche in bronzo omologati fino a 32 bar. Diversi modelli dispongono di approvazioni di terze parti rilevanti per l'acqua potabile. Verificate la classe di pressione, l'approvazione e il materiale del rivestimento del modello specifico sulla sua scheda tecnica prima di specificarlo — variano in base al modello, non alla gamma.

A confronto

Quindi, quale scegliere?

Scegliete una saracinesca quando

• La valvola sarà completamente aperta o completamente chiusa, e raramente azionata.
• La perdita di carico è importante — condotte lunghe, linee di aspirazione delle pompe o ovunque il margine di NPSH sia ridotto.
• Serve un passaggio libero per il flusso a passaggio totale o per l'accesso alla linea.
• La linea è di diametro piccolo o medio, dove le differenze di peso e costo sono modeste.

Scegliete una valvola a farfalla quando

• Il diametro è grande e peso, ingombro o costo renderebbero poco pratica una saracinesca.
• Lo scartamento o lo spazio in altezza è limitato.
• La valvola viene azionata di frequente o richiede un attuatore.
• È necessaria una certa regolazione della portata — usando un modello progettato per questo.

Due errori da evitare

Parzializzare con una saracinesca. È la causa più comune di guasto prematuro delle saracinesche, e il danno è irreversibile.

Installare una valvola a farfalla a leva su una lunga condotta di mandata. Basta una chiusura rapida e il picco di pressione si propaga nell'impianto. Specificate l'azionamento a riduttore e proteggete la linea con valvole di ritegno e ammortizzatori colpo d'ariete dove opportuno.

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