Comment choisir le bon robinet pour un besoin spécifique ?

I. Facteurs importants influençant le choix des vannes

La sélection des vannes peut sembler une tâche ardue en raison des nombreux types de vannes, qui peuvent même être personnalisées. Quelles que soient les caractéristiques de l'application, l'impact sur la sécurité et l'efficacité est toujours une priorité absolue. Voici quelques facteurs importants à prendre en compte lors de la sélection de la bonne vanne.

01 Pression de la ligne

Tous les systèmes de fluides ne sont pas pressurisés au même niveau. Le type de service varie, tout comme la pression requise. Toutefois, l'ensemble du système doit être en mesure d'assurer le service requis avec une marge de sécurité raisonnable.

Exceeding the design pressure limit means failure of valve operation. Fluid leakage is a common consequence of exceeding pressure limits and can lead to line losses and safety issues. Any additional stress beyond the valve’s design parameters can also damage sealing components and may lead to valve degradation.

Lors de la sélection d'une soupape en fonction de la pression de ligne d'un système de tuyauterie, l'ingénieur des procédés doit évaluer la chute de pression requise à travers la soupape et l'ensemble du système de tuyauterie. La structure interne et les spécifications du robinet doivent offrir une résistance de frottement minimale afin de maintenir la chute de pression à travers le robinet à un niveau bas et de réduire les pertes de pression dans la tuyauterie, ce qui peut affecter les processus de production ultérieurs. C'est pourquoi les robinets-vannes sont préférés aux robinets à soupape dans les systèmes de tuyauterie industrielle où la pression de la ligne doit être maintenue constante.

02 Débits

Les différents types de vannes et leurs différents mécanismes de fonctionnement exigent que le flux de fluide soit géré de différentes manières. Par exemple, les vannes à bille offrent une excellente étanchéité pour les applications de fermeture. En revanche, les robinets à pointeau offrent une meilleure précision pour contrôler un débit spécifique. En fonction du fonctionnement interne de la vanne, il est possible de comprendre comment le fluide est contrôlé et comment la fonction souhaitée est exécutée.

Switching applications require the valve to allow or restrict flow. An excellent example of a ball valve that operates with a quick response is the hollow spherical sphere, in which case it either opens or blocks the flow of fluid. Gate valves provide the same function – shutting off flow – using a plate or as a blocking tool for the gate. Butterfly valves can also provide open and shut off fluid service using a metal disk (butterfly) that completes a quarter-turn rotation around a fixed axis to open or shut off the fluid.

03 Température

Tout comme la pression, la température influe sur les caractéristiques du fluide circulant dans la canalisation et sur la vanne elle-même. Les températures varient, tout comme la quantité d'énergie du fluide de travail. Les conditions de température extrêmes peuvent également accroître les effets corrosifs des fluides sur certains matériaux. Les composants individuels des vannes peuvent également être constitués de plusieurs matériaux dont les tolérances aux températures basses et élevées varient.

Lorsque la température augmente, les fluides, en particulier les gaz, occupent généralement plus d'espace. Les gaz se dilatent et se contractent avec la température. L'air et les autres gaz à haute température ont tendance à avoir une densité plus faible, ce qui peut augmenter les pressions nominales si le fluide est confiné ou augmenter les débits si le fluide ne fait que passer. Dans ce cas, des vannes doivent être envisagées pour des pressions nominales plus élevées ou pour un contrôle incrémentiel plus précis du débit.

En plus d'affecter le fluide circulant dans le système, les températures nominales affectent également la vanne et ses composants. Les matériaux se contractent généralement à basse température et se dilatent à haute température. Les vannes étant composées de nombreux matériaux différents, les différences de température peuvent entraîner des modifications inégales des composants de la vanne.

04 Budget

Les contraintes budgétaires doivent être prises en compte lors de la sélection d'une soupape. Les coûts de fabrication varient selon les types de vannes. Le type de matériau de la vanne et le fluide de contrôle prévu influenceront le matériau de construction de la vanne afin de répondre à toutes les exigences particulières et au budget. La personnalisation du fonctionnement de la vanne et de l'automatisation peut également entraîner des coûts supplémentaires. L'utilisation d'actionneurs nécessite des composants plus spécialisés, ce qui peut également entraîner une augmentation des coûts.

II. Prise en compte du type de soupape

Le choix d'une vanne n'est pas une question de préférence. La plupart des considérations découlent du respect des spécifications relatives à l'utilité et aux conditions d'exploitation.

Vannes à bille sont conçus pour répondre aux applications de fluides industriels et constituent un bon point de départ pour la sélection des vannes. Elles assurent une étanchéité fiable et conviennent aux applications tout ou rien. Comme la partie creuse de la bille permet un écoulement libre du fluide lorsqu'elle est ouverte, la chute de pression à travers la vanne est minimisée. Bien que la plupart des robinets à tournant sphérique soient adaptés aux pressions moyennes et élevées, les applications de robinets à tournant sphérique plus importantes peuvent utiliser des robinets à tournant sphérique montés sur tourillon afin de fournir un support mécanique supplémentaire pour la stabilité.

Si l'utilisateur souhaite un débit plus lent, toutes les vannes doivent être fermées, vannes à guillotine sont le choix approprié. Cette préférence s'applique davantage aux systèmes d'eau qui nécessitent une prise en compte supplémentaire des effets des coups de bélier. Pour toute autre application, les robinets-vannes présentent également l'avantage d'être moins coûteux que les autres robinets.

Pour les fonctions de contrôle du débit, vannes à aiguille offrent une grande précision. Les applications typiques sont l'étalonnage des gaz et les pipelines transportant des fluides propres tels que le propane. Pour les fonctions industrielles à haut débit, les robinets à tournant sphérique constituent un choix plus économique.

Robinets à soupape empêcher ou permettre l'écoulement à l'aide d'un élément à clapet dont la position s'ajuste de façon linéaire. Cet élément est généralement associé à un dispositif de contrôle à vis qui permet une augmentation progressive du débit. L'augmentation ou la diminution de l'ouverture affecte proportionnellement le débit, ce qui permet de le contrôler. Différentes configurations de robinets à soupape permettent également d'obtenir différents schémas d'écoulement, tels que l'écoulement transversal et l'écoulement en Y.

Vannes papillon sont une autre solution pour les systèmes de tuyauterie industrielle. Leur conception compacte et légère leur permet de mieux réagir aux variations de pression dans la tuyauterie tout en offrant d'excellentes caractéristiques d'étanchéité. Une large gamme de vannes papillon est disponible pour répondre aux exigences de pression et de température des systèmes de fluides industriels.

Dans une variété d'applications, les considérations de conception doivent inclure l'évaluation du matériau approprié de la vanne, quel que soit le type de vanne. La toxicité et les propriétés corrosives du fluide exigent des matériaux capables de résister aux pertes chimiques. Les conditions de température élevée ou basse requièrent également le type de matériau approprié.

Ⅲ. Conclusion

Quel que soit le type de vanne utilisé, le maintien de la sécurité et de l'efficacité des opérations est toujours une priorité. Lors de la sélection de vannes pour différentes applications de fluides, il est recommandé de maintenir la communication et la coopération avec un spécialiste des vannes afin de s'assurer que les spécifications appropriées sont sélectionnées et que la productivité du processus industriel est maximisée.