vannes papillonLes vannes papillon sont omniprésentes dans les applications industrielles et constituent un élément essentiel du contrôle du débit de divers fluides dans les canalisations. Un critère primordial lors du choix et de l'utilisation d'une vanne papillon est sa pression maximale admissible. La connaissance de cette valeur est cruciale pour garantir le fonctionnement sûr et efficace des systèmes de fluides.
Dans cet article, nous allons examiner en détail le concept de la pression maximale admissible qu'une vanne papillon peut supporter, et étudier l'impact sur cette pression nominale de différents aspects tels que la conception, les matériaux, l'étanchéité, etc.
Quelle est la pression maximale ?
La pression maximale admissible d'une vanne papillon correspond à la pression maximale à laquelle la vanne peut fonctionner en toute sécurité sans dysfonctionnement ni altération de ses performances. Voici plusieurs facteurs qui déterminent la pression maximale admissible d'une vanne papillon.
1. Matériau de la vanne papillon
Les matériaux utilisés pour la fabrication du corps, du disque, de la tige et du siège de vanne sont les principaux facteurs déterminant la pression nominale d'une vanne papillon. Les matériaux présentant une résistance à la traction élevée, une bonne résistance à la corrosion et une stabilité thermique peuvent supporter des pressions plus importantes. Par exemple, les vannes papillon en acier inoxydable peuvent supporter des pressions plus élevées grâce à leur excellente résistance à la corrosion et à leur robustesse.
Lesiège de soupapematériau d'étanchéitéLa résistance à la pression de la vanne papillon est également influencée par la pression qu'elle supporte. Par exemple, l'EPDM et le NBR sont des matériaux d'étanchéité en caoutchouc couramment utilisés, mais leur résistance à la pression est relativement limitée. Pour les applications nécessitant des pressions plus élevées, il est possible de choisir des matériaux d'étanchéité plus résistants.
2. Structure de la vanne papillon
La structure du papillon est un autre facteur important qui influe sur la pression qu'il supporte. Par exemple, le papillon à joint souple à axe central est généralement utilisé dans les systèmes basse pression, notamment de PN6 à PN25. La conception du papillon à double excentration améliore l'étanchéité en modifiant la structure du papillon et du siège de soupape afin de résister à une pression plus élevée.
3. Épaisseur de la paroi du corps de la vanne papillon
Il existe une relation de proportionnalité entre l'épaisseur de la paroi du corps de vanne et la pression. Généralement, plus la pression nominale de la vanne est élevée, plus le corps de la vanne papillon est épais afin de supporter les forces exercées lorsque la pression du fluide augmente.
4. Normes de conception de la pression des vannes papillon
Les normes de conception d'une vanne papillon définissent la pression maximale qu'elle peut supporter. Les vannes papillon sont fabriquées conformément aux normes API (American Petroleum Institute), ASME (American Society of Mechanical Engineers), ISO (Organisation internationale de normalisation) et autres normes industrielles, et font l'objet de tests et d'inspections rigoureux afin de garantir qu'elles respectent le niveau de pression spécifié.
Les vannes papillon sont-elles adaptées à la haute pression ?
Les vannes papillon peuvent être divisées en vannes papillon à vide, vannes papillon basse pression, vannes papillon moyenne pression et vannes papillon haute pression selon la pression nominale.
1) Vanne papillon à vide — une vanne papillon dont la pression de service est inférieure à la pression atmosphérique standard.
2).Papillon basse pressionsoupape— une vanne papillon avec une pression nominale PN inférieure à 1,6 MPa.
3) Vanne papillon moyenne pression — vanne papillon avec pression nominale PN 2,5~6,4MPa.
4) Vanne papillon haute pression — vanne papillon avec pression nominale PN10,0~80,0MPa.
La pression maximale admissible d'une vanne papillon est comparable à l'effet de la plaque la plus courte d'un seau : sa capacité dépend de cette plaque. Il en va de même pour la pression maximale d'une vanne papillon.
Comment détermine-t-on alors la pression maximale admissible ?
Le processus de détermination de la pression maximale admissible d'une vanne papillon consiste en une série de tests réalisés par le fabricant afin d'évaluer les performances de la vanne et de déterminer sa pression nominale. Ces tests peuvent inclure :
1. Analyse des matériaux
Effectuer une analyse métallographique des composants de la vanne papillon pour vérifier les propriétés des matériaux, et réaliser des essais mécaniques pour s'assurer que la vanne papillon répond aux normes prescrites en matière de résistance, de ductilité, etc.
2. Essais hydrostatiques
Une vanne est soumise à une pression de fluide supérieure à sa pression nominale maximale (généralement à température ambiante ou élevée) afin d'évaluer son intégrité structurelle et ses performances d'étanchéité.
1) Préparation avant le test
Avant de procéder à un essai hydraulique d'une vanne papillon, les préparatifs suivants doivent être effectués :
a)Vérifiez l'intégrité du matériel de test afin de vous assurer que le test peut être effectué en toute sécurité et normalement.
b)Vérifiez que la vanne papillon est correctement installée et que le raccordement à l'appareil de mesure de pression est bien étanche.
c)Choisissez une pompe à eau de pression appropriée pour garantir que la pression et le débit d'essai répondent aux exigences.
d)Pendant le test, éliminez les débris susceptibles d'affecter les résultats et assurez-vous que l'environnement de test est propre et rangé.
2) Étapes de test
a)Fermez d'abord la vanne au niveau du papillon, puis ouvrez la pompe à eau et augmentez progressivement la pression de l'eau jusqu'à atteindre la pression d'essai.
b)Maintenez la pression d'essai pendant une durée déterminée et vérifiez l'étanchéité autour du papillon des gaz. En cas de fuite, il convient d'y remédier rapidement.
c)Après une période d'essai, réduisez progressivement la pression de l'eau et nettoyez la vanne papillon et l'appareil de mesure de pression afin d'éviter les traces d'eau après l'essai.
3) Méthodes d'essai
Il existe principalement les méthodes suivantes pour les essais hydrauliques des vannes papillon :
un)Méthode de test de pression statique : Arrêtez la pompe à eau, maintenez la pression de test pendant 1 à 2 heures et observez s’il y a une fuite autour du papillon des gaz.
b)Méthode d'essai de pression dynamique : tout en maintenant le débit et la pression d'essai, ouvrez la vanne papillon, observez si la vanne fonctionne normalement et vérifiez s'il y a une fuite autour d'elle.
c)Test de pression d'air : Appliquer une pression d'air ou de gaz à la vanne papillon pour simuler les conditions de fonctionnement et évaluer sa réponse aux fluctuations de pression afin de garantir des performances fiables dans des conditions dynamiques.
d)Test de cyclage : La vanne papillon est soumise à des cycles répétés entre les positions ouverte et fermée sous différentes conditions de pression afin d’évaluer sa durabilité et son étanchéité.
Pourquoi déterminer la pression maximale admissible d'une vanne papillon ?
La détermination de la pression maximale admissible permet de sélectionner la vanne papillon appropriée à l'application et garantit un fonctionnement sûr dans les limites de pression spécifiées.
1. Compatibilité de l'application
Choisissez une vanne papillon dont la pression nominale dépasse la pression de service maximale susceptible de se produire dans le système de tuyauterie afin d'éviter toute surcharge de la vanne papillon.
2. Considérations relatives à la température
Il convient de tenir compte des variations de température dans le système fluidique, et pas seulement de celles dues à la dilatation et à la contraction thermiques. Les températures élevées entraînent une augmentation de la pression du fluide et modifient les propriétés des matériaux de la vanne, réduisant ainsi sa capacité de résistance à la pression.
3. Protection contre les surtensions
Installez des dispositifs de décharge de pression ou des suppresseurs de surtension appropriés pour atténuer les surtensions et protéger la vanne papillon contre les pics de pression soudains qui dépassent sa capacité nominale.
En résumé, la pression maximale qu'unvanne papillonLa résistance à la pression d'une vanne papillon est déterminée par sa conception, ses matériaux, sa structure et son système d'étanchéité. La pression maximale admissible est un paramètre essentiel pour garantir un fonctionnement sûr et efficace. Comprendre les facteurs qui influencent les pressions admissibles, leur mode de calcul et leur impact sur le choix et l'utilisation des vannes papillon permet de sélectionner la vanne papillon la plus adaptée, assurant ainsi sa sécurité et ses performances optimales.