Quel est le guide de l'acheteur pour le robinet à boisseau sphérique pour milieux corrosifs ?

Les robinets à tournant sphérique sont couramment utilisés dans les industries utilisant des fluides corrosifs, telles que le traitement chimique, le pétrole et le gaz, le traitement de l'eau et les produits pharmaceutiques. Lorsque l'on travaille avec des fluides corrosifs, le choix des matériaux appropriés pour les robinets à tournant sphérique est essentiel pour garantir la sécurité, l'efficacité et la durée de vie du robinet.

Pour de nombreuses raisons, les robinets à tournant sphérique sont préférables aux autres robinets dans les environnements corrosifs.

• Conception simple :La conception des robinets à tournant sphérique réduit le nombre de composants sujets à la corrosion. Les robinets à tournant sphérique comportent moins de pièces internes que d'autres types de robinets, tels que les robinets à soupape ou les robinets-vannes, ce qui signifie qu'un environnement corrosif peut endommager moins de surfaces.
• Fermeture étanche :Les vannes à bille sont dotées d'un disque en forme de bille qui tourne pour contrôler le débit du fluide à travers la vanne. Lorsque la bille est fermée, elle crée un joint étanche avec le corps de la vanne, ce qui empêche les fuites. C'est pourquoi les robinets à tournant sphérique conviennent aux zones où une fuite, même minime, peut entraîner des problèmes majeurs.

Causes de la corrosion des robinets à tournant sphérique

La corrosion est la détérioration progressive du métal causée par des réactions chimiques ou électrochimiques avec son environnement. La corrosion des robinets à tournant sphérique peut entraîner des fuites, une défaillance du robinet et d'autres problèmes opérationnels, tels que le blocage du tournant sphérique à l'intérieur du robinet. 

La corrosion des robinets à tournant sphérique peut être causée par diverses circonstances, notamment l'exposition à des produits chimiques agressifs, à des températures élevées et à des conditions de haute pression. Les robinets à tournant sphérique peuvent être corrodés pour diverses raisons.

• Exposition à des environnements corrosifs :Lorsqu'ils sont exposés à des environnements corrosifs tels que l'eau de mer ou des solutions acides, les robinets à tournant sphérique fabriqués dans des matériaux particuliers, tels que l'acier au carbone ou la fonte, sont sujets à la corrosion. La corrosion peut également se produire lorsque le robinet entre en contact avec des acides, des alcalis ou du chlore.
• Corrosion galvanique :Lorsque deux métaux différents entrent en contact l'un avec l'autre en présence d'un électrolyte, une corrosion galvanique se produit. Lorsque des matériaux différents sont utilisés pour le corps, le boisseau et la tige d'un robinet à boisseau sphérique, ce phénomène peut se produire. Si les caractéristiques électrochimiques de ces matériaux diffèrent, le flux de courant électrique peut provoquer la corrosion.
• Érosion-corrosion :L'usure mécanique et les attaques chimiques induisent l'érosion-corrosion. Cela peut se produire dans les robinets à tournant sphérique soumis à des flux à grande vitesse ou à des fluides abrasifs. Le mouvement mécanique du fluide peut user la couche d'oxyde protectrice à la surface du robinet, exposant le métal sous-jacent à la corrosion.
• Corrosion induite par les microbes :La corrosion induite par les microbes (MIC) est produite par des micro-organismes qui colonisent la surface des robinets à tournant sphérique, tels que les bactéries et les champignons. Ces micro-organismes ont la capacité de créer des acides et d'autres produits chimiques corrosifs, qui peuvent attaquer la surface du métal et provoquer la corrosion.

Comment sélectionner les robinets à tournant sphérique pour les environnements corrosifs ?

Sélection des matériaux

Matériaux généraux

Des matériaux tels que l'acier inoxydable, le titane, l'Hastelloy et d'autres alliages peuvent être utilisés en fonction de l'application. Ces matériaux sont réputés pour leur résistance à la corrosion et leur capacité à tolérer des produits chimiques et des conditions difficiles.

• L'acier inoxydable 316 est recommandé pour les situations extrêmement corrosives, tandis que l'acier inoxydable 304 convient aux environnements légèrement corrosifs. Découvrez comment choisir entre l'acier inoxydable 316 et 304.
• Les robinets à tournant sphérique en plastique, tels que le PVC et le CPVC, sont très résistants à la corrosion mais peuvent ne pas convenir aux applications à haute température. Ils sont normalement prévus pour une température maximale de 60 °C.
• Les vannes à siège souple avec des matériaux élastomères résilients, tels que le FKM, le FFKM ou l'EPDM, peuvent assurer une excellente étanchéité dans les environnements corrosifs.

Quels sont les effets de la concentration, de la pression et de la température ?

Les matériaux réagissent différemment selon les substances et les situations, ce qui rend difficile le choix du meilleur. De faibles quantités d'acide sulfurique, par exemple, peuvent éroder l'acier, tandis que de fortes concentrations peuvent former une couche protectrice. L'hydrogène n'endommage l'acier qu'à des températures et des pressions élevées, tandis que le chlore n'est pas extrêmement corrosif lorsqu'il est sec, mais peut être très corrosif dans des situations humides. Le choix du matériau approprié pour le corps de la vanne doit tenir compte d'éléments tels que la résistance à la pression et à la température, le coût et la disponibilité, en plus de la prévention de la corrosion.

Conception

• Moins de crevasses :Les robinets à tournant sphérique utilisés dans des environnements corrosifs ont une conception qui réduit le risque de corrosion, par exemple en réduisant le nombre de crevasses ou de points morts où les fluides corrosifs peuvent s'accumuler. Un robinet à boisseau sphérique à orifice plein peut également réduire l'accumulation de produits corrosifs, mais un robinet à boisseau sphérique à orifice réduit peut être plus enclin à l'accumulation et à la corrosion.
• Double système d'étanchéité :Un système de double étanchéité sur un robinet à tournant sphérique anticorrosion ajoute une couche supplémentaire de protection contre les fluides corrosifs. Ce système comporte normalement deux jeux de joints pour empêcher les fluides corrosifs d'atteindre le robinet et d'endommager les composants internes.
• Protecteur de tige :La tige d'un robinet à boisseau sphérique est un composant vital qui est sujet à la corrosion. Un protecteur de tige peut être inclus dans les robinets à tournant sphérique anticorrosion afin de protéger la tige de l'exposition aux fluides corrosifs. Pour ce faire, on peut utiliser des revêtements ou des matériaux résistants à la corrosion.

Revêtements

Les revêtements forment une barrière entre le métal et le milieu corrosif, empêchant tout contact direct et réduisant le risque de corrosion. Le téflon, l'époxy et d'autres revêtements polymères sont des exemples de revêtements. Pour prévenir la corrosion et augmenter la durée de vie de la vanne, la tige et le boisseau peuvent être revêtus d'une substance résistante à la corrosion telle que le PTFE.

Corrosive Media’s Material Compatibility

Acide sulfurique

• Acier inoxydable (SS316) :À des concentrations allant jusqu'à 20% et à des températures allant jusqu'à 150 °C (302 °F), l'inox 316 est très résistant à l'acide sulfurique. Il peut toutefois se corroder à des concentrations et des températures plus élevées.
• Hastelloy :L'Hastelloy est très résistant à l'acide sulfurique à des concentrations allant jusqu'à 70% et à des températures allant jusqu'à 100 °C (212 °F). Il peut se corroder à des concentrations et des températures plus élevées.
• Polypropylène (PP) :À des concentrations allant jusqu'à 70% et à des températures allant jusqu'à 80 °C (176 °F), le PP résiste à l'acide sulfurique. Il ne doit cependant pas être utilisé avec de l'acide sulfurique concentré ou à des températures plus élevées.
• PTFE (téflon) :À des concentrations allant jusqu'à 98% et à des températures allant jusqu'à 200 °C (392 °F), le PTFE est très résistant à l'acide sulfurique. Il n'est toutefois pas adapté aux applications à haute pression.
• Viton :Le Viton est extrêmement résistant à l'acide sulfurique aqueux. Il n'est toutefois pas adapté aux applications à haute pression.
• Dans des conditions de pression et de température élevées, les robinets à bille en céramique constituent une alternative plus coûteuse.

Acide chlorhydrique

• PVDF, PTFE, Hastelloy C et titane

Acide nitrique

• Acide nitrique concentré (au-dessus de 70%) :Les robinets à tournant sphérique fabriqués à partir de matériaux tels que l'Hastelloy C, le titane ou le zirconium sont recommandés en raison de leur excellente résistance à la corrosion dans des environnements très oxydants.
• Acide nitrique dilué (inférieur à 70%) :Des matériaux tels que l'acier inoxydable, le PTFE ou le FKM peuvent être utilisés pour les robinets à tournant sphérique fonctionnant dans des solutions d'acide nitrique dilué à des pressions et températures faibles.
• Acide nitrique à haute température et à haute pression : En raison de leur grande solidité et de leur résistance à la corrosion à des températures élevées, des matériaux tels que l'Inconel ou le Monel peuvent être idéaux pour les robinets à tournant sphérique fonctionnant dans une solution d'acide nitrique à haute température et à haute pression.

Chlore

• Hastelloy C-276, titane, Monel et PVC

Ammoniac

• Acier inoxydable 316, PTFE (pour l'ammoniac 10%)

Alcools, cétones, esters, éthers

• Alcools :Acier inoxydable
• Cétones :Les cétones sont très réactives et peuvent endommager certains matériaux des valves. L'acétone, par exemple, peut dissoudre certains types de valves en plastique.
• Les valves en acier inoxydable et en laiton peuvent être appropriées pour certaines cétones, mais des recommandations spécifiques doivent être demandées au fabricant de valves.
• Esters :Les esters et les vannes en acier inoxydable sont souvent compatibles. Certains esters, comme l'acétate d'éthyle, sont plus agressifs et peuvent nécessiter l'application de revêtements.
• Ethers :Les éthers sont très réactifs et peuvent endommager certains matériaux des valves. Les vannes en acier inoxydable et en laiton peuvent être utilisées, mais des recommandations spécifiques doivent être demandées au fabricant de la vanne.