PROGETTAZIONE E DIMENSIONAMENTO DELLO STELO DI MANOVRA PER VALVOLA A SFERA TRUNNION Verifica della resistenza dello stelo sulla base della coppia massima dell’attuatore: caso studio sviluppato in collaborazione con Dafram S.p.a.

Ball valves are a key component in energy resource distribution systems. Trunnion-type valves, in particular, are often used in the oil and gas sector. They allow or block fluid flow as needed. Dafram S.p.A. is a leading company in the sector, with a seventy-year history rooted in our region. The company not only offers a wide range of products, but also allows customers to customize the valve to their liking and specific needs. In this context, this thesis aims to analyze two technical solutions for the same type of valve and determine which is more advantageous in terms of cost and performance. Specifically, we will study the sizing of the valve stem according to ISO 5211 standards, based on the maximum torque of an actuator and verifying that each part of the stem has a maximum transmittable torque greater than that of the actuator. The first test will be conducted on a stem with an actuation zone diameter of 98 mm, made of API6A718 material; the second on a stem with an actuation zone diameter of 120 mm, made of S32760 material. Then, a cost estimate for manufacturing both stems will be made, and then, along with performance, the most advantageous solution will be outlined. The thesis is divided into four chapters. The first provides a general overview of the company and the Oil & Gas sector. The second will explore the construction of the API6D trunnion-mounted side-entry valve. The third will introduce the main resistance criteria used in the tests and the technical standards applied; the fourth and final chapter will explore the calculations and sizing of the two stems in greater detail, including an analysis of their respective costs.

Le valvole a sfera sono uno tra gli elementi principali nel sistema di smistamento delle risorse energetiche. In particolare il modello trunnion viene spesso utilizzato nel settore del petrolio e nel gas. Esse infatti permettono o bloccano il passaggio del fluido in base alle necessità. Dafram S.p.A. è una tra le aziende leader nel settore e con una storia di settant’anni radicata nella nostra regione. L’azienda non si limita ad offrire una vasta gamma di prodotti, ma lascia al cliente la possibilità di modificare la valvola a proprio piacimento e in base alle proprie esigenze. In tale contesto, questa tesi di laurea si pone l’obiettivo di analizzare due soluzioni tecniche per uno stesso tipo di valvola e verificare quale sia più vantaggiosa in termini di costi e prestazioni. In particolare si andrà a studiare il dimensionamento dello stelo di manovra della valvola secondo le norme ISO5211, basandosi su una coppia massima di un attuatore e verificando che ogni parte dello stelo abbia una coppia massima trasmissibile maggiore di quella dell’attuatore. La prima verifica sarà fatta per uno stelo con diametro della zona di azionamento di 98 millimetri, in materiale API6A718; la seconda per uno stelo con diametro della zona di azionamento di 120 millimetri, in materiale S32760. Successivamente si andrà a fare una stima del costo per la realizzazione di entrambi gli steli, per poi delineare insieme alle prestazioni quale soluzione sia più vantaggiosa. La tesi si sviluppa in quattro capitoli. Nel primo verrà spiegata una panoramica generale dell’azienda e del settore Oil & Gas. Nel secondo verrà approfondita la costruzione della valvola trunnion side entry API6D. Nel terzo si andranno ad introdurre i principali criteri di resistenza utilizzati poi nelle verifiche e le normative utilizzate in campo tecnico; nel quarto ed ultimo capitolo verranno approfonditi i calcoli e i dimensionamenti dei due steli con anche l’analisi dei rispettivi costi.