STRUMENTAZIONE UTILIZZATA

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62 Capitolo 4

STRUMENTAZIONE UTILIZZATA

In questo capitolo viene illustrata e descritta la strumentazione utilizzata e rappresentata sui diagrammi P&I.

4.1 TIPOLOGIE DI ATTUATORI UTILIZZATI

Oltre agli strumenti di misura nell'impianto sono generalmente presenti valvole, motori, e altri tipi di attuatori; anche per questi dispositivi è presente una simbologia.

Tra i dispositivi di attuazione di comandi che sono stati largamente utilizzati ci sono le valvole; ne esistono di svariate tipologie che possiamo riassumere nelle categorie seguenti: - valvole manuali;

- valvole on/off;

- valvole di ritegno o di non ritorno; - valvole di sicurezza;

- valvole riduttrici di pressione; - valvole di regolazione.

4.1.1 VALVOLE MANUALI

Come si evince dal nome stesso queste valvole sono aperte e chiuse manualmente dall'opratore, esse possono essere munite di un trasmettitore di posizione qualora si desideri comunicare al sistema di controllo lo stato di questa valvola.

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4.1.2 VALVOLE A ON/OFF

Queste valvole, come le precedenti, possono assumere due posizioni APERTA o CHIUSA, il loro comando avviene generalmente pilotando una bobina che sposta un otturatore interno al corpo della valvola avvicinandolo o allontanandolo alla sede di tenuta consentendo o meno il passaggio del fluido.

Valvole di questo tipo chiamate anche valvole a solenoide; ne esistono anche con attuazione pneumatica.

Figura 4.2: Esempio di valvola on/off con rispettivo simbolo P&I

4.1.3 VALVOLE DI RITEGNO O DI NON RITORNO

Le valvole di non ritorno o di ritegno hanno il compito di impedire l'inversione del flusso all'interno delle tubazioni. Esse trovano largo impiego negli impianti sia per favorire una buona condotta sia per garantire la sicurezza. Ad esempio valvole di non ritorno sono sempre montate sulla mandata di pompe centrifughe per impedire il flusso del prodotto attraverso la pompa in caso di fermata accidentale del motore.

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Le valvole di non ritorno sono principalmente di tre tipi: a sfera;

a sede inclinata; a battente.

Valvole di non ritorno a sfera

Nelle valvole a sfera l'otturatore, come si può evincere dal nome stesso, è di forma sferica; esso viene sollevato dal fluido quando quest'ultimo scorre nella direzione consentita, mentre in caso di inversione di flusso esso viene spinto contro la sede di tenuta impedendone il passaggio.

Questo tipo di valvola deve essere installata con l'asse verticale in modo tale che il flusso risulti diretto dall'alto verso il basso. Le valvole di ritegno a sfera hanno l'inconveniente di produrre sensibili perdite di carico come conseguenza delle notevoli variazioni di direzione e sezione che il fluido deve affrontare.

Figura 4.4: Valvola di non ritorno a sfera

Valvole di non ritorno a sede inclinata

Le valvole di non ritorno a sede inclinata (vedi figura 4.5) vengono installate con l'asse

orizzontale. Anche questo tipo di valvole l'otturatore è sollevato dal passaggio del fluido

nella direzione consentita, mentre in caso di inversione di flusso l’otturatore ricade impedendo il passaggio del liquido.

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Figura 4.5: Valvola di non ritorno a sede inclinata

Valvole di non ritorno a battente

Nelle valvole di non ritorno a battente (vedi figura 4.6) l'otturatore a forma di disco, è incernierato superiormente, in modo da essere sollevato dal passaggio del fluido nella direzione consentita e lasciare del tutto libera la zona di passaggio.

In caso di arresto della circolazione o di inversione del flusso l'otturatore ricade, chiudendo la sezione di passaggio.

Figura 4.6: Valvola di non ritorno a battente

Questo tipo di valvola deve essere montata in modo che l'asse risulti orizzontale e che l'otturatore possa ricadere per gravità.

Le valvole di non ritorno a battente hanno un funzionamento molto rapido, qualità non sempre desiderabile in quanto può produrre colpi d'ariete nelle tubazioni.

Per evitare questo inconveniente talvolta si usa ridurre la sensibilità della valvola, mediante un contrappeso che frena la discesa dell'otturatore.

Le perdite di carico prodotte dalle valvole di questo tipo sono assai minori di quelle delle valvole di ritegno a sfera, in conseguenza al fatto che, a valvola aperta, la sezione di passaggio è del tutto libera.

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Generalmente le valvole di ritegno a battente vengono usate per tubazioni con DN superiori a 2'', mentre per DN inferiori si preferisce usare quelle a sfera.

4.1.4 VALVOLE DI SICUREZZA

Le valvole di sicurezza hanno la funzione di proteggere gli apparecchi e le tubazioni dagli effetti delle pressioni superiori a quelle di progetto, a cui potrebbero essere assoggettati durante la marcia dell'impianto per errori di manovra, guasti, reazioni o altre cause accidentali.

Durante il normale funzionamento dell'impianto le valvole di sicurezza rimangono chiuse e si aprono automaticamente solo quando la pressione del fluido contenuto nell'apparecchio al quale sono collegate supera il valore per cui sono state tarate.

Figura 4.7: Esempio di valvola di sicurezza con rispettivo simbolo P&I

Questo perchè l'otturatore di una valvola di sicurezza è sollecitato da due forze antagoniste: la prima dovuta alla pressione del fluido e la seconda dovuta ad un sistema (molla o contrappeso) che si oppone all'apertura della valvola mantenendo l'otturatore spinto contro la sede di tenuta e realizzando così una chiusura perfetta fino a che la forza dovuta alla pressione del fluido non ha il sopravvento, ossia fino a quando questa forza non supera il valore di taratura.

A seconda del sistema adottato per ottenere la forza di chiusura, le valvole di sicurezza possono essere divise in due grandi categorie:

valvole a molla; valvole a contrappeso.

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Valvole a molla

In questo tipo di valvole la forza di chiusura è esercitata da una molla. Le valvole di questo tipo sono più complesse delle precedenti sulle quali hanno il vantaggio di un ingombro assai ridotto.

Il loro funzionamento però presenta un grado di sicurezza minore in quanto le condizioni di esercizio possono influire sulle caratteristiche di elasticità della molla, alterando di conseguenza la pressione a cui la valvola si può aprire.

Figura 4.8: Valvola di sicurezza a molla

Valvole a contrappeso

In questo tipo di valvole la forza è esercitata da un contrappeso mediante un sistema di leve. In qualche caso l'otturatore è direttamente caricato da un peso, ma le valvole di questo tipo non sono frequentemente impiegate.

Le valvole contrappeso sono semplice e robuste e sono preferite per gli impieghi più severi in quanto la loro taratura non può essere alterata da cause accidentali durante il funzionamento, sempre che venga sicuramente impedito lo scorrimento del peso lungo la leva.

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Figura 4.9: Valvola di sicurezza a contrappeso

4.1.5 VALVOLE RIDUTTRICI DI PRESSIONE

Le valvole riduttrici di pressione, dette anche riduttori di pressione, sono un particolare tipo di valvole di regolazione, con la funzione:

di abbassare la pressione del fluido che le attraversa ad un valore prestabilito;

di mantenere costante tale valore, indipendentemente da quello della pressione a monte, che può essere variabile entro un campo relativamente esteso.

Figura 4.10: Esempio di valvola riduttrice di pressione con rispettivo simbolo P&I

Il prelievo del fluido motore è eseguito a valle della valvola stessa e il servocomando è realizzato in modo che se la pressione a valle supera quella prefissata, l'otturatore della valvola, grazie ad una molla di contrasto, oppure tende a chiudere, e viceversa.

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4.1.6 VALVOLE DI REGOLAZIONE

In questo tipo di valvole il movimento dell'otturatore è comandato automaticamente senza alcun intervento dell'operatore.

Esse sono in grado di regolare la loro percentuale di apertura in modo tale da poter controllare la quantità di fluido che la attraversa. Esse possono essere considerate nelle due parti ben distinte da cui sono costituite, ovvero la valvola vera e propria che regola il flusso del fluido e il dispositivo di servocomando, o servomotore, che comanda il movimento dell'otturatore della valvola. Il movimento dell’otturatore avviene per azione dell’aria compressa (servomotore pneumatico) sul diaframma (membrana) posto nella parte superiore vicino al piattello).

Altri tipi di servomotori frequentemente usati sono quelli elettrici.

Figura 4.11: Esempio di valvola di regolazione con rispettivo simbolo P&I

I servomotori pneumatici a membrana consistono essenzialmente di una camera in cui una parete è costituita da una membrana elastica, sostenuta da un piatto al quale è collegato, mediante lo stelo, l'otturatore della valvola. L'aria compressa di comando viene immessa nella camera agendo così sulla membrana elastica che tende a spostarsi contrastata da una molla. In tal modo ad ogni valore della pressione di comando viene a corrispondere una posizione del piatto a quindi dell'otturatore della valvola.

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4.2 VALVOLE AD AZIONE DIRETTA ED INVERSA

Per quanto riguarda l'azione esercitata sulla valvola si distinguono in due tipi:

▪ azione diretta, definita anche Normalmente Aperta (NA), quando la valvola si apre

manca l'energia di comando (se la valvola è azionata servomotore si usa il termine aria chiude);

▪ azione inversa, definita anche Normalmente Chiusa (NC), quando la valvola si chiude se manca l'energia di comando (nel campo delle valvole con servomotore pneumatico si usa il termine aria apre).

4.2.1 SCELTA DELL'AZIONE

La scelta dell’azione (diretta o inversa) è effettuata soprattutto in base a criteri di sicurezza dell'impianto, nell'ipotesi della mancanza di energia di comando.

Ad esempio nel caso di termoregolazione di una reazione esotermica con fluido circolante in un serpentino o nella camicia del reattore, si userà per sicurezza sulla linea del fluido che asporta calore una valvola pneumatica ad azione diretta (aria-chiude).

In tal modo se venisse a mancare l'energia di comando (cioè l'aria) si ha la apertura totale della valvola e quindi la massima portata di fluido raffreddante.

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4.3 STRUMENTAZIONE UTILIZZATA PER L'IMPIANTO

Qui di seguito viene elencata la strumentazione utilizzata nelle varie sezioni di cui si compone l'impianto.

COMPONENTI LINEA ARIA

POS TAG UBICAZIONE STRUMENTO

1 1-V4 LAB1 VALVOLA ELETTROPNEUMATICA FISHER

2 1-TT03 LAB1 TRASMETTITORE DI TEMPERATURA Modello: 0065D0Y0000D0075G39

3 1-PT05 LAB1 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-1002-1-1-100-N00-00

5 1-TT04 LAB1 TERMOCOPPIA tipo K Modello: 0185D001K1Z0080Y0115G38 6 1-V7 LAB1 VALVOLA ELETTROPNEUMATICA A FARFALLA

HP114 7 1-TT05 LAB1 TERMOCOPPIA tipo K

Modello: 0185D001K1Z0080Y0115G38 8 1-PT08 LAB1 MISURATORE DI PRESSIONE BAROMETRICO

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COMPONENTI LINEA ARIA

9 1-PT01 ESTERNO LAB2 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-1002-1-1-100-N00-00

10 1-PT02 ESTERNO LAB2 TRASMETTITORE DI PRESSIONE DIFFERENZIALE Modello: 2051CD3A02A1AS5D4Q4

11 1-TT01 ESTERNO LAB2 TRASMETTITORE DI TEMPERATURA Modello: 0065D0Y0000Y0100G39

12 1-PT03 ESTERNO LAB2 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-1002-1-1-100-N00-00

13 1-PT04 ESTERNO LAB2 TRASMETTITORE DI PRESSIONE DIFFERENZIALE Modello: 2051CD3A02A1AS5D4Q4

14 1-TT02 ESTERNO LAB2 TRASMETTITORE DI TEMPERATURA Modello: 0065D0Y0000Y0100G39 15 1-V2 LAB2 VALVOLA ELETTROPNEUMATICA FISHER

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COMPONENTI LINEA FUEL

1 2-LS01 ESTERNO LAB 1 LIVELLOSTATO WIKA Model FLS 2 2-LS02 ESTERNO LAB 1 LIVELLOSTATO WIKA

Model FLS 3 2-LS03 ESTERNO LAB 1 LIVELLOSTATO WIKA

Model FLS

4 2-P1 ESTERNO LAB 1 Tipo 8ZV B14 per CARBURANTE AVIO JET-A

5 2-T4 ESTERNO LAB 1 SERBATOIO

6 2-LT04 ESTERNO LAB 1 TRASMETTITORE DI LIVELLO AD IMMERSIONE Modello: LMP 307.450.1600.1.1.E.5.3.1.005.000

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7 2-S1 LAB 1 VALVOLA DI NON RITORNO

8 2-S2 LAB 1 FILTRO A TEE HAM-LET Modello: H-600-SS-L-12MM-2

9 2-P2 LAB 1 POMPA ALTA PRESSIONE CON REGOLAZIONE PRESSIONE MANDATA

10 2-P3 LAB 1 SICUREZZA HAM-LET Modello: H900HPSSL6MMC-798-C 11 2-V8 LAB 1 POMPA MEDIA PRESSIONE CON REGOLAZIONE

PRESSIONE MANDATA Pompa volumetrica ad ingranaggi 12 2-V11 LAB 1 VALVOLA SFIORATRICE FISHER 24000S

13 2-V12 LAB 1 VALVOLA DI SICUREZZA Modello: H900HPSSL6MMB-203-CE 14 2-V13 LAB 1 VALVOLA SFIORATRICE FISHER 24000S

15 2-T5 LAB 1 SERBATOIO

16 2-T6 LAB 1 SERBATOIO

17 2-PT01 LAB 1 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-6002-1-1-100-N00-1-000

18 2-PT02 LAB 1 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-2502-1-1-100-N00-1-000

19 2-FT01 LAB 1 TRASMETTITORE DI PORTATA CORIOLIS

20 2-V9 LAB 1 VALVOLA DI REGOLAZIONE RC200

21 2-FT02 LAB 1 TRASMETTITORE DI PORTATA CORIOLIS

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23 2-V10 LAB 1 BALL VALVE HAM LET (STOP VALVE Normalmente Chiusa) Modello: H6800SSL6MMPS-A1C

24 2-V15 LAB 1 BALL VALVE HAM LET (STOP VALVE Normalmente Chiusa) Modello: H6800SSL6MMPS-A1C

25 2-V16 LAB 1 BALL VALVE HAM LET (STOP VALVE Normalmente Aperta) Modello: H6800SSL6MMPS-A10

26 2-V17 LAB 1 BALL VALVE HAM LET (STOP VALVE Normalmente Aperta) Modello: H6800SSL6MMPS-A10

27 2-PT03 LAB 1 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA Modello: 2088G4S22A1D4EDQ4S5 28 2-TT01 LAB 1 TERMORESISTENZA ROSEMOUNT

Modello: 0065D05Y0000Y0100G39

29 2-PT04 LAB 1 TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA Modello: 2088G3S22A1D4EDQ4S5 30 2-TT02 LAB 1 TERMORESISTENZA ROSEMOUNT

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COMPONENTI LINEA ACQUA

1 3-P1 OFFICINA POMPA

5 3-FE01 OFFICINA MISURATORE DI PORTATA MAGNETICO MUT2200

6 3-FT01 OFFICINA TRASMETTITORE DI PORTATA MAGNETICO MC608

13 3-V22 LAB 1 BALL VALVE - EBRO (Normalmente Aperta)

14 3-V23 LAB 1 BALL VALVE - EBRO (Normalmente Aperta)

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13 3-TT01 OFFICINA TRASMETTITORE DI TEMPERATURA Modello: 0065D05Y0000Y0130G53 14 3-T2 OFFICINA SERBATOIO DI ACCUMULO

15 3-T3 OFFICINA SERBATOIO DI ACCUMULO

19 3-LT01 OFFICINA TRASMETTITORE DI LIVELLO AD IMMERSIONE

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21 3-U1 SALA DI CONTROLLO INVERTER SIEMENS 6SL3210-1KE13-2 AP1

22 3-U2 SALA DI CONTROLLO INVERTER SIEMENS 6SL3210-1KE13-2 AP1 23 3-U3 SALA DI CONTROLLO INVERTER SIEMENS

6SL3210-1KE13-2 AP1 24 3-U4 SALA DI CONTROLLO INVERTER SIEMENS 6SL3210-1KE15-8 AP1

25 3-P5 LAB1 POMPA DI ESTRAZIONE ACQUA DI SFIORO

26 3-LT03 LAB1 TRASMETTITORE DI LIVELLO

27 3-TT03 LAB1 TRASMETTITORE DI TEMPERATURA Modello: 0065D05V0000N0100 28 3-TT04 LAB1 TRASMETTITORE DI TEMPERATURA

Modello: 0065D05Y0000D0100G39

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COMPONENTI LINEA AZOTO

1 4-PT01 OFFICINA TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-2503-1-1-100-N00-1-000

2 4-PT02 OFFICINA TRASMETTITORE DI PRESSIONE RELATIVA DMP 321 115-2502-1-1-100-N00-1-000

3 4-V1 OFFICINA RIDUTTORE DI PRESSIONE TESCOM

4 4-V2 OFFICINA BALL VALVE HAM LET (STOP VALVE Normalmente Aperta) Modello: H6800SSL6MMPS-A10