Robinet-vanne en fonte

Qu’est-ce qu’un robinet-vanne en fonte ?

Un robinet-vanne en fonte est un robinet-vanne dont le corps et le chapeau sont en fonte. Les robinets-vannes en fonte sont utilisés depuis des centaines d’années. Le robinet-vanne en fonte présente une excellente résistance à la température puisqu’il peut supporter des températures élevées, de l’ordre de 1150^o C. Le robinet-vanne en fonte présente également une résistance élevée qui lui permet de fonctionner dans des applications à haute pression. Cependant, la résistance du robinet-vanne en fonte dépend de la classe de la fonte. Certains robinets-vannes en fonte peuvent résister à des pressions élevées d’environ 500 psi. Le robinet-vanne en fonte, comme son nom l’indique, utilise une vanne pour contrôler le débit du fluide. Les robinets-vannes en fonte utilisent le robinet-vanne pour ouvrir ou fermer l’écoulement du fluide. Ces vannes sont bidirectionnelles. Dans les robinets-vannes en fonte, l’écoulement du fluide et l’obturateur sont perpendiculaires l’un à l’autre. Ainsi, le fluide s’écoule en ligne droite sans changer de direction dans le robinet-vanne en fonte, ce qui permet de réduire la perte de pression. Les robinets-vannes en fonte ont une faible résistance au fluide car ils sont conçus pour améliorer l’écoulement laminaire (écoulement régulier/écoulement sans turbulence). Les robinets-vannes en fonte sont résistants à la corrosion, ce qui permet de les utiliser même dans des applications corrosives. Ces robinets ont une résistance élevée à la pression et à la température. Cependant, les robinets-vannes en fonte ont une faible résistance aux dommages causés par les chocs car le matériau utilisé pour les fabriquer (la fonte) est peu ductile.

Figure : Robinet-vanne en fonte.

Composants du robinet-vanne en fonte

Corps de la valve

Le corps de vanne d’un robinet-vanne en fonte est le composant principal car il abrite toutes les pièces internes de la vanne. Le corps du robinet est toujours très solide afin d’aider le robinet à résister à une pression et à une température élevées. Dans les robinets-vannes en fonte, le corps du robinet est fabriqué en fonte. La fonte étant un matériau solide et résistant aux températures élevées, elle aide les robinets-vannes en fonte à résister aux déformations thermiques.

Bonnet

Le chapeau est un composant d’un robinet-vanne en fonte qui est placé sur le dessus du corps du robinet pour couvrir les composants internes du robinet-vanne en fonte. Le chapeau est également fabriqué en fonte, tout comme le corps du robinet. Le chapeau est relié au corps du robinet à l’aide de vis ou de boulons et d’écrous. La connexion vis-chapeau améliore l’étanchéité, sans fuite, et est utilisée dans les applications à moyenne et haute pression. Le raccord à chapeau boulonné améliore l’étanchéité sans fuite et est utilisé dans les applications à haute pression. Le raccordement à chapeau boulonné a tendance à alourdir le robinet-vanne en fonte par rapport au raccordement à chapeau vissé en raison des boulons et des écrous utilisés.

Manivelle/actionneur

Le volant est un composant utilisé dans les robinets-vannes manuels en fonte. Lorsque le robinet-vanne en fonte n’est pas manuel, il est entraîné par un actionneur. Le volant/actionneur est utilisé pour fournir un couple à un autre composant appelé tige. La tige transmet le couple à la vanne pour ouvrir/fermer le flux de fluide. Les actionneurs qui peuvent être utilisés dans le robinet-vanne en fonte sont les actionneurs hydrauliques, pneumatiques et électriques. 

Tige

La tige est le composant d’un robinet-vanne en fonte qui est relié à l’actionneur/la roue à main pour fournir la force nécessaire à l’ouverture/la fermeture de la vanne. La tige est également fabriquée dans un matériau solide comme la fonte ou un autre matériau comme le laiton ou le bronze. Les fabricants de robinets-vannes en fonte conçoivent la tige de telle sorte que, lorsqu’elle se déplace, elle provoque un effet de mouvement sur le robinet-vanne pour qu’il se ferme ou s’ouvre pour l’écoulement du fluide.

Siège

Le siège d’un robinet-vanne en fonte est un composant intérieur qui entre en contact avec l’opercule pour assurer une étanchéité sans fuite. Dans les robinets-vannes en fonte, le siège entre en contact avec l’opercule lorsque le robinet est fermé. Dans un robinet-vanne en fonte, le siège est intégré au corps du robinet ou utilise une configuration de bague de siège. La configuration de la bague de siège est pressée ou filetée dans le corps du robinet. Le siège pressé est utilisé dans les applications à haute pression. Le siège du robinet-vanne en fonte peut être constitué de différents matériaux autres que la fonte. Toutefois, ce matériau doit être capable de résister aux températures prévues pour cette application. Parmi les matériaux fiables utilisés dans le robinet-vanne en fonte pour fabriquer le siège figurent le bronze et le laiton ainsi que le PTFE. Toutefois, le PTFE ne peut pas être utilisé dans des applications à haute température car il peut être déformé par la chaleur thermique.

Portail

L’opercule est le composant du robinet-vanne en fonte qui est utilisé pour fermer/ouvrir le flux de fluide. L’opercule d’un robinet-vanne en fonte est relié à la tige de sorte que lorsque le volant est tourné, il peut se déplacer linéairement vers le haut ou vers le bas pour ouvrir ou fermer le flux de fluide respectivement.

Trim

La garniture est un nom collectif donné aux composants internes du robinet-vanne en fonte. Ces composants comprennent la tige, la surface du corps du robinet, la douille, la surface d’étanchéité du robinet, entre autres. Ces composants travaillent ensemble pour améliorer le fonctionnement efficace d’un robinet-vanne en fonte. La défaillance d’un composant affecte l’efficacité et la durée de vie de l’ensemble du robinet-vanne en fonte.

Figure : Composants d’un robinet-vanne en fonte.

Comment fonctionne un robinet-vanne en fonte ?

Les robinets-vannes en fonte fonctionnent en utilisant une vanne pour améliorer le contrôle du fluide dans une canalisation. L’obturateur d’un robinet-vanne en fonte est relié à la tige. La tige est reliée à l’actionneur/roue à main. Lorsque l’actionneur/la roue à main tourne, il fait tourner la tige qui transmet la force à l’obturateur. Cette force aide l’obturateur à se déplacer linéairement vers le haut ou vers le bas pour ouvrir ou fermer le robinet-vanne en fonte respectivement. Les robinets-vannes en fonte sont bidirectionnels et peuvent donc être utilisés dans la direction de votre choix. La rotation du volant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre permet d’ouvrir le robinet tandis que la rotation du volant dans le sens des aiguilles d’une montre permet de le fermer. Le fluide traverse l’opercule d’un robinet-vanne en fonte dans une direction perpendiculaire, ce qui permet de réduire la résistance du fluide.

Figure : Fonctionnement d’un robinet-vanne en fonte.

Types de robinets-vannes en fonte

Robinets-vannes en fonte à tige montante et à tige non montante

Les robinets-vannes en fonte à tige montante sont également connus sous le nom de robinets à vis et arcade extérieurs (OS&Y). Le nom OS&Y est donné parce que ces vannes ont une vis exposée qui s’étend au-dessus de la partie supérieure du chapeau. Les robinets-vannes en fonte à tige montante sont utilisés dans différentes applications, notamment dans les stations de pompage d’eau. Les robinets-vannes en fonte à tige montante sont avantageux car il est très facile de savoir si le robinet est ouvert ou fermé en regardant la position de la vis ou de la tige. Les robinets-vannes en fonte à tige non montante sont conçus de telle sorte que la tige peut tourner dans le chapeau. Dans ce type de robinet-vanne en fonte, la vanne est abaissée ou levée par l’utilisation de filets à l’extrémité de la tige. Les fabricants de robinets-vannes en fonte conçoivent les robinets à tige non montante avec une jauge ou une aiguille pour indiquer quand le robinet est fermé ou ouvert.

Vanne à disque parallèle en fonte

Il s’agit de robinets-vannes en fonte qui consistent en deux disques montés à distance contre des sièges parallèles, avec un ressort au point de fermeture. Le robinet-vanne en fonte à disques parallèles est l’un des robinets les plus connus, connu sous le nom de robinet-vanne à guillotine en fonte, avec deux sièges parallèles et une vanne entre les sièges pour améliorer la fermeture du fluide. Dans certains cas, les robinets-vannes en fonte à disques parallèles sont limités aux chutes de pression et aux applications à basse pression.

Figure : Robinet-vanne en fonte à disques parallèles.

Robinet-vanne en fonte à bord plein

Un robinet-vanne en fonte à coin solide est un robinet principalement utilisé dans des applications telles que les services d’air, le gaz et le pétrole. Ces vannes utilisent une forme de coin pour améliorer la charge d’assise supplémentaire élevée. Les robinets-vannes en fonte à coins pleins peuvent être installés dans n’importe quelle direction adaptée au fluide à traiter. Dans certains cas, il se peut que le robinet-vanne en fonte à coins massifs ne puisse pas être ouvert tant que la vanne n’est pas réchauffée par les températures du système. Une telle situation est connue sous le nom d’aveuglement thermique.

Figure : Robinet-vanne en fonte à bord plein.

Vanne à coin flexible en fonte

Un robinet-vanne à coin flexible en fonte est un robinet qui utilise une seule vanne à coin flexible avec une découpe autour d’elle. La découpe est de différentes profondeurs, formes et tailles. Le robinet-vanne en fonte à coin flexible n’a aucun problème de contraction et d’expansion thermique, car l’opercule est conçu pour compenser les changements thermiques, ce qui facilite son ouverture. Grâce à ces capacités thermiques améliorées, les robinets-vannes en fonte à coins flexibles sont utilisés dans les systèmes de vapeur pour aider à prévenir l’aveuglement thermique.

Robinet-vanne en fonte à clavette

Les robinets-vannes en fonte à coin divisé sont des robinets comportant deux moitiés séparées. Cette conception permet à un coin angulaire entre les faces extérieures de s’adapter au siège de la vanne, ce qui améliore l’auto-réglage et l’auto-alignement des deux surfaces de siège.

Robinets-vannes en fonte pour dalles

Les robinets-vannes en fonte sur dalle sont des robinets unitaires avec des trous de la taille d’un alésage. Lorsque les robinets-vannes en fonte sur dalle sont ouverts, le trou coïncide avec deux bagues de siège. Avec une telle conception, le robinet contrôle l’écoulement du fluide avec de petites turbulences. Le robinet-vanne en fonte permet de réduire la perte de pression dans le système d’écoulement du fluide. Les fabricants de robinets-vannes en fonte sur dalle conçoivent ce robinet avec un clapet. Le bouchon est utilisé pour expulser la saleté qui peut s’accumuler dans la cavité du robinet-vanne. Ces vannes doivent être maintenues propres, d’où la nécessité du bouchon. Les robinets-vannes en fonte sur dalle sont utilisés dans différentes applications, notamment pour le transport de pétrole brut et de gaz naturel liquide.

Applications des robinets-vannes en fonte

• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés dans les centrales électriques à vapeur.
• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés dans les applications de fluides salés.
• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés pour le transport du pétrole brut et des liquides de gaz naturel.
• Ils sont utilisés pour contrôler le débit des boues.
• Ils sont utilisés pour le contrôle des flux de gaz, de vapeur et de liquides.
• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés dans les usines chimiques.
• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés dans les applications à haute pression et à haute température.
• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés dans les industries de l’agroalimentaire et des boissons.
• Ils sont utilisés dans les industries pharmaceutiques.

Avantages des robinets-vannes en fonte

• Les robinets-vannes en fonte ont une faible chute de pression.
• Les robinets-vannes en fonte ont une faible résistance au fluide car le flux de fluide est perpendiculaire à l’obturateur du robinet.
• Le robinet-vanne en fonte peut supporter des températures élevées allant jusqu’à 1150^o C.
• Ces vannes ont une grande résistance pour supporter une pression élevée.
• Les robinets-vannes en fonte peuvent être utilisés comme robinets bidirectionnels.
• Ces vannes sont efficaces sur le plan énergétique car l’écoulement du fluide présente de très faibles turbulences, le fluide s’écoulant perpendiculairement à la vanne.
• Les robinets-vannes en fonte ont un corps de conception simple qui facilite la réparation, le nettoyage et l’entretien du robinet.
• Les robinets-vannes en fonte sont utilisés lorsqu’ils sont entièrement ouverts ou entièrement fermés, ce qui permet de réduire l’érosion des surfaces d’étanchéité.

Inconvénients des robinets-vannes en fonte

• Les robinets-vannes en fonte sont susceptibles d’être endommagés par des chocs car leur ductilité est faible.
• Les robinets-vannes en fonte sont lents à ouvrir/fermer.
• Les robinets-vannes en fonte nécessitent une grande surface pour leur fonctionnement, leur entretien et leur installation.
• Les robinets-vannes en fonte ne sont pas destinés aux applications d’étranglement.

Dépannage des robinets-vannes en fonte

Fuite dans le siège de la valve

• Matériaux bouchés dans le siège de la valve. Ouvrez la vanne suffisamment pour obtenir une vitesse élevée afin de chasser les saletés obstruées. Répétez le même processus plusieurs fois pour vous assurer que toutes les saletés/débris sont éliminés.
• Cela peut également être dû à un siège endommagé. Vérifiez le joint du siège et remplacez-le s’il est endommagé.

Fuite dans la tige

• Joints toriques endommagés. Remplacez les joints toriques.
• Boulons du presse-étoupe desserrés. Serrez les boulons du presse-étoupe. Si le problème persiste, remplacer le système de presse-étoupe.

Fuite dans le corps de la valve

• Le corps de la vanne peut être fissuré ou endommagé. Cela peut être dû au matériau en fonte utilisé pour fabriquer le corps du robinet, qui est peu ductile et donc susceptible d’être endommagé par un choc. Si le corps du robinet-vanne en fonte est endommagé, remplacez le corps.

Fuites dans les raccords

• Boulons et écrous desserrés. Serrez les boulons et les écrous.
• Joints usés. Remplacez les joints d’étanchéité.

La poignée ne fonctionne pas

• Cela peut être dû à l’obstruction de particules étrangères. Nettoyez les corps étrangers.
• La poignée peut être endommagée. Remplacez la poignée si nécessaire.

Le robinet-vanne en fonte ne fonctionne pas.

• Tige cassée. Remplacez la tige.
• L’engagement de la vanne et de la tige est cassé. Remplacez le produit si nécessaire.
• Tige mal alignée. Vérifiez la tige et alignez-la.

Résumé

Les robinets-vannes en fonte sont des robinets-vannes fabriqués en fonte. Le chapeau et le corps du robinet sont en fonte. L’utilisation de la fonte pour fabriquer des robinets-vannes en fonte est privilégiée car ce matériau présente une résistance élevée à la température. Les robinets-vannes en fonte sont préférés en raison de leur grande résistance qui leur permet de supporter une pression élevée. Comme leur nom l’indique, les fabricants de robinets-vannes en fonte conçoivent ces vannes pour bloquer l’écoulement des fluides à l’aide d’une vanne. L’obturateur est relié à la tige du robinet, puis au volant. Lorsque le volant est tourné, la tige se déplace vers le haut ou vers le bas pour ouvrir ou fermer le passage du fluide. Les robinets-vannes en fonte sont des vannes préférées non seulement pour leur grande résistance thermique et mécanique, mais aussi pour leur faible chute de pression. L’opercule des robinets-vannes en fonte est perpendiculaire à l’écoulement du fluide, ce qui réduit la chute de pression et la résistance du fluide. Grâce à leur faible chute de pression et à leur faible résistance au fluide, les robinets-vannes en fonte sont économes en énergie. Les robinets-vannes en fonte sont utilisés dans différentes applications telles que les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, les centrales électriques à vapeur, l’industrie agroalimentaire, l’industrie pharmaceutique et les applications d’approvisionnement en eau, entre autres. Les robinets-vannes en fonte sont de plusieurs types, notamment le robinet-vanne en fonte à dalle, le robinet-vanne en fonte à coin, le robinet-vanne en fonte à tige montante, le robinet-vanne en fonte sans tige montante, le robinet-vanne en fonte à disque parallèle, le robinet-vanne en fonte à bord plein, le robinet-vanne en fonte à coin flexible et le robinet-vanne en fonte à coin fendu. Les avantages des robinets-vannes en fonte sont une faible résistance aux fluides, une faible chute de pression, une résistance élevée à la pression des fluides, une résistance thermique élevée, un écoulement bidirectionnel des fluides, une efficacité énergétique, une résistance à la corrosion et une érosion minimale. Cependant, les robinets-vannes en fonte ont tendance à être endommagés facilement par les impacts car leur niveau de ductilité est faible.