Robinet à soupape à soufflet d’étanchéité

Qu’est-ce qu’une vanne à soufflet

Une vanne à soufflet est une vanne spécialement conçue pour être utilisée dans les industries traitant un fluide dangereux où même de minuscules fuites peuvent être extrêmement critiques. Avec la croissance exponentielle de nouvelles industries telles que l’industrie chimique et nucléaire, il y a une abondance croissante de fluides inflammables, dangereux, extrêmement toxiques et nocifs qui circulent dans les pipelines. Cela crée un risque élevé de fuite, d’explosion et de risques pour la santé. C’est pourquoi les vannes utilisées dans ces conduites et systèmes sont soumises à des exigences strictes en matière de fuites et d’étanchéité.

La nécessité d’une approche complètement différente pour obtenir l’étanchéité et la redondance souhaitées a conduit au développement de la vanne à soupape à soufflet d’étanchéité.

Construction d’un robinet à soupape à soufflet d’étanchéité

Les soufflets métalliques sont la principale caractéristique d’une vanne à soufflet d’étanchéité. Il existe deux types de soufflets :

i. Soufflets formés – Ils sont fabriqués en enroulant la tôle plate en un tube et en la soudant par fusion longitudinale. Ensuite, le tube est formé mécaniquement en soufflet avec des plis arrondis et largement espacés.

ii. Soufflet à feuilles soudées – Dans ce type de soufflet, les plaques de métal mince en forme de rondelle sont soudées ensemble. La soudure est effectuée à l’intérieur et à l’extérieur de la plaque en forme de rondelle. Les plis par unité de longueur dans les soufflets à feuilles soudées sont plus nombreux.

La quantité de mouvement par pli est la même pour les soufflets formés et les soufflets à feuilles soudées. Ainsi, pour une même course, les soufflets formés mécaniquement sont deux à trois fois plus longs que leur équivalent à feuilles soudées.

L’extrémité inférieure et l’ensemble de la tige sont soudés par soudure automatisée, tandis que l’extrémité supérieure est soudée par soudure automatisée sur la plaque de raccordement, créant ainsi un écran métallique entre le milieu fluide et l’environnement, garantissant l’absence de fuite de la tige de la vanne.

La surface d’étanchéité du disque de la vanne et la structure de la vanne sont précisément rectifiées, de sorte qu’une fois l’installation terminée, il est confirmé qu’elle a passé avec succès un test de pression à 100 % et que toute possibilité de fuite est éliminée. En tant que joint auxiliaire, le presse-étoupe est toujours maintenu sur le soufflet, ce qui améliore la durabilité et la protection. Les soufflets métalliques des soupapes haute pression ont une construction multicouche qui garantit une durée de vie d’ouverture/fermeture de 10000 fois à la pression la plus élevée par hydroformage.

Comment fonctionne le robinet à soupape à soufflet

Un robinet à soupape à soufflet d’étanchéité est une structure compacte qui est une sorte de vanne de régulation qui utilise un soufflet pour sceller les composants de la tige de la vanne. La vanne à soufflet possède un soufflet à l’intérieur, et l’extrémité inférieure du soufflet en acier inoxydable est soudée à la tige pour empêcher le fluide du système d’éroder la tige. L’autre extrémité est placée entre le corps de la vanne et le couvercle de la vanne pour créer un joint permanent. Cette configuration à double étanchéité élimine les fuites, c’est-à-dire que même si le soufflet s’affaisse, l’emballage de la tige empêche toute fuite supplémentaire. Le soufflet est soudé à la tige de la vanne pour assurer une efficacité de fonctionnement stable et empêcher la vibration de la tige de la vanne induite par le mouvement de l’insert de la vanne.

Avantages des robinets à soupape à soufflet d’étanchéité

1.     L’avantage le plus important de toute vanne à soufflet est la conception à double étanchéité (soufflet + garniture). Ainsi, même en cas de défaillance du soufflet, la garniture de la tige empêchera toute fuite afin de répondre aux normes internationales d’étanchéité.

2.     Elle minimise toute perte de fluide et assure la sécurité et la protection de l’environnement. Cela améliorera en fin de compte la sécurité de l’usine où la vanne à soufflet a été installée.

3.     Elle peut agir comme un économiseur d’énergie car elle contribue à minimiser les pertes d’énergie dues aux fuites.

4.     Comme les fuites sont réduites au minimum, elle évite l’entretien fréquent de la vanne. Cela permet donc de prolonger la durée de vie de la vanne.

5.     Grâce à une durée de vie plus longue, les coûts d’exploitation et de maintenance sont considérablement réduits.

6.     La conception robuste du soufflet d’étanchéité assure l’absence de fuite de la tige de la vanne, ce qui permet de ne pas avoir à effectuer d’entretien.

7.     L’installation d’une vanne à soufflet améliore la sécurité du personnel car les émissions de produits chimiques inflammables, toxiques et dangereux peuvent être réduites au minimum.

Comparaison des robinets à soupape à soufflet d’étanchéité avec les robinets normaux

Ø Lorsque des vannes à presse-étoupe sont utilisées comme des robinets-vannes ou des robinets à boisseau sphérique dans le système de transfert de pétrole chauffé (la perméabilité du pétrole chauffé est environ 50 fois celle de la vapeur), les risques de déversement de pétrole chaud sont assez élevés et peuvent entraîner la perte d’équipements et de biens. Dans de tels cas, grâce à sa construction, la vanne à soufflet peut assurer une fuite absolument nulle.

Ø Dans les vannes ordinaires, la forme de la garniture en graphite ne peut pas assurer une étanchéité efficace à 100%, ce qui est la principale raison des fuites fréquentes de la vanne à garniture. Comme les garnitures ordinaires sont fabriquées avec du graphite, si la pureté du graphite n’est pas adéquate, sa résistance à l’huile sera inférieure. Lorsque l’huile de chauffage transférée est trempée dans une charge en graphite, certaines impuretés du graphite se séparent et s’écoulent avec elle.

Ø Lorsqu’un robinet à boisseau sphérique est utilisé dans le système avec du fioul chauffé, si le PTFE interne n’est pas résistant aux températures élevées, il se détériorera rapidement et provoquera une fuite du robinet.

Ø Les parties internes de la vanne à soufflet sont en acier inoxydable, qui peut résister à une température de 425°C. Compte tenu de la durée de vie de la vanne à soufflet, la durée de vie de la vanne à soufflet générale est de plus de trois ans. Par conséquent, pour maintenir la fiabilité du rendement et réduire les coûts d’exploitation directs, une vanne d’arrêt à soufflet est préférable aux vannes à joint d’étanchéité ordinaires dans le cas d’un système où du pétrole chauffé est transféré.

Guide de sélection des Soufflets

1.     Choisissez le diamètre intérieur du soufflet en fonction du diamètre de la tige de la vanne. Le diamètre intérieur du soufflet doit être supérieur au diamètre de la tige de 115 mm.

2.     Le diamètre extérieur du soufflet est choisi en fonction du diamètre intérieur du soufflet. Le diamètre extérieur et le diamètre intérieur sont liés par le rapport entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur. En général, le rapport entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur est de 113 à 115.

3.     L’épaisseur de la paroi, le nombre de couches, le nombre d’ondulations et la longueur du tuyau ondulé doivent répondre aux exigences de résistance à la pression, de course et de durée de vie du tuyau ondulé. Dans des circonstances normales, plus la pression est élevée, plus l’épaisseur du soufflet doit être importante. Pour augmenter le déplacement ou réduire la rigidité du soufflet et augmenter sa durée de vie, l’épaisseur de la couche unique peut être réduite et le nombre de couches du soufflet peut être augmenté.

4.     Pour faire face à des pressions plus élevées, il est recommandé de concevoir des soufflets à plusieurs couches. La pression que le soufflet peut supporter peut être augmentée en utilisant 2 ou 3 piles de la paroi métallique, comme dans le cas de la conception multiplicative des soufflets. La pression nominale en utilisant un soufflet à deux couches peut augmenter de 80% à 100% par rapport à un soufflet à une seule couche de même épaisseur. En revanche, la longueur de la course est réduite si l’on utilise un soufflet à une seule couche d’une épaisseur équivalente à la pression nominale d’un soufflet à deux couches. Ainsi, nous obtenons un avantage certain de la conception multiplicative par rapport aux soufflets à une seule couche d’épaisseur.

5.     Pour éviter la déformation des soufflets, la structure de guidage conçue doit être strictement respectée.

6.     Pour éviter l’usure et la défaillance prématurée, il faut éviter tout contact local entre la tige de la vanne ou le soufflet.

7.     La conception doit être telle que la torsion et la déformation du soufflet soient évitées.

8.     La conception de la vanne doit être limitée par la course d’extension et la compression du soufflet. Cela permet d’éviter le déplacement du soufflet et de résister à la compression et à l’extension de la traction au-delà de l’essai de durée de vie défini. Dans des conditions normales, la course du soufflet ne doit pas dépasser 25% de la longueur libre. Si cette limite n’est pas respectée, cela affectera la durée de vie du soufflet, en particulier les soupapes à soufflet dans un environnement à haute température et à haute pression.

9.     Le soufflet adopte le même degré de pression et de température que le robinet à soupape à soufflet d’étanchéité. Le soufflet doit résister à l’épreuve de pression de la pression nominale de la vanne principale à 38 ℃ et à 115 fois la pression nominale à 38 ℃. Pendant l’essai de pression, la soudure ne doit pas se fissurer ou fuir, et le soufflet ne doit pas se tordre.

10.  Le matériau des composants du soufflet doit être choisi dans la plage de température admissible et doit présenter une bonne aptitude au formage, une bonne performance de soudage et une bonne compatibilité avec le fluide.

Domaines d’application du robinet à soupape à soufflet

·      Les vannes à soufflet éliminent le risque de fuite du fluide de traitement et conviennent donc parfaitement aux applications où les fuites ne sont pas tolérées par les vannes. Ainsi, les endroits où des matières très dangereuses comme l’hydrogène, l’ammoniac, le chlore et d’autres matières toxiques ou explosives similaires sont manipulées, ces vannes sont préférées.

·      Elle peut être utilisée comme vanne d’arrêt dans les conduites de pétrole conductrices de chaleur, les conduites de fluides toxiques, inflammables, hautement perméables, polluantes pour l’environnement et radioactives. Elle peut être considérée comme un produit de haute qualité pour créer une usine sans fuite.

·    Pour n’en citer que quelques-uns, le robinet à soupape à soufflet d’étanchéité est très utilisé dans les industries pétrochimiques, l’industrie électronique, diverses usines, les industries du vide, etc.

Précautions pour les robinets à soupape à soufflet

Ø Pour éviter tout dommage ou blessure au personnel ou au matériel, toujours lire tous les avertissements et instructions. Un reconditionnement non professionnel, l’utilisation de pièces de rechange étrangères ou des mesures d’entretien incorrectes peuvent entraîner une perte d’efficacité ou des dommages corporels ou matériels.

Ø En cas d’environnement chimique hautement corrosif, utilisez un soufflet à double étanchéité afin d’obtenir deux couches d’étanchéité protectrices.

Ø Si vous constatez qu’il y a une odeur de fluide dans l’air ou que le couvercle de la vanne est mouillé, c’est généralement parce que le soufflet a été endommagé par le fluide.

Ø Vous pouvez remplacer le soufflet par vous-même ou le faire remplacer par les fabricants. Remplacez-le pour éviter une négligence prolongée, une menace pour la vie et des dommages à la vanne entière.

Ø Un écrou de presse-étoupe trop serré peut provoquer une usure excessive de la garniture et peut entraver le libre mouvement de la tige de clapet.

Raisons de la fuite d’une valve de gant à soufflet d’étanchéité

Les raisons de la fuite d’une vanne à soufflet d’étanchéité sont nombreuses. La fuite d’une vanne à soufflet est généralement divisée en fuite interne et fuite externe.

1.     C’est parce que le milieu liquide contient des impuretés solides qui endommagent la surface d’étanchéité et provoquent une défaillance.

2.     Combiné à l’analyse de l’utilisation sur site, la raison de la fuite de la tige de la vanne est principalement liée à la structure de la vanne, à l’environnement de travail et au mode de fonctionnement.

3.    La tige de la vanne adopte une double structure d’étanchéité composée d’un soufflet et d’une garniture. Le soufflet est soudé avec la bague de revêtement intérieur et la bague de revêtement extérieur pour former un ensemble de soufflet, puis soudé avec la tige de la vanne et le corps de guidage pour bloquer la fuite du fluide à travers la tige de la vanne. La tige de la vanne à soufflet se déplace de haut en bas à l’aide de la clé plate, jusqu’à ce que la surface d’extrémité supérieure de la clé plate entre en contact avec la surface d’extrémité inférieure de la garniture inférieure. Comme la garniture inférieure est en PTFE, si la vanne est trop ouverte, la clé plate est encastrée dans la garniture, la vanne à soufflet ne peut plus être ouverte ni fermée et le soufflet est frappé à mort, ce qui provoque la fuite du fluide le long de la tige de la vanne.

4.     L’élongation et la compression de la vanne à soufflet selon le processus de détermination de la ligne peuvent contribuer à la fuite. Si la tension ou la compression dépasse la limite, le soufflet peut être endommagé, ce qui entraîne la rupture du tuyau en petite série, la défaillance du joint. Il est donc nécessaire d’augmenter le dispositif limite d’ouverture et de fermeture de la vanne à soufflet, de sorte que le soufflet se dilate et se contracte toujours dans la plage de conception pendant le fonctionnement de la vanne.

Résumé   

La conception unique du robinet à soupape à soufflet et son efficacité à assurer un fonctionnement étanche en font le robinet le mieux adapté à une large gamme d’applications, en particulier pour les matières dangereuses et lorsque le fluide du système est à haute température. La durabilité, l’absence de maintenance et la rentabilité sont des avantages supplémentaires des vannes à soufflet.

NTGD Valve est un fabricant professionnel de vanne à soufflet d’étanchéité, n’hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions