Certains fabricants proposent des systèmes d'automatisation des fluides spécialement conçus pour des températures ambiantes pouvant atteindre -40° F (-40° C). Ces dispositifs sont utilisés avec les vannes de processus dans les applications suivantes : pétrole et gaz, hydrocarbures, énergie, raffinage, chauffage industriel, alimentation et boissons, électricité, véhicules, etc.

La plupart des modèles ordinaires ne fonctionnent que jusqu'à 32° F (0° C). Les équipements d'automatisation des fluides doivent fonctionner efficacement pendant les longs mois froids, généralement sans surveillance et sur des sites éloignés, ce qui rend les réparations ou les remplacements plus difficiles. Les lignes de traitement réfrigérées ou cryogéniques présentent des difficultés uniques en termes de flexibilité des matériaux et d'intégrité de l'étanchéité, même dans les régions chaudes. 

Cinq qualités essentielles

Cinq caractéristiques essentielles sont à prendre en compte lors de l'achat de vannes, de vérins et d'autres équipements d'automatisation des fluides destinés à être utilisés à des températures ambiantes basses.

Fiabilité et Réputation

La dormance, le manque de résilience/flexibilité et les températures froides peuvent avoir un impact négatif sur les performances des vannes.

Avec la baisse des températures, la flexibilité et la résilience s'affaiblissent. Il est essentiel que l'élastomère du disque ou de la membrane de la vanne ait une consistance ferme et élastique afin d'assurer une étanchéité efficace contre le siège de la vanne.Les polymères élastomères se rétractent à mesure qu'ils refroidissent et passent par la transition vitreuse, devenant rigides, cassants et semblables à du verre. Ces modifications empêchent le disque de se conformer de manière cohérente au siège, ce qui permet à un canal de fuite de se développer.

When valves are used seldom, such as in low-cycling applications, dormancy results. A valve’s O-ring seals can stick against the ridges or flaws in the metal surface of its mating components when they are in continuous contact with the body or main spool for days or months. Then, after being used, it reacts slowly or not at all.

Both of these problems put the valve’s dependable operation in jeopardy. Surface friction can be reduced with simple assembly procedures, such as using high-grade lubricants that stay usable in the cold. High-quality valve suppliers carefully choose elastomers that withstand low temperatures to solve potential issues, and valve seals are designed to be optimal for arctic circumstances. Innovative construction techniques, such as swapping out old O-ring seals for new T-shaped seals with a significantly lower surface area at the point of contact, can almost eliminate dormancy.

Cylinders used in cold environments can experience similar problems to valves. Regarding resilience, cylinder seal elastomers may experience brittleness, shrinkage, and various rates of adjacent materials’ thermal expansion and contraction. This makes it possible for there to be leak paths. Therefore, manufacturers of cylinders minimize gap tolerances in their designs and choose specific cold-tested O-ring and seal materials that can maintain adequate flexibility at low temperatures to reduce these dangers.

Des problèmes de dormance similaires à ceux qui affectent les vannes peuvent également affecter les bouteilles utilisées dans des températures glaciales. Des points d'adhérence et de glissement peuvent apparaître sur les surfaces en contact prolongé. Les types avancés peuvent être lubrifiés en permanence lors de l'assemblage avec des lubrifiants basse température bien choisis pour réduire les frottements et combattre la dormance. En outre, les fabricants peuvent utiliser des structures uniques telles que des joints à lèvre actionnés par ressort sur des pièces dynamiques cruciales comme les joints de tige et de piston.

Une vanne spécifique peut-elle fonctionner à -40° F (-40° C) de manière constante, sûre et fiable dans votre application ?

Le tableau suivant, par exemple, présente les spécifications comparables des essais UL et CSA pour les soupapes à usage général et les soupapes d'arrêt de sécurité. En outre, les deux organisations effectuent des tests d'endurance, de siège de soupape et d'étanchéité extérieure.

Après avoir satisfait aux exigences minimales de l'agence en matière d'essais, les fournisseurs peuvent entreprendre des essais supplémentaires qui ne sont pas imposés par l'agence. Par exemple, ils peuvent effectuer des milliers de cycles d'essais d'endurance différents. Pour imiter plus précisément les conditions de fonctionnement réelles, des essais thermiques supplémentaires peuvent impliquer des cycles à des températures ambiantes élevées et basses, ainsi que dans des environnements saturés où la température de la vanne et le fluide d'air envoyé à travers la vanne sont tous maintenus à -40° F (-40° C) pendant des périodes prolongées.

Étendue et profondeur de l'offre

De nombreux consommateurs préfèrent limiter leur choix de fournisseurs aux entreprises qui offrent la plus grande variété de produits à basse température. Par conséquent, certaines multinationales spécifient désormais certaines vannes à basse température ambiante auprès d'un seul fournisseur et les utilisent uniquement pour une application donnée, même dans des régions plus chaudes, afin de combiner les stocks ou de répondre à des spécifications mondiales.

Basse température et faible consommation

Le besoin de vannes et d'autres dispositifs pouvant fonctionner à des températures froides s'est accompagné d'une augmentation correspondante de la demande de dispositifs à faible consommation d'énergie. Les utilisateurs peuvent apprécier les prix moins élevés de l'énergie. Plus important encore, les vannes traditionnelles peuvent nécessiter un traçage thermique ou une protection dans des endroits éloignés tels que les pipelines de transport de pétrole et de gaz ou les sites d'extraction. Ces besoins en énergie, ainsi que d'autres, nécessitent souvent des sources d'énergie plus importantes et plus coûteuses, notamment des panneaux solaires ou des systèmes de chargement de batteries. C'est pourquoi plusieurs fournisseurs ont produit des versions qui satisfont aux basses températures et aux exigences en matière d'alimentation.

In addition to devices that always use the least amount of current feasible, some more recent models use peak-and-hold technology, which typically draws 11 watts (W) immediately upon opening before continuing to operate at 0.5 W or 1 W. Any well-optimized valve for low power may allow customers to specify smaller battery banks, run the valve for extended periods without sunlight, or ensure that backup generators and batteries aren’t overworked.

Service et soutien

It’s essential to consider much more than just the hardware when choosing the best source for low-ambient-temperature valves. It can be as crucial to finding a partner who has the availability and support systems you require. Look for straightforward and simple-to-use ordering and catalog materials. OEM designers greatly benefit from the ability of some vendors to download 2D drawings and 3D models directly into their CAD software.

Recherchez les difficultés de réponse et, lorsque vous le pouvez, demandez aux distributeurs quels sont leurs liens avec certains fabricants de vannes.

Le premier facteur important à prendre en compte est la disponibilité. Lorsque vous avez besoin d'un dispositif spécifique d'automatisation des fluides, vous en avez souvent besoin immédiatement. Malheureusement, un grand nombre d'utilisateurs se plaignent que la disponibilité s'est récemment détériorée de manière significative. Assurez-vous que le fournisseur que vous choisissez peut offrir une livraison rapide et un stockage local pratique, idéalement par le biais d'un programme d'expédition rapide avec des taux de livraison à temps élevés.

Conclusion

Le choix d'un équipement d'automatisation des fluides destiné à être utilisé à des températures ambiantes basses peut s'avérer difficile. Les utilisateurs, les concepteurs et les autres prescripteurs doivent tenir compte d'aspects critiques tels que la fiabilité, les essais, la conformité, les options, la capacité à consommer peu d'énergie et l'assistance, mais il en résulte des solutions qui offrent des performances fiables dans les régions froides de la planète pour les années à venir.