Robinet-vanne à glissière

Les vannes à tiroir sont des vannes à mouvement linéaire utilisées pour un écoulement de fluide à passage intégral sans changement de direction. Elles sont conçues pour fournir une méthode efficace de contrôle de l’écoulement des matières sèches en vrac qui s’écoulent librement. C’est une vanne idéale pour la transmission et l’interruption du mouvement des fluides, qui convient principalement pour le pétrole brut, les conduites de gaz, les dépôts de pétrole pétrochimique et autres pipelines dans le processus industriel. La face de ce type de vanne est généralement parallèle et c’est pourquoi on les appelle souvent vannes à tiroir parallèles. Elles sont généralement soit entièrement ouvertes soit entièrement fermées et ne sont normalement pas utilisées pour réguler le débit. Cependant, les vannes à tiroir peuvent également être installées à la sortie d’une pompe à pétrole pour réguler et contrôler le débit de liquide. La figure ci-dessous montre un robinet-vanne à tiroir typique :

Un robinet-vanne à tiroir typique se compose d’un corps de vanne, d’un siège de vanne, d’un disque de vanne, d’une tige, d’un presse-étoupe et d’un mécanisme de commande. Le siège et la vanne remplissent ensemble la fonction d’arrêt de l’écoulement du fluide. Un contact de surface à 360° entre le disque et le siège assure une étanchéité correcte lorsque la vanne est complètement fermée. L’accouplement correct d’un disque avec la bague d’étanchéité garantit que très peu ou pas de fuites se produisent à travers le disque lorsque la vanne est fermée. Le fonctionnement de la vanne est principalement assuré par un volant, mais les actionneurs à engrenages ou électriques sont également très courants. La structure compacte et le couple de fonctionnement plus faible des vannes à guillotine assurent une bonne étanchéité, un coefficient de résistance à l’écoulement plus faible et une durée de vie plus longue. Les vannes à guillotine sont le plus souvent utilisées dans les pipelines conçus pour l’écoulement du pétrole ou du gaz, comme dans les raffineries et les usines pétrochimiques. Ils peuvent également être utilisés dans une large gamme de pressions et de températures.

Vanne à Tiroir : Classification Structurelle

• Selon les caractéristiques structurelles, on peut la diviser en deux catégories : le robinet-vanne standard et le robinet-vanne léger. En outre, le robinet-vanne standard peut être divisé en deux catégories : le robinet-vanne sans trou de dérivation et le robinet-vanne avec trou de dérivation.
  
• Il peut également être classé en fonction de la structure du joint d’étanchéité : vanne à guillotine à double étanchéité souple et dure et vanne à guillotine métallique à étanchéité dure.

• Selon le fluide en circulation, il peut être classé comme vanne à tiroir parallèle pour les fluides fins et comme vanne à guillotine pour les fluides épais.

Vanne à tiroir : Caractéristiques structurelles

• L’incorporation de RPTFE et le traitement spécial du siège de soupape assurent une double étanchéité souple et dure.
• Le siège et le joint de la vanne sont équipés d’une soupape d’injection de graisse. Une étanchéité auxiliaire de secours en ligne peut être réalisée en cas de défaillance de l’étanchéité.

• La triple protection du joint (souple, dure, injection de graisse), confère au joint une plus grande fiabilité, réduit les fuites au zéro absolu et assure une plus longue durée de vie.

• Enlèvement facile de la saleté de la surface d’étanchéité pendant le fonctionnement de la porte.
• L’étanchéité dans la boîte à presse-étoupe du chapeau est assurée soit par un joint torique à manchon, soit par un joint de presse-étoupe en RPTFE en forme de V, soit par du graphite souple.
• Le couple d’ouverture et de fermeture est de 1/3 ou ½ fois celui des autres vannes industrielles qui sont considérées comme très faibles.
• Une double surface d’étanchéité souple et dure du siège de la vanne, un joint en graphite souple entre le corps de la vanne et le chapeau, et le joint torique ou le joint en graphite de l’ensemble d’étanchéité à la vapeur confèrent à la vanne une conception fiable à l’épreuve du feu. Cette conception permet à la vanne de supporter des températures extrêmement élevées et de répondre à toutes les exigences en matière de résistance au feu conformément aux normes API 6FA.
• L’électricité statique générée pendant le fonctionnement du siège de la vanne à tiroir est transmise au sol, par l’écrou de la tige, le palier, le support, le chapeau, le boulon, le corps de la vanne et les autres pièces métalliques reliées à la tige. Cela donne à la vanne une caractéristique antistatique pour répondre aux exigences de la statique du sol.
• Une connexion en forme de T entre la tige de la vanne et le chapeau fait partie de la conception de la tige antistatique. Une structure de joint supérieure chanfreinée à 90° pour la partie de contact du chapeau, empêche efficacement le soufflage de la tige du chapeau. Cela offre une sécurité supplémentaire lors de l’utilisation.

• Le bord de la porte comporte des chanfreins pour éviter que le joint ne soit endommagé lors du processus d’ouverture et de fermeture.
• Le dispositif de vidange et de mise à l’air libre d’un robinet-vanne à tiroir est assuré par le bouchon de vidange et de mise à l’air libre situé respectivement au bas du corps du robinet et à la partie supérieure du chapeau.
• La protection de la tige d’une vanne à tiroir est assurée par un couvercle de protection qui entoure et protège efficacement le filetage et la surface de la tige contre la corrosion due à l’environnement extérieur.

Vanne à tiroir : Caractéristiques de Fonctionnement et de Performance

Les performances d’un robinet-vanne à tiroir peuvent être largement caractérisées par divers facteurs allant de la conception à l’environnement de travail.

• Les faces parallèles de la vanne lui permettent de supporter une différence de pression totale des deux côtés de la vanne, ce qui explique qu’on les appelle souvent “vannes à tiroir parallèles”.
• Les vannes à tiroir à faces parallèles utilisent un élément de siège semblable à une vanne à tiroir à faces parallèles. Elle comporte deux disques parallèles qui sont poussés sur la fermeture contre des sièges parallèles par un écarteur.
• La structure remplaçable du siège de vanne double assure une fonction de DBB, également appelée vanne à double obturation et à purge.
• Un siège de soupape flottant dans la conception peut automatiquement libérer la pression lorsque la cavité centrale est surchargée.
• Lorsque la pression de la cavité centrale est supérieure à la pression du canal, elle sera évacuée vers le canal.
• Lorsque la pression en amont du canal est supérieure à la pression en aval (c’est-à-dire lorsque la vanne est fermée), la pression de la cavité moyenne est évacuée vers le canal en amont.
• Lorsque la pression en amont du canal est égale à la pression en aval (c’est-à-dire lorsque la vanne est complètement ouverte), la pression dans la cavité moyenne peut être évacuée par le canal bilatéral et le siège de la vanne se rétablira automatiquement après la libération de la pression.

Étapes de l’étanchéité d’un Robinet-vanne à Tiroir

• Lorsqu’il n’y a pas de pression ou que la pression à l’intérieur de la vanne (cavité centrale, entrée et sortie) est équivalente, la vanne est fermée et le joint d’étanchéité en RPTFE à la surface du siège assure l’étanchéité initiale. La bague du siège de la vanne peut automatiquement nettoyer la surface d’étanchéité des deux côtés de la vanne, chaque fois qu’elle s’ouvre ou se ferme.

• La pression du fluide de travail agit sur l’entrée de la porte, la forçant à se déplacer vers l’anneau de PTFE sur le siège de sortie. La vanne est pressée contre la surface d’étanchéité du siège métallique, formant ainsi un double joint souple et dur. L’étanchéité est obtenue en deux étapes : La première étanchéité est assurée par le PTFE et la seconde par le métal lui-même. Le siège de la vanne de sortie est également poussé jusqu’à la face frontale de l’orifice du siège du corps de la vanne, où le joint torique assure l’étanchéité entre le cercle extérieur du siège de la vanne et le corps de la vanne.

• La libération de la pression de la cavité du corps de la vanne forme un joint d’entrée et la pression du fluide agissant sur le siège de la vanne d’entrée le déplace vers la vanne. Ce joint RPTFE et l’étanchéité métal sur métal facilitent une double étanchéité souple et dure. Simultanément, le joint torique assure l’étanchéité entre le cercle extérieur du siège de la vanne et le corps de la vanne.

• Lorsque la pression dans la cavité du corps de la vanne est supérieure à la pression du pipeline, une différence de pression est créée dans la cavité. Cela pousse le siège de la soupape d’admission vers la surface d’extrémité du trou du siège de soupape en amont. La surpression à l’intérieur du corps de la vanne entre le siège amont et la surface d’étanchéité de la vanne est libérée dans la conduite en amont, ce qui détermine la fonction de décharge automatique de la vanne.

Vanne à tiroir : Avantages et limites 

Avantages

• Les vannes à guillotine parallèles nécessitent très peu d’espace dans l’axe du tuyau et la procédure d’installation est simple et conviviale.
• La restriction minimale du débit par la vanne la rend idéale pour l’écoulement en ligne droite du fluide.
• La vanne à guillotine facilite le nettoyage directement par la machine de nettoyage des tuyaux grâce au trou de dérivation installé sur le tuyau.
• La disposition coulissante de la vanne sur les deux sièges permet de l’utiliser dans des milieux avec des particules en suspension.
• Le positionnement automatique de la surface d’étanchéité du robinet-vanne à tiroir parallèle est l’avantage le plus important qui le rend adapté à une utilisation industrielle à grande échelle.
• La conception de la vanne lui permet de supporter des températures extrêmement élevées et d’éviter que la surface d’étanchéité du siège ne soit endommagée par une déformation thermique.
• Dans des conditions de froid, l’allongement de la tige ne surchargera pas la surface d’étanchéité, même lorsque la vanne est fermée.
• La vanne à guillotine sans trou de dérivation ne nécessite pas une grande précision pour la position de fermeture de la vanne, grâce à laquelle une vanne à guillotine électrique peut utiliser sa course pour contrôler la position d’ouverture et de fermeture.
• Elle peut être utilisée pour réguler et étrangler le flux de fluide si le siège est transformé en un orifice en forme de V et s’il est guidé à proximité de la vanne.

Limitations

• Le problème majeur des vannes à tiroir est la lenteur de leur actionnement et leur limitation à réguler efficacement le flux de média.
• Il est difficile d’obtenir une étanchéité satisfaisante g lorsque la pression du fluide est faible car la force d’étanchéité de la surface d’étanchéité métallique n’est pas suffisante.
• L’ouverture et la fermeture fréquentes du robinet-vanne à glissière peuvent entraîner une usure rapide de la surface d’étanchéité de la vanne lorsque la pression du fluide est élevée. L’usure peut s’aggraver si la surface d’étanchéité n’est pas correctement lubrifiée par le fluide du système ou par un fluide étranger.
• Dans le cas d’une vanne à tiroir circulaire qui se déplace horizontalement sur un rail circulaire, la vanne est sensible au contrôle du débit à 50% de la position de fermeture de la vanne.
• Le robinet-vanne à tiroir est soumis à de fortes vibrations lorsque la vanne intercepte un flux de fluide à haute vitesse et à haute densité.
• Bien que ces vannes aient une durée de vie plus longue, il n’est pas très facile d’effectuer des réparations, comme le rodage ou le meulage, par rapport à d’autres types de vannes.

Vanne à Tiroir : Un Guide de Sélection

• Les vannes plates à simple ou double obturateur sont les plus appropriées pour les oléoducs et les gazoducs.
• Lorsqu’il est nécessaire de nettoyer régulièrement le pipeline, il est préférable d’utiliser un robinet-vanne simple ou double os & y à tiroir avec trou de dérivation.
• Les vannes à guillotine simple ou double sans trou de dérivation sont utilisées dans les conduites de livraison et les équipements de stockage des produits pétroliers raffinés.
• Dans les dispositifs de tête de puits pour l’exploitation du pétrole et du gaz naturel, les vannes à simple ou double obturateur sont généralement utilisées avec des sièges de tige dissimulés et des trous de dérivation. Il s’agit généralement des normes API16A avec les niveaux de pression déterminés de API2000, API3000, API5000, API10000, API15000 et API20000.
• Les pipelines comportant des particules en suspension utilisent des vannes à guillotine de type couteau.
• Une vanne à guillotine simple ou double à joint souple os & y Slide Gate est la plus appropriée pour une utilisation dans le pipeline de transport de gaz urbain.
• Une autre utilisation d’une vanne à guillotine simple ou double à tige ouverte sans trous de dérivation se trouve dans les projets d’approvisionnement en eau urbaine.

Résumé

Le robinet-vanne à glissière se caractérise par des surfaces d’étanchéité planes entre la vanne et les sièges. Cela rend la vanne plus adaptée à une utilisation dans un écoulement de fluide en ligne droite où une restriction minimale est souhaitée. Ces vannes offrent un avantage de taille par rapport aux autres types de vannes en termes d’espace à allouer entre les brides de la conduite pour accueillir la vanne. La facilité d’installation et le coût moindre par rapport aux autres types de vannes destinées au même usage, font que cette vanne est la plus adaptée à un usage industriel comme l’industrie pétrochimique, les conduites de brut et de gaz, etc. Ntgd Valve est un fabricant professionnel de vanne à guillotine, si vous avez des questions, n’hésitez pas à nous contacter