Le associazioni dischi di rottura & valvole di sicurezza

Introduzione
Il codice ASME per i serbatoi sotto pressione, autorizza l'utilizzo di un disco di rottura installato a monte o a valle di una valvola di sicurezza. Questa associazione, disco di rottura e valvola di sicurezza, diventa sempre più comune nelle industrie petrolifera, petrolchimica e chimica.
Questa associazione, disco di rottura e valvola di sicurezza, era considerata fino ad allora come un orientamento tecnico costoso. E stato però dimostrato che rappresenta in realtà un guadagno finanziario, e questo secondo i 5 seguenti criteri :

• Eliminazione delle fughe verso l'atmosfera.
• Periodo aumentato tra 2 operazioni di manutenzione 
• La valvola di sicurezza può essere verificata senza fermare l’impianto e senza smontare la valvola.
• I pezzi interni della valvola possono essere realizzati in materiali più economici.
• La durata di vita della valvola è aumentata perche i suoi elementi interni sono isolati dai fluidi corrosivi.

Questa documentazione presenta le applicazioni ed i vantaggi ad utilizzare congiuntamente un disco di rottura e una valvola di sicurezza.

Vantaggi dell'associazione disco di rottura e valvola di sicurezza
L'utilizzo di un disco di rottura per isolare una valvola di sicurezza presenta 5 vantaggi.

 Vantaggio No. 1
Eliminazione delle fughe verso l'atmosfera.
La ragione più importante per installare in serie un disco di rottura con una valvola di sicurezza è l'eliminazione delle fughe del fluido di processo verso l'atmosfera. Sulle valvole di sicurezza convenzionale con un orificio di passaggio fino a “F”, il standard API 526 autorizza una fuga massima di 40 bolle al minuto (che rappresenta circa 168 Nl ogni 24 ore).

Il disco di rottura, installato a monte della valvola di sicurezza, agisce come una barriera metallica solida tra il processo e la valvola di sicurezza.

Questo non solo ferma l'inquinamento dell'aria (in conformità con le raccomandazioni dell'EPA) ma permette anche di ridurre i costi di produzione evitando le perdite di prodotto costoso con l’uso di un disco di rottura associato a una valvola di sicurezza.

Vantaggio No. 2 
La valvola di sicurezza può essere verificata senza smontarla.
Quando un disco di rottura è utilizzato per isolare una valvola di sicurezza, la valvola può in questo caso essere verificata sul impianto, senza smontarla. Quando un disco di rottura inverso è installato a monte della valvola di sicurezza, è possibile provare il corretto funzionamento della valvola utilizzando una sorgente di pressione esterna.

Per permettere questa operazione senza smontare la valvola del impianto, aria o azoto compresso è iniettato, a partire di una sorgente esterna, tra il disco di rottura e l'entrata della valvola quando questa operazione può essere realizzata in modo sicuro (generalmente quando il processo è fermo). La pressione è aumentata progressivamente fino a raggiungere l'apertura della valvola di sicurezza.
La pressione di gas applicata non deve superare il 110% della pressione di rottura stampigliata sul disco di rottura.

Vantaggio No. 3

Aumento della durata di vita della valvola.
L'aumento della durata di vita della valvola è il terzo vantaggio maggiore ottenuto grazie all'associazione disco di rottura e valvola di sicurezza. Il disco agisce come una barriera metallica solida tra il processo e la valvola che permette di evitare i fenomeni di intasamento (agglomerati di prodotto) dei pezzi meccanici interni della valvola; fenomeni che affettano la prestazione della valvola e dunque la sicurezza del impianto. Come il fluido di processo non è più in contatto con i pezzi interni, la valvola di sicurezza, protetta dal fluido di processo, sarà pronta a aprirsi al momento necessario.

Vantaggio No. 4
Periodo aumentato tra 2 operazioni di manutenzione
Perché in condizione normale, i pezzi interni della valvola di sicurezza non sono più esposti alla contaminazione del fluido del processo, rimangono così protetti, permettendo di aumentare il periodo tra 2 operazioni di manutenzione.

Vantaggio No. 5
I pezzi interni della valvola possono essere realizzati in materiali più economici
Il costo iniziale di una valvola di sicurezza può essere ridotta utilizzando dei materiali di costruzione più economici ed isolando questa valvola con un disco di rottura. Per esempio, se una valvola in Hastelloy* è necessaria, una valvola con un corpo in acciaio al carbonio e pezzi interni in Hastelloy rappresentera una riduzione del costo di circa 65% del valore iniziale. Questo guadagno permettera l'acquisto e l'installazione di un disco di rottura e di beneficiare dei vantaggi N°1 a 4 gia esposti.

* Hastelloy è una marca depositata di Haynes International, Inc.

Applicazioni di isolamento di valvole di sicurezza
Per isolare una valvola di sicurezza, è consigliato utilizzare un disco di rottura inverso. Questa tecnologia permette di disporre di un disco che sopporta una pressione nelle due direzioni. Questo permette dunche di provare la valvola senza smontarla ed non necessita un supporto di vuoto per i processi sotto vuoto.

1. NUOVA INSTALLAZIONE - ISOLAMENTO A MONTE DI VALVOLA
Per una nuova installazione, il sistema STA-SAF® di BS&B è raccomandato per isolare, lato a monte, la valvola di sicurezza. Il sistema STA-SAF®  è un concetto provato di tecnologia di dischi di rottura e portadischi. Il dischi  STA-SAF® s’inseriscono tra flange ANSI, ISO e JIS, e possono essere pre-serrati nello stabilimento di produzione prima dell’installazione sul impianto. Questo impedisce una montaggio sbagliato del disco nel suo portadisco (allineamento asimmetrico tra le spine della portadisco e i fori del disco) e una vite a gancio saldata sul portadisco assicura il senso corretto di montaggio (l’estremità de la vite a gancio s’inserisce in un foro lavorato nella flangia di processo a monte). Il portadisco del sistema STA-SAF® può ricevere i dischi di rottura BS&B tipi S-90TM, JRSTM, RLS™, SKr™, LPS™ o Sigma™, secondo il valore di pressione di rottura e le condizioni di servizio.

Il sistema STA-SAF® permette di rispondere alla maggior parte delle applicazioni dove valvole di sicurezza sono utilizzate. Per un servizio con gas, scegliere qualsiasi tipo di disco del sistema STA-SAF® con il portadisco SRB-7RS™. Per un servizio con liquido, scegliere i dischi RLS™, SKR™, LPS™ o Sigma™, e RLS™ per pressioni più elevate. Le caratteristiche di questi dischi sono disponibili sul sito web di BS&B.

Il sistema STA-SAF  è idoneo per l'isolamento di valvole di sicurezza, coi seguenti vantaggi, :

• Disponibile in dimensioni da DN25 (1") fino a DN750 (30")
• Garantito senza nessuna frammentazione
• Basso fattore di sicurezza contro il danneggiamento
• Non necessità lame-coltelli
• Rapporto operativo fino al 100% della pressione minima di rottura (SigmaTM). 90% per gli altri dischi.

2. RETROFIT - ISOLAMENTO A MONTE DI VALVOLA
Per isolare delle valvole già installate con condotta di scarico rigida, la scelta di un disco di rottura tipo SVI è raccomandata. Il disco SVI è un disco di rottura inverso tipo S-90, similare a quello precedentemente descritto, ma saldato in un insieme monoblocco che viene inserito sulla tubazione a monte. Il SVI è unico per le seguenti ragioni :

• Non necessita protadisco
• S’inscerice sulla tubazione esistente
• Dotato di tutti i vantaggi del disco S-90
• Disponibile in dimensioni da DN40 (1-1/2") fino a DN150 (6"), includendo DN65 (2-1/2")

3. NUOVA INSTALLAZIONE O RETROFIT - ISOLAMENTO A VALLE DI VALVOLA
Con le esigenze sempre più costrittive contro le emissioni fuggitive (EPA) che necessitano l'installazione di collettori di scarico piuttosto che di scaricare all'atmosfera, è importante isolare l'uscita (come l’entrata) della valvola di siurezza con l'aiuto di un disco di rottura, per premunirsi della corrosione potendo risultare del fluido di contropressione o isolare valvole influenzate da questa contropressione.
Il disco di rottura, bassa pressione tipo AVTM è idoneo per assicurare questa funzione.
Il disco Tipo AVTM non necessita portadisco ed è fornito con le sue guarnizioni e si inscerice tra le flange ANSI, ISO o JIS del impianto. Per l’isolamento a valle di valvole, il disco AV offre i seguenti vantaggi :

• Basse pressioni di rottura : 0,07-1 bar (1-15 PSIG)
• Esplode allo stesso valore di pressione nelle 2 direzioni (Rapporto 1:1) 
• Può essere installato nei due sensi di montaggio (I due lati sono identici) 
• Disponibile in dimensioni da DN50 (2") fino DN900 (36")

Per più dettagli sui materiali, pressioni ecc..., consultare i seguenti cataloghi :

Prodotto	Documentazione N°
STA-SAF® et S-90TM ou JRSTM	77-4001
STA-SAF® et RLSTM	77-4001
STA-SAF® et SKrTM	77-4003
STA-SAF® et LPSTM	77-4002
STA-SAF® et SigmaTM	77-4011
SVITM	77-4005
AVTM	77-8001

Criteri di scelta per la selezione di un disco di rottura o di una valvola di sicurezza
Per comprendere meglio l'utilizzo dei dischi di rottura per l’isolamento di valvole di sicurezza, confrontiamo i vantaggi e punti negativi di ogni dispositivo di sicurezza contro le sovrapressioni

VALVOLA DI SICUREZZA

• Le valvole di sicurezza a sede metallo presentano una fuga all'atmosfera -  perdita di prodotto ed inquinamento dell’atmosfera
• Costo elevato
• Manutenzione elevata – necessita una verifica periodica dovuto al contatto del fluido di processo con i pezzi interni della valvola
• Taratura variabile
• Si richiude dopo il scarico della sovrapressione
• Riutilizzabile - si richiude dopo il scarico

DISCO DI ROTTURA

• Tenuta stagna
• Costo contenuto
• Necessita una manutenzione minima
• Taratura fissa
• Non si richiude dopo il scarico della sovrapressione
• Deve essere sostituito dopo la sovrapressione

Associazione disco di rottura & valvola di sicurezza

• Tenuta stagna
• Costo medio
• Necessita una manutenzione più semplice
• Taratura variabile
• Si richiude dopo il scarico della sovrapressione
• Riutilizzabile – solo il disco deve essere sostituito

Segnalatore Tell-Tale
Il codice ASME richiede che lo spazio tra il disco di rottura e la valvola di sicurezza sia dotato di un manometro, di una valvola di scarico o di un segnalatore Tell-Tale.