Vannes Duplex

Qu’est-ce qu’une soupape duplex ?

Un robinet duplex est un robinet fabriqué en acier duplex. L’acier duplex est un type d’acier inoxydable dont la structure métallurgique comporte deux phases : l’austénite et la ferrite, dans des proportions presque égales. Le matériau duplex offre une meilleure résistance à la corrosion et une plus grande solidité que l’acier standard. Les soupapes en duplex sont donc très résistantes par rapport aux autres soupapes en acier. Compte tenu du point de fusion élevé du duplex, ce robinet présente une résistance thermique élevée et convient donc aux applications à haute température telles que les chaudières et les centrales électriques. Les fabricants de soupapes duplex recommandent l’utilisation de ces soupapes dans les applications à haute pression en raison de leur grande résistance. Elle fonctionne en autorisant, en étranglant et en arrêtant le flux de fluide. Un disque ou une bille est utilisé pour contrôler le débit du fluide. La vanne fonctionne en mode manuel et automatique. La vanne manuelle est équipée d’une poignée ou d’un volant, tandis que la vanne automatique utilise un actionneur pneumatique ou électrique.

Types de vannes duplex

Robinets à soupape en duplex

Il s’agit de la meilleure vanne pour les applications d’étranglement. La conception de base de cette vanne est un corps de forme sphérique. Un disque installé à l’intérieur de la vanne permet d’arrêter et de réguler le débit du fluide. Le corps de la vanne se compose de deux moitiés séparées par un déflecteur interne. Cette conception rend le nettoyage et la réparation difficiles. Cette conception entraîne également une perte de pression importante par rapport à toutes les autres vannes. Les fabricants de vannes duplex proposent différents types de vannes : le modèle en Z, le modèle oblique et le modèle angulaire.

Figure : Robinet à soupape duplex.

Comment fonctionne le robinet à soupape duplex ?

Un robinet à soupape duplex utilise un volant ou un actionneur pour déplacer la tige du robinet vers le haut ou vers le bas afin d’ouvrir ou de fermer l’écoulement respectivement. Le principe de fonctionnement reste le même, que la vanne utilise un volant, un actionneur électrique ou pneumatique. Lorsque l’opérateur de la vanne tourne le volant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, la tige de la vanne tourne et se déplace vers le haut avec le disque de la vanne. Le déplacement du disque vers le haut laisse de l’espace au fluide pour circuler dans la vanne. La tige et le disque de la soupape se déplacent vers le bas lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre. Le siège de la valve et le disque créent un joint étanche qui empêche le fluide de s’écouler à travers la valve.

Figure : Fonctionnement d’un robinet à soupape duplex.

Avantages du robinet à soupape duplex

• Ces vannes sont excellentes pour la fermeture et l’étranglement.
• Ils fonctionnent plus rapidement.
• Ils se ferment hermétiquement.

Inconvénients des robinets à soupape en duplex

• Ces valves sont lourdes.
• Ils ont une grande résistance à l’écoulement.

Vanne duplex

Cette vanne duplex est utilisée pour fermer l’écoulement d’un fluide à l’aide d’un clapet ou d’une vanne rectangulaire. Un actionneur ou un volant commande l’opercule par l’intermédiaire d’un composant appelé tige/arbre. Cette vanne est l’une des vannes d’isolation couramment utilisées dans les systèmes industriels. Elle est préférée en raison de sa mécanique simple, qui facilite les réparations. Il existe plusieurs types de vannes, notamment les vannes à guillotine duplex, les vannes à coin, les vannes à glissière parallèle, les vannes à tige montante et les vannes à tige non montante, entre autres. Chaque type a son domaine d’utilisation privilégié et ses avantages et inconvénients.

Figure : Vanne duplex.

Comment fonctionne un robinet-vanne duplex ?

Cette vanne fonctionne en déplaçant l’opercule vers le haut et vers le bas pour ouvrir et fermer le passage du fluide respectivement. Lorsque l’opérateur de la vanne tourne plusieurs fois le volant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, la tige de la vanne tourne dans le même sens. Cette rotation crée un mouvement linéaire vers le haut sur l’opercule de la vanne. Ainsi, l’opercule se déplace vers le haut, laissant le passage ouvert. Lorsque l’opérateur de la vanne tourne le volant dans le sens des aiguilles d’une montre, l’opercule de la vanne descend et crée un joint étanche avec les sièges de la vanne. Dans ce cas, la vanne est fermée et aucun fluide ne circule.

Figure : Fonctionnement d’un robinet-vanne duplex.

Avantages des robinets-vannes duplex

• Ces valves sont de conception simple.
• Ils sont faciles à réparer.
• Ils ont des chutes de pression faibles lorsqu’ils sont complètement ouverts.
• Il s’agit de valves bidirectionnelles.

Inconvénients des robinets-vannes duplex

• Ils ne sont pas idéaux pour l’étranglement.
• Elles sont sujettes au bruit et aux vibrations par rapport aux autres vannes.

Vanne papillon duplex

Il s’agit d’une version spéciale de la vanne qui fonctionne en tournant le volant d’un quart de tour pour ouvrir et fermer le passage du fluide. C’est l’une des vannes les plus faciles à utiliser. Cette valve utilise un disque pour contrôler le débit du fluide. Les fabricants de vannes duplex conçoivent cette vanne de manière à ce que le disque soit installé au centre de la voie d’écoulement. Cette conception rend la vanne simple et facile à réparer. Elle est également légère, car elle utilise une petite quantité de matériau et une conception fine. Parmi les différents types de vannes, on peut citer les vannes rotatives, les vannes à oreilles, les vannes concentriques, les vannes à galette et les vannes excentriques.

Figure : Vanne papillon duplex.

Comment fonctionne une vanne papillon duplex ?

Lorsque l’opérateur tourne la poignée ou le volant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pendant 90^o degrés, le disque de la valve tourne pour laisser le passage du fluide ouvert. Le disque est relié au volant par l’intermédiaire d’un composant appelé tige ou arbre. Cet arbre transmet la force de rotation de la poignée au disque. Lorsque l’opérateur tourne la poignée d’un quart de tour supplémentaire dans le sens des aiguilles d’une montre, le disque tourne pour former un joint étanche avec le siège de la vanne et fermer ainsi le passage du fluide. Lorsque l’opérateur a besoin de la vanne pour réguler le débit, la poignée est tournée légèrement pour un angle inférieur à 90^o degrés, ce qui permet un certain débit à travers la vanne. Les fabricants de vannes duplex recommandent d’utiliser cette vanne pour l’étranglement dans les applications à basse pression.

Figure : Fonctionnement d’une vanne papillon duplex.

Avantages des vannes papillon duplex

• Ces vannes sont de petite taille et donc légères.
• Ils conviennent aux fluides contenant des boues et aux boues liquides.
• Ils sont faciles à utiliser.
• Ils sont faciles à installer, à nettoyer et à réparer.

Inconvénients des vannes papillon duplex

• Le disque de la soupape est monté sur la zone d’écoulement, ce qui augmente la résistance à l’écoulement et, par conséquent, la perte de pression.
• Une excellente étanchéité est difficile à obtenir pour les applications à haute pression.

Vanne à clapet duplex

Il s’agit d’une vanne qui utilise un clapet conique ou cylindrique. Le clapet est tourné à l’intérieur de la vanne pour réguler le débit. Le clapet est doté d’un ou de plusieurs trous en son centre. Le fluide s’écoule à travers ces trous lorsque la vanne est ouverte. Ce type de vanne est simple et fiable dans les applications à haute pression. La vanne fonctionne à l’aide d’un volant, d’un actionneur pneumatique ou électrique. Les fabricants de vannes duplex produisent différents types de vannes dans cette catégorie, notamment des vannes à expansion, des vannes non lubrifiées, des vannes lubrifiées et des vannes à orifices multiples.

Figure : Vanne à clapet duplex et ses composants.

Comment fonctionne un robinet à boisseau conique duplex ?

Cette valve fonctionne en tournant le volant d’un quart de tour seulement. Le disque de la valve est relié au volant par la tige de la valve. Lorsque le volant est tourné d’un quart de tour dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, le disque de la vanne tourne de 90 degrés^o . Cette rotation force le trou de passage du clapet à s’aligner avec le tuyau connecté à la vanne. Cette rotation force le trou de passage du clapet à s’aligner sur le tuyau relié à la vanne, ce qui permet au fluide de s’écouler. Lorsque le volant est tourné dans le sens inverse pour un autre quart de tour complet, il fait tourner le disque et aligne le trou du clapet perpendiculairement au sens de l’écoulement. Dans cet état, le robinet est fermé et aucun fluide ne s’écoule puisque le clapet et les sièges du robinet s’accouplent pour former un joint étanche.

Figure : Fonctionnement d’un robinet à boisseau conique.

Avantages des robinets à tournant conique en duplex

• Ces vannes sont étanches.
• Ils sont très résistants et conviennent aux applications à haute pression.
• Il suffit d’un quart de tour du volant pour les ouvrir/fermer.
• Ils peuvent être réparés et nettoyés sur le système de tuyauterie.

Inconvénients des robinets à tournant conique en duplex

• La rotation du bouchon entraîne des frottements importants.
• Les formes coniques et effilées augmentent la résistance à l’écoulement et la perte de charge.

Clapet anti-retour duplex

Ce type particulier de vanne duplex fonctionne automatiquement pour empêcher le fluide de s’écouler dans le sens inverse. Contrairement à toutes les autres vannes mentionnées ci-dessus, cette vanne n’a pas besoin de volant ou d’actionneur. Elle utilise un disque ou une bille pour ouvrir ou fermer le passage. Cette vanne est fortement recommandée dans les cas où l’écoulement inverse peut entraîner une contamination du fluide, comme dans l’approvisionnement en eau, les systèmes de chaudières, les aliments et les boissons, et les produits pharmaceutiques. Les fabricants de vannes duplex proposent différents types de ces vannes, tels que le clapet anti-retour à battant, le clapet à ressort, le clapet anti-retour à bille et le clapet à pied de levage, entre autres.

Figure : Clapet anti-retour duplex.

Comment fonctionne un clapet anti-retour duplex ?

Cette vanne ne fonctionne pas à l’aide d’un volant ou d’un actionneur. Les fabricants de vannes duplex conçoivent cette vanne pour qu’elle s’ouvre et se ferme en fonction de la différence de pression entre les côtés amont et aval. Lorsque la pression en amont est supérieure à la pression en aval ou lorsque la pompe fonctionne, la pression du fluide agit sur le disque de la valve et la force à s’ouvrir. Une fois ouverte, le fluide continue de circuler dans la vanne jusqu’à ce que la pompe s’arrête ou que la pression en amont diminue. Une fois que la pompe s’arrête ou que la pression en amont devient inférieure à la pression en aval, le fluide tente d’inverser le sens de l’écoulement. Cependant, le disque de la valve se ferme immédiatement et empêche toute inversion du flux.

Figure : Fonctionnement d’un clapet anti-retour duplex.

Avantages des clapets anti-retour duplex

• Ce robinet est moins cher que d’autres robinets tels que les robinets-vannes et les robinets à soupape.
• Il n’a pas besoin de volant ni d’actionneur.
• Il est très fiable.
• Pas d’inversion de flux.
• Faible résistance à l’écoulement des fluides.

Inconvénients des clapets anti-retour duplex

• Il s’agit d’une valve unidirectionnelle.
• Ne convient pas aux débits pulsés.

Applications des vannes duplex

Les vannes Duplex sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles en raison des nombreux avantages qu’elles présentent par rapport aux autres vannes. Les applications typiques de cette vanne sont les suivantes

• Industrie pétrolière et gazière.
• Fabrication de papier et de pâte à papier.
• Applications chimiques et pétrochimiques.
• Aliments et boissons.
• Industries pharmaceutiques.
• Traitement des eaux usées.
• Transport d’eau municipal et domestique.
• Applications minières.
• Centrales à vapeur.
• Applications de lutte contre l’incendie.
• Applications marines.

Avantages des vannes duplex

• Ces vannes sont polyvalentes et conviennent donc aux petits et grands débits.
• Ils sont polyvalents car ils ont été utilisés dans presque toutes les applications industrielles.
• Ils présentent une excellente résistance à la corrosion.
• Ils sont robustes, ce qui les destine à des applications à haute pression et à haute température.
• Les vannes Duplex sont résistantes à l’usure abrasive.
• Ces valves sont très durables.

Inconvénients des vannes duplex

• Le matériau duplex est assez cher, et donc la valve.
• Ils sont lourds.

Dépannage des vannes duplex

Le volant/la poignée est difficile à utiliser

• Dommage sur la tige de la valve. Réparer ou remplacer la tige.
• Saleté sur la tige de la valve. Nettoyer la saleté.

La vanne ne se ferme pas complètement

• Saleté sur les sièges des soupapes. Nettoyer la saleté.
• Sièges usés. Remplacer les sièges de soupape.
• Disque usé. Remplacer le disque de la valve.

Fuite de produit à l’intérieur de la valve

• Sièges endommagés ou usés. Remplacer les sièges de soupape.
• Disque endommagé ou usé. Remplacer le disque de la valve.

Fuite entre la vanne et la conduite

• Joint usé. Remplacer le joint.
• Pression d’écoulement élevée. Remplacer le clapet par un clapet de haute qualité. La vanne doit être utilisée au débit et à la pression recommandés par le fabricant de la vanne duplex.

La valve vibre beaucoup

• Débit élevé. Utiliser le robinet au débit et à la pression recommandés.
• La valve n’est pas complètement ouverte. Ouvrez complètement la valve.

Résumé

Un robinet duplex est un type de robinet fabriqué en acier duplex. L’acier duplex possède d’excellentes propriétés mécaniques et chimiques, ce qui en fait l’un des alliages préférés pour les vannes industrielles. Cette vanne fonctionne manuellement ou automatiquement. La vanne manuelle utilise un volant ou un levier, tandis que la vanne automatique utilise un actionneur pneumatique ou électrique. La vanne utilise un disque ou une bille pour contrôler le débit du fluide. Un composant appelé tige relie le volant/actionneur au disque/bille de la vanne. Lorsque le volant est tourné, le disque/bille est déplacé pour permettre ou fermer l’écoulement du fluide.

Les fabricants de vannes Duplex produisent divers types de vannes, notamment des vannes à opercule, des vannes à soupape, des clapets anti-retour, des vannes papillon et des robinets à tournant conique. Ces vannes sont utilisées dans les secteurs suivants : mines, papier et pâte à papier, approvisionnement en eau, traitement des eaux usées, pétrole et gaz, produits chimiques, aliments et boissons, produits pharmaceutiques, marine et systèmes de lutte contre l’incendie, entre autres. Les avantages de cette vanne sont sa grande solidité, sa polyvalence en termes de taille et d’application, sa durabilité et sa résistance à la corrosion.