Vannes industrielles
Vannes industrielles – informations générales
Une vanne industrielle est un mécanisme conçu pour fermer ou contrôler le débit dans une installation. Selon leur fonction, les vannes peuvent être classées comme suit : vannes d’arrêt (fermeture étanche de la canalisation), vannes de régulation, vannes de distribution, clapets anti-retour (protection contre le reflux), soupapes de sécurité (protection des installations contre la surpression). Quel que soit le secteur d’activité, la vanne industrielle est l’un des éléments essentiels de toute installation. Les vannes industrielles se composent d’un corps, d’un siège avec un passage pour le fluide et d’une partie mobile qui s’accouple au siège – un obturateur (pouvant être un piston, une bille, un tiroir, une glissière, un disque, une aiguille) actionné par le mécanisme de commande de la vanne. Les conceptions et applications des vannes industrielles proposées par Tubes International étant nombreuses, elles peuvent être regroupées comme suit :
- robinets à boisseau sphérique ;
- vannes à guillotine ;
- vannes papillon (vannes de régulation, vannes à clapet) ;
- vannes hygiéniques pour l’industrie alimentaire ;
- clapets anti-retour et filtres ;
- électrovannes (vannes d’arrêt électromagnétiques) ;
- soupapes de sécurité
Selon leur type, les vannes industrielles sont utilisées pour l’eau, l’air, tous types de fluides liquides et gazeux. Certains types de vannes conviennent également aux substances pulvérulentes ou semi-fluides. La pression de service des vannes industrielles peut atteindre plusieurs dizaines de bar. Pour différents types de vannes haute pression, consultez la section HYDRAULIQUE ET HAUTE PRESSION ainsi que la section INSTRUMENTATION. Pour les vannes destinées à la pneumatique industrielle et à l’automatisation, voir la section PNEUMATIQUE.
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FAQ – Robinetterie industrielle :
Les vannes industrielles peuvent être classées selon leur fonction, leur matériau, leur construction, etc.
Selon leur fonction, les vannes industrielles se divisent en : vannes d’arrêt, vannes de régulation et soupapes de sécurité.
La classification la plus courante des vannes industrielles selon leur construction : vannes à bille, vannes à opercule, soupapes à clapet, vannes papillon (vannes de régulation), clapets anti-retour, vannes à membrane et soupapes de sécurité.
Les vannes de chacun de ces groupes peuvent être subdivisées selon le matériau utilisé : acier inoxydable, laiton, fonte, acier moulé, plastique.
La pression nominale des vannes typiques est généralement spécifiée à température ambiante (environ +20 °C).
Il existe souvent une corrélation entre la pression de service et la température de service pour les vannes industrielles. Lorsque la température de service augmente, la pression de service admissible de la vanne diminue.
Pour déterminer la valeur de la pression de service admissible, on utilise des tableaux ou des diagrammes montrant la dépendance de la pression de service à la température de service.
Le matériau d’étanchéité le plus courant pour les vannes à bille est le PTFE pur (haute résistance chimique), ou le PTFE chargé en fibre de verre (résistance accrue à l’abrasion), le graphite (résistance aux hautes températures) et même l’acier inoxydable (résistance à l’abrasion et aux hautes températures). Il existe également des joints en PEEK (haute résistance mécanique et thermique), ainsi qu’en PA ou POM pour les vannes destinées aux huiles hydrauliques. Les vannes à bille spécialisées sont équipées de joints en graphite pur ou entièrement métalliques.
Les vannes papillon concentriques et les vannes à membrane sont étanchéifiées par des joints élastomères en NBR, EPDM, FKM et VMQ ou par des joints plastiques tels que le PTFE lié à un élastomère.
Les vannes papillon excentriques, quant à elles, sont souvent équipées de joints métalliques (lamellaires), ou de joints métalliques laminés avec du PTFE+graphite.
Dans les soupapes à clapet et les vannes à opercule industrielles, on utilise souvent une étanchéité métal sur métal, où l’élément de fermeture (clapet, opercule) s’appuie sur un siège métallique. Cependant, une telle combinaison ne garantit pas toujours une étanchéité parfaite de la vanne.
Dans les vannes papillon industrielles simples, l’arbre est situé au centre du disque. Dans les vannes papillon haute performance, le disque est excentré : l’arbre est décalé par rapport à l’axe du corps de la vanne, la géométrie de la surface d’étanchéité disque/siege est modifiée (profil conique). Ces vannes sont utilisées pour des applications plus exigeantes ou de plus grands diamètres. Cette conception réduit le couple nécessaire pour manœuvrer la vanne.
Souder une vanne en deux parties (avec raccords rallongés) directement dans le système de tuyauterie, en veillant à ne pas surchauffer la vanne (le joint peut être endommagé), en refroidissant la vanne pendant le soudage.
Une vanne en trois parties est d’abord préassemblée entre les raccords (pointage), puis les raccords sont soudés après avoir retiré le corps avec les joints. Une fois les raccords refroidis, le corps de la vanne est assemblé, en veillant à ce que la bille soit en position fermée lorsque le corps est vissé avec les raccords. L’ensemble est vissé avec le couple de serrage approprié.
Lors du soudage des vannes, il est important d’aligner les deux raccords du système de tuyauterie et de préparer leurs extrémités en fonction de la technologie de soudage choisie.
La directive ATEX 2014/34/UE (article 2, §1) et le guide ATEX (§38) précisent que les équipements et composants simples de tuyauterie, tels que les vannes manuelles, clapets anti-retour, filtres à tamis, régulateurs de pression, soupapes de sécurité, ne sont pas couverts par la directive, car ils ne possèdent pas leur propre source potentielle d’inflammation. Par conséquent, ces composants ne nécessitent pas de certification pour être installés en atmosphères explosives, mais il convient néanmoins d’utiliser des composants avec protection antistatique.
Seules les vannes équipées d’un actionneur (électrique ou pneumatique) sont soumises à la directive ATEX.
Les vannes pour installations de gaz naturel dans les bâtiments doivent être conformes à la norme EN 331. En Pologne, les vannes avec une pression de service maximale jusqu’à 20 bar doivent être utilisées pour ces applications (désignation MOP5-20), pour un fonctionnement continu dans des conditions normales d’utilisation.
Les vannes conçues pour le service de l’oxygène, qui sont dégraissées lors de la production et correctement protégées par le fabricant jusqu’à l’installation dans les canalisations d’oxygène, ne peuvent être utilisées que dans les systèmes d’oxygène. L’installation doit être réalisée avec une propreté rigoureuse, car les lubrifiants peuvent s’enflammer spontanément en atmosphère d’oxygène pur.
Si des vannes doivent être utilisées pour la vapeur, leurs joints doivent être résistants aux hautes températures. Le PTFE chargé graphite (jusqu’à +260°C) ou le PTFE renforcé acier inoxydable (jusqu’à +260°C) sont les matériaux les plus courants pour les sièges de robinets à boisseau sphérique. Le PEEK offre également une bonne résistance aux hautes températures et est utilisé pour les sièges de robinets à boisseau sphérique destinés à des températures de service jusqu’à +250°C. Pour des températures extrêmes, le graphite pur (jusqu’à +500°C) ou le métal (jusqu’à +500°C) est utilisé pour les sièges de robinets à boisseau sphérique.
Le choix optimal pour les applications vapeur sont les robinets à soupape vapeur (arrêt, arrêt/régulation ou arrêt/antiretour) et les vannes à guillotine avec des paramètres de service élevés (jusqu’à +425°C) et un prix relativement bas.
Les vannes à membrane (pneumatiques, mécaniques) ou les vannes papillon sont couramment utilisées pour les fluides abrasifs tels que gravier, sable, ciment, granulés de calcaire. Le type d’élastomère utilisé pour la manchette ou la gaine est important pour ces deux types de vannes. Le caoutchouc naturel, le SBR ou l’HNBR présentent une résistance à l’abrasion plus élevée.
