EN
Anàlisi complet de l'aplicació, selecció i rendiment de les vàlvules de seguretat de llautó sencer amb rosca en equips de refrigeració
Introducció
En sistemes de refrigeració com xilladors, unitats d'emmagatzematge fred i equips comercials de refrigeració, les vàlvules de seguretat actuen com a salvaguarda mecànica final contra augmentos anormals de pressió. Quan la pressió del sistema supera el llindar permès, una vàlvula de seguretat ha d'obrir-se ràpidament i alliberar l'excés de pressió per evitar fallades catastròfiques com ara danys al compressor, ruptura de canonades o fuites de refrigerant.
Entre els diversos tipus de vàlvules de seguretat, les vàlvules de seguretat de coure total amb rosca són àmpliament utilitzades en aplicacions de refrigeració per la seva excel·lent compatibilitat amb refrigerants habituals, la seva conductivitat tèrmica estable, el rendiment d'estanquitat fiable i la facilitat d'instal·lació. S'utilitzen extensament en sistemes de refrigeració industrial, equips de refrigeració comercial i unitats compactes de refrigeració domèstica.
Segons l'ASME BPVC Secció VIII, la desviació entre la pressió de taratge de la vàlvula de seguretat i la Pressió Màxima Admissible de Treball del sistema (MAWP) ha de mantenir-se dins del ±3%, mentre que la capacitat de descàrrega ha de satisfer com a mínim 1,2 vegades la capacitat màxima de generació de pressió del sistema. La norma ISO 4126-1 especifica a més que les taxes de fuita per a vàlvules de seguretat utilitzades en sistemes de refrigeració no han d'excedir 10⁻⁶ mbar·L/s. En condicions operatives normals, les vàlvules de seguretat de coure total amb rosca poden complir o superar fiablement aquests requisits. 
Anàlisi exhaustiva del producte: avantatges estructurals i materials
Composició estructural i característiques dels materials
Les vàlvules de seguretat roscades de llautó sencer solen adoptar un disseny integrat del cos de la vàlvula de llautó, seleccionant-se llautó H59-1 o llautó H62 segons els requisits d'aplicació.
El llautó H59-1 ofereix una excel·lent mecanitzabilitat i alta precisió en la rosca, sent adequat per a sistemes de refrigeració comercial que requereixen instal·lacions i manteniments freqüents. La seva resistència a la tracció i duresa li permet suportar fluctuacions de pressió repetides.
El llautó H62 proporciona una millor resistència a la corrosió i estabilitat mecànica. És químicament compatible amb l'amoniac i els principals refrigerants HFC, i ofereix una elevada conductivitat tèrmica, reduint així el risc de fissuració per tensió causada per canvis ràpids de temperatura.
Nom del component |
Funció Principal |
Materials comuns |
Indicadors de rendiment |
Cos de la vàlvula i seient de la vàlvula |
Suporten pressió mitjana i asseguren el segellat |
H59-1 i H62 |
Rugositat de la superfície de segellat Ra ≤ 0,8μm, grau de resistència a la pressió ≥ 4,0 MPa |
Primavera |
Control de la pressió d'obertura i reculada de la vàlvula |
Acer inoxidable SUS304 (SUS316L per a escenaris de baixa temperatura) |
Vida de fatiga del ressort ≥ 10.000 cicles, desviació del coeficient elàstic ≤ 5% |
Element d'estanquitat |
Evitar la microfuita del medi |
PTFE (politetrafluoroetilè) o aliatge de llautó |
Rang de resistència tèrmica del PTFE de -200°C a 260°C, taxa de fuita d'estanquitat de l'aliatge de llautó ≤ 10⁻⁷ mbar·L/s |
Cargol de regulació |
Ajustar finament la pressió de consigna |
Llautó (amb superfície niquelada) |
Precisió d'ajust ± 0,05 MPa, resistència a la corrosió per bany de sal ≥ 500 hores |
Principi de funcionament i dades clau de rendiment
Mecanisme d'operació
Les vàlvules de seguretat de llautó sencer amb rosca funcionen segons el principi directe accionat per ressort. En condicions normals, la força del ressort prem el disc de la vàlvula contra l'assentament per mantenir un estat estanc. Quan la pressió del sistema arriba al valor predeterminat, la pressió del fluid venç la força del ressort, aixecant el disc i permetent que la pressió excedentària sigui alliberada. Un cop la pressió baixa al nivell de reasentament, el ressort torna a posicionar el disc i restaura l'estanqueïtat.
Verificació del rendiment
Les proves de capacitat de descàrrega realitzades segons API 526 demostren coeficients de descàrrega entre 0,9 i 0,95, significativament superiors als de les vàlvules de seguretat de ferro fos. Per exemple, una vàlvula DN20 que opera amb el refrigerant R404A pot assolir una capacitat de descàrrega d'aproximadament 180 kg/h, suficient per a sistemes de refrigeració comercials de 5 tones.
El temps de resposta varia entre 0,1 i 0,3 segons en un rang de temperatures operatives des de −40°C fins a 120°C. Les proves de durabilitat mostren una degradació del segell inferior al 3% després de 10.000 cicles, amb una vida útil típica que arriba als 8–12 anys amb un manteniment adequat. 
Escenaris aplicables i restringits
Aplicacions avantatjoses
Les vàlvules de seguretat de coure total amb rosca són compatibles amb refrigerants HFC com ara R134a, R404A i R410A, així com amb sistemes d'amoni. Les taxes de corrosió romanen significativament més baixes que les observades en vàlvules d'acer al carboni. Les connexions roscades permeten una instal·lació ràpida sense soldadura, cosa que les fa ideals per a espais confinats.
A temperatures baixes, el llautó H62 conserva una alta tenacitat a l'impacte, proporcionant un funcionament fiable en ambients de refrigeració a baixa temperatura.
Aplicacions restringides
Les vàlvules de seguretat de llautó no són adequades per a refrigerants que contenen clor, com ara R22 o R123, degut a reaccions químiques que poden provocar corrosió. En sistemes on la MAWP superi els 3,5 MPa, s'han de seleccionar vàlvules de seguretat d'acer aliat.
Guia de selecció: Un enfocament basat en dades
Determinació dels paràmetres de pressió
La pressió de taratge s'hauria de definir entre 1,05 i 1,10 vegades la MAWP, mantenint-se alhora per sota de la pressió nominal de la vàlvula. La pressió de reposició sol oscil·lar entre el 90 % i el 95 % de la pressió de taratge, sent recomanables valors més alts per a sistemes sensibles a les fluctuacions de pressió.
Capacitat de descàrrega i selecció de mida
La capacitat de descàrrega s'ha de calcular segons la metodologia API 520, tenint en compte les propietats del refrigerant i la capacitat de refrigeració del sistema. La selecció del diàmetre nominal s'hauria de basar en l'àrea de flux calculada i no únicament en la mida del tub.
Adaptabilitat al medi ambient
Cal verificar el tipus de rosca, la protecció contra la corrosió i la selecció de materials per a baixes temperatures. Es recomanen cossos de vàlvula niquelats i molles de SUS316L en ambients corrosius o de baixa temperatura.
Errors habituals de selecció i mètodes per evitar-los
Els errors típics de selecció inclouen escollir vàlvoles només segons el diàmetre del tub, establir una pressió igual a la MAWP, ignorar la compatibilitat amb el refrigerant o utilitzar molles estàndard en condicions de baixa temperatura. Aquests problemes es poden evitar mitjançant càlculs adequats, verificació dels materials i compliment de les normes aplicables.
Errors comuns |
Conseqüències del risc |
Mètodes per evitar-los |
Seleccionar només pel diàmetre de la canonada i ignorar la capacitat de descàrrega |
Capacitat de descàrrega insuficient, impossible descarregar la pressió quan hi ha sobrepresió al sistema |
Calcular estrictament segons la fórmula de capacitat de descàrrega i després ajustar-se al diàmetre nominal |
La pressió de consigna és igual a la MAWP |
Obertura i tancament freqüents de la vàlvula, desgast ràpid de les peces d'estanquitat |
Conjunt segons 1,05-1,10 vegades MAWP, reserva d'espai de seguretat |
Barreja de vàlvules de seguretat per a diferents refrigerants |
Corrosió del cos de la vàlvula o fallada d'estanquitat |
Confirmeu la marca d'adaptació al refrigerant a la placa identificativa de la vàlvula (p. ex., "Adequat per a R134a/R404A") |
Selecció de molles ordinàries per a escenaris de baixa temperatura |
Fractura fràgil de la molla per baixes temperatures, fallada de la vàlvula |
Seleccioneu molles SUS316L quan la temperatura sigui inferior a -20°C i proporcioneu informes d'assaig de baixa temperatura |
Precaucions durant la instal·lació
Posició d'instal·lació i tubs
Les vàlvules de seguretat s'han d'instal·lar verticalment al punt de pressió més alt del sistema de refrigeració. Els tubs d'entrada no han de restringir el flux, i la resistència dels tubs de descàrrega ha de romandre dins dels límits de pressió de retroceso admissibles.
Muntatge i manteniment
Després de la instal·lació, cal verificar l'estanquitat i la calibració de la pressió de consigna mitjançant proves amb gas inert. Les inspeccions regulars i la recalibració cada un o dos anys són essencials per mantenir la fiabilitat a llarg termini.
Escenaris d'aplicació i exemples pràctics
Sistemes industrials de refrigeració amb amoníac
En instal·lacions frigorífiques amb amoníac, les vàlvules de seguretat de llautó seleccionades correctament mostren un funcionament estable i uns costos de manteniment més baixos en comparació amb les alternatives de ferro colat.
Equipaments comercials de refrigeració
Els sistemes de refrigeració de supermercats s'beneficien del rendiment d'estanquitat constant en condicions de marxa-parada freqüents, millorant l'estabilitat tèrmica i reduint les queixes operatives.
Unitats de refrigeració domèstiques
Les vàlvules de seguretat compactes de llautó ofereixen una protecció de pressió fiable alhora que compleixen amb les restriccions estrictes d'espai i soroll en els equips de refrigeració domèstics.
Conclusió
Les vàlvules de seguretat de llautó complet amb rosca tenen un paper fonamental en la protecció dels sistemes de refrigeració mitjançant una alliberament de pressió fiable, una resposta ràpida i una excel·lent compatibilitat del material. La selecció i instal·lació adequades basades en el càlcul i les condicions ambientals asseguren una seguretat a llarg termini, uns costos de manteniment reduïts i un rendiment estable del sistema.
El contingut
- Anàlisi complet de l'aplicació, selecció i rendiment de les vàlvules de seguretat de llautó sencer amb rosca en equips de refrigeració
- Introducció
- Anàlisi exhaustiva del producte: avantatges estructurals i materials
- Principi de funcionament i dades clau de rendiment
- Escenaris aplicables i restringits
- Guia de selecció: Un enfocament basat en dades
- Errors habituals de selecció i mètodes per evitar-los
- Precaucions durant la instal·lació
- Escenaris d'aplicació i exemples pràctics
- Conclusió
