Vanne à bille à entrée latérale

Qu’est-ce qu’une vanne à bille à entrée latérale ?

Le robinet à tournant sphérique à entrée latérale est un robinet dans lequel une bille est assemblée à partir de la partie interne. L’assemblage se fait généralement en trois ou deux pièces. Chaque pièce est assemblée à l’aide d’un goujon ou d’un boulon, comme pour l’assemblage de deux brides. Ces vannes sont produites à partir de métal forgé. Chaque partie du corps est forgée, puis assemblée. Une telle construction permet de réduire les défauts qui surviennent avec les vannes moulées. Ces vannes sont faciles à assembler car les composants sont faciles à aligner. Les vannes à bille à entrée latérale sont les vannes à bille les plus utilisées.

Un robinet à boisseau sphérique à entrée latérale est conçu pour améliorer les performances et sa conception est robuste, conformément aux normes internationales. Les robinets à tournant sphérique à entrée latérale contiennent des sièges métalliques souples ou composites qui peuvent être configurés avec un effet de piston double ou simple pour améliorer le double blocage et la purge en position fermée et ouverte. Les fabricants de robinets à tournant sphérique à entrée latérale fabriquent les robinets avec des pièces forgées et des sièges flottants indépendants à soufflet ou à ressort qui restent toujours en contact avec la bille. Cela fait de ces vannes un choix privilégié pour diverses demandes telles que les applications cryogéniques, à faible émission, à haute température, le pétrole brut, le gaz naturel, les lignes de transmission, les pipelines de transmission, les stations de mesure, la compression, la réinjection et les unités de pompage, entre autres.

Figure : Vanne à bille à entrée latérale.

Comment fonctionne une vanne à bille à entrée latérale ?

Les fabricants de robinets à tournant sphérique à entrée latérale fabriquent le robinet avec une unité de fermeture sphérique qui permet de contrôler le débit en tout ou rien. L’unité sphérique comporte un alésage en son centre. En position ouverte, la vanne est maintenue dans une position qui aligne l’alésage ou l’orifice sur la direction de la canalisation. Cela permet au fluide de s’écouler à travers elle. Lorsque vous faites pivoter cette vanne d’un angle de 90^o , l’orifice devient normal par rapport à la trajectoire du flux, ce qui ferme la vanne et empêche l’écoulement du fluide. À l’intérieur de la vanne à bille à entrée latérale, la conception la plus courante est celle qui utilise la conception à deux voies. Cela permet au fluide de s’écouler linéairement de l’entrée à la sortie. Les vannes à bille à entrée latérale sont connues pour avoir une longue durée de vie et un joint fiable, même si le joint n’est pas utilisé pendant une longue période. Les vannes à entrée latérale sont connues pour mieux tolérer les fluides contaminés par rapport aux autres vannes. Ces vannes ont également été utilisées pour contrôler le débit du fluide. Cependant, l’utilisation de ces vannes pour contrôler le débit d’un fluide n’est pas courante car le contrôle précis du fluide n’est pas facile.

Types de vannes à bille à entrée latérale

Vanne à bille à entrée latérale à siège souple

Il s’agit d’une vanne à bille à entrée latérale classée en fonction du matériau du siège. Dans ce type de vanne à bille à entrée latérale, un matériau souple non métallique est utilisé pour couvrir la plupart des applications. Ces vannes sont fabriquées à partir de matériaux thermoplastiques tels que le NBR, le PTFE, etc. Une vanne à boisseau sphérique à entrée latérale fabriquée dans ces matériaux peut facilement être endommagée en cas d’utilisation d’un milieu abrasif ou d’un fluide à haute température ou haute pression. Dans les robinets à tournant sphérique à entrée latérale à siège souple, les sièges en élastomère ou en thermoplastique sont fixés dans une bague ou un support de siège métallique. Cela permet d’obtenir une action de siège souple dans la vanne. Les principales caractéristiques d’un robinet à tournant sphérique à entrée latérale à siège souple sont les suivantes :

• Offre une bonne étanchéité.
• Températures de fonctionnement limitées.
• Moins cher que les soupapes à siège métallique.
• Utilise des matériaux à siège souple tels que le nylon, le PTFE, le Devlon, le PEEK, etc.
• Ne convient pas à une utilisation dans des services sales pour éviter de l’endommager.

Robinet à boisseau sphérique à entrée latérale et à siège métallique

Ces vannes à bille à entrée latérale sont fabriquées à partir de matériaux métalliques tels que l’acier inoxydable 316 et le Monel, entre autres. Les vannes à bille à entrée latérale fabriquées dans ces matériaux sont connues pour leur absence de blocage, leur fermeture étanche, leur résistance à l’usure, leur bonne corrosion, leur contrôle en douceur, leur large gamme de températures, leur résistance à l’usure et leur bonne stabilité sous pression, entre autres.

Les principales caractéristiques d’un robinet à boisseau sphérique à entrée latérale et à siège métallique sont les suivantes :

• Il existe un contact métallique direct entre la bille et la bague de siège.
• Elles conviennent aux applications abrasives et aux cas où les vannes à siège souple ne peuvent être endommagées par la température.
• Ils peuvent accepter des fuites selon la norme ISO 5208 taux D.
• Les surfaces de contact du siège et de la bille sont durcies pour améliorer la résistance à l’usure et aux rayures dues aux matériaux solides contenus dans le fluide.
• Les sièges métalliques se déforment rarement sous la pression, contrairement aux sièges souples.

Vanne à bille à entrée latérale en deux parties

Il s’agit d’un robinet à boisseau sphérique à entrée latérale fabriqué en deux pièces où le boisseau sphérique est maintenu dans sa position à l’aide d’un goujon. Ce type de vanne à bille à entrée latérale peut avoir un alésage réduit ou complet.

Vanne à bille à entrée latérale en trois parties

Il s’agit d’un robinet à tournant sphérique à entrée latérale qui possède une pièce centrale et deux pièces d’extrémité. Ce type de robinet à tournant sphérique à entrée latérale peut être entretenu en ligne. Lorsque les boulons du corps sont retirés et qu’un seul est conservé, le corps peut facilement être pivoté en utilisant le dernier boulon comme point d’appui, ce qui permet d’effectuer toute maintenance ou installation sur la vanne. Cela permet de réduire le temps consacré à la maintenance.

Vanne à bille flottante à entrée latérale

Ces vannes à bille à entrée latérale sont également connues sous le nom de vannes à bille à entrée latérale avec siège. Ces vannes ont les caractéristiques principales suivantes :

• La bille n’est pas maintenue rigidement sur l’axe de rotation et elle flotte librement entre les anneaux du siège.
• Lorsqu’elle est en position de fermeture, la bille est poussée sur le siège par la pression du fluide provenant du haut et exerce ainsi une pression sur le joint vers le bas de la vanne.
• Les robinets à tournant sphérique à entrée latérale à siège métallique ont également des sièges à ressort.
• Le robinet à boisseau sphérique flottant à entrée latérale nécessite un couple de manœuvre élevé.
• Les vannes à bille à entrée latérale flottante sont moins chères à fabriquer.

Vanne à bille à entrée latérale montée sur tourillon

Les principales caractéristiques de ce type de vanne à bille à entrée latérale sont les suivantes :

• Le siège de la vanne est chargé sur la bille par un ressort qui offre une étanchéité fiable à basse pression.
• La bille est montée sur sa position à l’aide d’un tourillon et d’une vapeur qui sont supportés par des roulements sur le corps de la vanne.
• La principale caractéristique du robinet à boisseau sphérique à entrée latérale monté sur tourillon est qu’il ne peut pas se déplacer pour presser le boisseau, comme c’est le cas pour le robinet à boisseau sphérique à entrée latérale flottante. La pression de la ligne pousse le siège amont sur le boisseau, ce qui provoque une étanchéité.
• Les robinets à tournant sphérique à entrée latérale de ce type ont une pression nominale plus élevée et des dimensions plus grandes.
• La zone où la pression agit est petite. La force exercée sur la bille est donc très faible, ce qui permet de réduire la force de frottement et donc de réduire la taille du réducteur ou de l’actionneur.
• Les robinets à tournant sphérique à entrée latérale montés sur tourillon sont conçus avec des sièges auto-réparateurs.

Composants d’une vanne à bille à entrée latérale

Corps de la valve

Il s’agit du composant principal du robinet à boisseau sphérique à entrée latérale. Il contient toutes les pièces internes permettant d’améliorer les opérations d’ouverture et de fermeture du robinet.

Boule rotative

Il s’agit d’une bille qui possède un trou central à travers lequel le fluide s’écoule. C’est la principale caractéristique qui différencie la vanne à bille des autres types de vannes. Par un axe, le trou de la boule relie l’entrée et la sortie de la vanne.

Tige

C’est la partie du robinet à boisseau sphérique à entrée latérale qui permet de relier le boisseau au mécanisme de contrôle extérieur. La tige permet de contrôler la direction de la bille.

Sièges

Il s’agit de disques situés entre le corps et la boule. Ils assurent l’étanchéité nécessaire entre le corps et la balle ainsi que le soutien de la balle.

Source d’alimentation

La source d’énergie d’une vanne à bille à entrée latérale peut être un actionneur manuel ou un actionneur automatique. Dans le cas d’une alimentation manuelle, l’actionnement se fait par le biais de poignées et de leviers utilisés par l’opérateur lors de l’ouverture et de la fermeture pour contrôler le débit. Un actionneur automatique utilise une source d’énergie pneumatique, électrique ou hydraulique. La source d’énergie est chargée de fournir de l’énergie à la tige pour faire tourner la boule et ainsi contrôler le débit.

Emballage

Il s’agit d’un joint placé autour de la tige pour garantir qu’aucun fluide ne s’échappe.

Bonnet

C’est le composant du robinet à boisseau sphérique à entrée latérale qui contient la garniture et la tige.

Spécifications lorsque vous devez acheter une vanne à bille à entrée latérale

Les spécifications requises par le fabricant ou le vendeur lors de l’achat d’une vanne à bille à entrée latérale sont les suivantes :

• Taille et pression nominale de la vanne à bille à entrée latérale.
• Type de bille qui est une conception de montage à tourillon ou flottant.
• Le type d’alésage qui est réduit ou complet.
• Exigences relatives au système d’injection de mastic.
• Un dispositif de verrouillage est nécessaire.
• Dispositif antistatique
• Le mécanisme de fonctionnement qui est un engrenage, un levier ou un actionneur (pneumatique, électrique ou hydraulique).
• Matériaux des bagues d’étanchéité, du corps de vanne, du tourillon. Joints, garnitures, boulons, écrous, joints et garnitures.
• Orientation de la vanne.
• Détails de la peinture si nécessaire.
• Type de siège : métallique ou souple.

Applications de la vanne à bille à entrée latérale

• Les vannes à bille à entrée latérale sont utilisées dans les raffineries. Ces vannes sont utilisées pour l’isolation et la fermeture des unités de craquage thermique et des lignes de fond des tours, des lignes de séparation du pétrole et du gaz, de la mesure de la distribution du gaz, de la régulation de la pression et du comptage, du contrôle du chargement du pétrole, des stations de compression et de pompage, des unités de raffinage, entre autres.
• La vanne à bille à entrée latérale est utilisée dans les complexes pétrochimiques et chimiques pour contrôler les faibles pressions différentielles, contrôler les émissions, manipuler les fluides à haute viscosité, contrôler le flux des boues abrasives, entre autres.
• Les vannes à bille à entrée latérale sont utilisées dans la production d’énergie. Ces vannes sont utilisées pour contrôler l’eau d’alimentation des chaudières, pour contrôler et arrêter la vapeur, entre autres.
• Elles sont utilisées dans la production de pétrole et de gaz. Les vannes à bille à entrée latérale sont utilisées dans les installations d’arrêt, le contrôle de la serge des pipelines et l’isolation des têtes de puits de pétrole, le stockage, la séparation du traitement, la distribution et la transmission, entre autres.
• Ils sont utilisés dans les industries du papier et de la pâte à papier. Les vannes à bille à entrée latérale ont été utilisées comme vannes d’arrêt, pour le contrôle de la circulation et du remplissage de la liqueur, pour le contrôle de la boue de chaux, pour le contrôle de l’eau de dilution, pour le contrôle du débit dans les digesteurs des usines de production de pâte à papier, entre autres.
• Les vannes à bille à entrée latérale sont utilisées pour contrôler le transport de l’eau.
• Ils sont utilisés pour le contrôle des solides dans le transport maritime.
• Ils sont utilisés dans l’industrie alimentaire et des boissons.

Avantages de la vanne à bille à entrée latérale

• Les vannes à bille à entrée latérale sont de conception simple.
• Ces valves ont un poids et un volume réduits par rapport aux autres valves.
• Les vannes à bille à entrée latérale sont faciles à démonter et à réparer.
• Les vannes à bille à entrée latérale sont faciles et rapides à utiliser.
• Ces vannes tournent sans mouvement axial, ce qui rend difficile l’endommagement du joint de la tige de la vanne.
• Ces valves assurent une étanchéité parfaite.
• Ces vannes peuvent fournir une faible chute de pression et des débits élevés.
• Les vannes à bille à entrée latérale s’ouvrent et se ferment rapidement.
• Les vannes à bille à entrée latérale tournent de 90 degrés pour se fermer ou s’ouvrir. Dans les cas d’urgence qui nécessitent une isolation rapide de la canalisation, la fermeture et l’ouverture de la vanne peuvent être effectuées très rapidement.
• Les vannes à bille à entrée latérale sont étanches aux bulles.
• Ces vannes peuvent être utilisées dans des applications à boue et propres.
• Il existe des variétés de vannes à bille à entrée latérale qui peuvent être utilisées dans des applications à haute température et à haute pression.

Inconvénients du robinet à bille à entrée latérale

• Le robinet à bille à entrée latérale n’est pas adapté à un étranglement soutenu.
• Lorsqu’elles sont utilisées dans des applications à boues, les matières solides en suspension peuvent se déposer et, lorsqu’elles sont piégées dans le corps, provoquer une usure et des fuites et, finalement, une défaillance de la vanne 

Dépannage d’une vanne à bille à entrée latérale

Fuites externes

Fuite au niveau de la prise de courant

• Cela peut être dû à un mauvais filetage. Vérifiez la taille des filets et remplacez-les ou installez-les.
• Le joint fileté a été trop serré, ce qui a fendu le connecteur. Remplacez le connecteur d’extrémité fendu.
• Un produit d’étanchéité pour filetage inadéquat a été utilisé. Réinstallez le raccord fileté selon les procédures recommandées et vérifiez la compatibilité avec la pâte/le produit d’étanchéité.

Fuite au niveau des écrous de raccordement

• Mauvais alignement du connecteur d’extrémité. Vérifiez l’alignement du système. Les connecteurs d’extrémité doivent être parallèles. Assurez-vous que le support de la valve est suffisant.
• L’écrou d’accouplement est desserré ; serrez-le.
• Joint torique endommagé ou déplacé. Il y a des particules dans la rainure du joint torique. Démontez la vanne pour inspecter le joint torique et vérifier qu’il n’est pas endommagé chimiquement ou physiquement. Vérifiez également la compatibilité du joint torique et remplacez-le si nécessaire. Nettoyez le joint en conséquence.

Au niveau de la tige

• Le joint torique de la tige est endommagé. Démontez la tige de la vanne et vérifiez qu’elle n’a pas subi de dommages chimiques ou physiques. Vérifiez également la compatibilité du joint torique. Nettoyez le joint torique et remplacez-le si nécessaire.

Fuite interne

• La bille est obstruée. Vérifiez si la bille est dans sa position recommandée de fermeture complète. Sinon, retirez le robinet à boisseau sphérique à entrée latérale pour vérifier que des particules ne bloquent pas l’alésage du boisseau. Nettoyez-le et réinstallez-le.
• La tige est cassée. Retirez le connecteur d’extrémité et vérifiez que la bille peut tourner lorsque vous actionnez la vanne. Remplacez-la si nécessaire.
• Siège en PTFE endommagé ou chargé de débris. Démontez le siège de la vanne. Vérifiez les dommages physiques et l’excès de débris. Nettoyez-le et remplacez-le si nécessaire.
• Le joint torique du siège est endommagé, déplacé ou chargé de débris. Démontez le joint torique du siège et vérifiez qu’il n’est pas endommagé chimiquement ou physiquement. Vérifiez la compatibilité chimique de l’O-ring. Nettoyez le joint et remplacez-le si nécessaire.
• Boule endommagée. Retirez et démontez la vanne à bille à entrée latérale. Vérifiez s’il présente des dommages physiques tels que des entailles ou des rayures sur la surface d’étanchéité du siège. Nettoyez la surface du siège et remplacez la bille si nécessaire. Vérifiez la compatibilité chimique avec le matériau de la vanne (CPVC, PVC, etc.) et contrôlez les dommages chimiques.
• Dommages thermiques entraînant une déformation des composants. Vérifiez la température de fonctionnement, la chaleur provenant de sources externes et la chaleur produite par la conception du système.

Mouvements gelés

Il s’agit du cas où la vanne est difficile à fermer/ouvrir accompagnée d’une rupture par cisaillement de la tige. Les causes probables et les solutions sont les suivantes :

• Obstructions internes ; accumulation de particules ou de sédiments ; accumulation de ciment solvant sur la bille. Démontez le robinet à tournant sphérique à entrée latérale pour vérifier que des débris, des solides ou des dépôts de ciment ne bloquent pas l’intérieur du robinet ou la bille. Vérifiez si des sédiments solides sont logés sur les zones de la bille et du siège. Vérifiez la même chose pour la tige, nettoyez-la et réinstallez-la si nécessaire. 

Dommages structurels

• Poignée cassée. Cela peut être dû à un impact extérieur ou à des mouvements figés. Identifiez, corrigez ou remplacez si nécessaire.
• La tige s’est cassée/cassée. Cela peut être dû à un impact extérieur ou à des mouvements figés. Remplacez-la en conséquence.
• Poignée dénudée. Cela peut être dû à une exposition excessive à la lumière du soleil qui la rend plus molle ou à une extension excessive de la plage de fermeture/ouverture. Protégez la valve de la lumière directe du soleil et remplacez-la si nécessaire.
• Corps brisé. Pression interne excessive ou due à un choc externe. Vérifier la source et contrôler la pression de surpression et la pression du système.

Résumé

Le robinet à tournant sphérique à entrée latérale est un robinet à tournant sphérique dans lequel une bille est assemblée à partir de la partie intérieure. Les robinets à tournant sphérique à entrée latérale sont assemblés en deux ou trois pièces. Chaque pièce de l’assemblage utilise des boulons ou des goujons, de la même manière que pour l’assemblage de deux brides. Les robinets à tournant sphérique à entrée latérale sont fabriqués à partir de métal forgé afin de réduire les défauts qui se produisent lorsque le robinet est fabriqué par moulage. L’utilisation de goujons pour assembler les pièces des robinets à tournant sphérique à entrée latérale facilite leur alignement. Ces vannes sont fabriquées à l’aide de sièges en composite ou en métal configurés avec un effet de piston simple ou double qui améliore les doubles blocages et les purges en position ouverte et fermée. Ces vannes sont utilisées dans diverses applications telles que les basses émissions, la cryogénie, le pétrole brut, les hautes températures, le pétrole brut, le gaz naturel, les pipelines de transmission, les lignes de transmission, les stations de mesure, le pompage et la réinjection par compression, entre autres. Les vannes à bille à entrée latérale trouvent de nombreuses applications en raison de leurs nombreux avantages tels qu’une conception simple, un poids et un volume réduits, une facilité de démontage et de réparation, un fonctionnement rapide, un joint étanche aux bulles, entre autres.