Effet de la température et de la pression sur les performances des vannes papillon
De nombreux clients nous contactent et nous leur demandons systématiquement de préciser le type de fluide, sa température et sa pression. En effet, ces paramètres influent non seulement sur le prix de la vanne papillon, mais aussi sur ses performances. Leur impact est complexe et déterminant.
1. Effet de la température sur les performances de la vanne papillon :
1.1. Propriétés des matériaux
Dans les environnements à haute température, les matériaux tels que le corps et la tige de la vanne papillon doivent présenter une bonne résistance à la chaleur, sous peine d'altérer leur résistance et leur dureté. À basse température, le matériau du corps de la vanne devient cassant. Par conséquent, il est impératif de choisir des alliages réfractaires pour les environnements à haute température et des matériaux présentant une bonne ténacité à basse température pour les environnements à basse température.
Quelle est la température de fonctionnement nominale d'un corps de vanne papillon ?
Vanne papillon en fonte ductile : -10 °C à 200 °C
Vanne papillon WCB : -29℃ à 425℃.
vanne papillon en acier inoxydable: -196℃ à 800℃.
Vanne papillon LCB : -46℃ à 340℃.
1.2. Performance d'étanchéité
Les hautes températures entraînent un ramollissement, une dilatation et une déformation des sièges de soupape, des bagues d'étanchéité, etc., réduisant ainsi l'étanchéité. À l'inverse, les basses températures peuvent durcir les matériaux d'étanchéité, diminuant les performances d'étanchéité. Par conséquent, pour garantir une étanchéité optimale dans des environnements à hautes ou basses températures, il est indispensable de choisir des matériaux d'étanchéité adaptés aux hautes températures.
Voici la plage de températures de fonctionnement du siège de soupape souple.
• EPDM -46℃ – 135℃ Anti-âge
• Résistant à l'huile NBR -23℃-93℃
• PTFE -20℃-180℃ Anticorrosion et milieux chimiques
• VITON -23℃ – 200℃ Résistance à la corrosion et aux hautes températures
• Silice -55℃ -180℃ Résistance aux hautes températures
• NR -20℃ – 85℃ Haute élasticité
• CR -29℃ – 99℃ Résistant à l'usure, anti-âge
1.3. Résistance structurelle
Je pense que tout le monde a déjà entendu parler du phénomène de dilatation et de contraction thermiques. Les variations de température peuvent engendrer des déformations ou des fissures dues aux contraintes thermiques au niveau des joints, des boulons et autres composants des vannes papillon. Par conséquent, lors de la conception et de l'installation de ces vannes, il est indispensable de prendre en compte l'impact des variations de température sur leur structure et de mettre en œuvre les mesures appropriées pour atténuer les effets de la dilatation et de la contraction thermiques.
1.4. Modifications des caractéristiques d'écoulement
Les variations de température peuvent modifier la densité et la viscosité du fluide, et par conséquent les caractéristiques d'écoulement de la vanne papillon. En pratique, il est nécessaire de prendre en compte l'impact des variations de température sur ces caractéristiques afin de garantir que la vanne papillon puisse réguler le débit dans diverses conditions de température.
2. Effet de la pression sur les performances de la vanne papillon
2.1. Performance d'étanchéité
Lorsque la pression du fluide augmente, la vanne papillon doit résister à une différence de pression plus importante. Dans les environnements à haute pression, les vannes papillon doivent assurer une étanchéité suffisante pour éviter toute fuite lorsqu'elles sont fermées. C'est pourquoi la surface d'étanchéité des vannes papillon est généralement en carbure et en acier inoxydable, ce qui garantit sa résistance et sa durabilité.
2.2. Résistance structurelle
Dans un environnement à haute pression, la vanne papillon doit résister à des pressions élevées. Par conséquent, ses matériaux et sa structure doivent présenter une résistance et une rigidité suffisantes. La structure d'une vanne papillon comprend généralement un corps de vanne, un disque de vanne, une tige de vanne, un siège de vanne et d'autres composants. La résistance insuffisante de l'un de ces composants peut entraîner la défaillance de la vanne papillon sous haute pression. Il est donc essentiel de prendre en compte l'influence de la pression lors de la conception de la vanne papillon et d'opter pour des matériaux et des formes structurelles appropriés.
2.3. Fonctionnement de la vanne
Un environnement à haute pression peut affecter le couple de la vanne papillon, et celle-ci peut nécessiter une force d'actionnement plus importante pour s'ouvrir ou se fermer. Par conséquent, si la vanne papillon est soumise à une pression élevée, il est préférable d'opter pour des actionneurs électriques, pneumatiques ou autres.
2.4. Risque de fuite
Dans les environnements à haute pression, le risque de fuite augmente. Même de petites fuites peuvent engendrer un gaspillage d'énergie et des risques pour la sécurité. Il est donc essentiel de garantir l'étanchéité de la vanne papillon dans ces environnements afin de minimiser les risques de fuite.
2.5. Résistance au débit moyen
La résistance à l'écoulement est un indicateur important de la performance d'une vanne. Qu'est-ce que la résistance à l'écoulement ? Il s'agit de la résistance rencontrée par le fluide traversant la vanne. Sous haute pression, la pression du fluide sur le clapet augmente, ce qui exige de la vanne papillon un débit plus élevé. Dans ce cas, la vanne papillon doit optimiser son débit et réduire sa résistance à l'écoulement.
De manière générale, l'influence de la température et de la pression sur les performances d'une vanne papillon est multiple et concerne notamment l'étanchéité, la résistance structurelle et le fonctionnement de la vanne. Afin de garantir le bon fonctionnement de la vanne papillon dans différentes conditions d'utilisation, il est nécessaire de choisir des matériaux, une conception structurelle et une étanchéité appropriés, et de prendre les mesures nécessaires pour faire face aux variations de température et de pression.