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Valve en titane

April 6, 2023

Qu’est-ce qu’une valve en titane ?

Une valve en titane est une valve qui est fabriquée en matériau de titane. La couleur du titane est l’argent, et donc de la valve. Le titane est un métal unique qui présente une superbe combinaison de propriétés physiques, chimiques et mécaniques. Les fabricants de vannes en titane utilisent le titane à l’état métallique ou l’allient à d’autres éléments pour améliorer ses propriétés et ainsi fabriquer des vannes plus perfectionnées. La résistance à la corrosion et le rapport élevé entre la résistance et la densité sont les principales propriétés qui rendent les vannes en titane hautement préférables. En tant que tel, il permet de produire des vannes très solides et légères. Le faible poids est attribué à la faible densité du matériau en titane, 4540 kg/m3 , par rapport à l’acier, 7750 kg/m3 . Le matériau en titane résiste mieux à l’acier. En effet, il se combine avec l’oxygène pour former de l’oxyde de titane, qui est passif et tenace et ne s’écaille pas comme la rouille sur l’acier.

Valve en titane

Figure : Valve en titane.

 

Comment fonctionne une valve en titane ?

Il existe plusieurs types de titane utilisés dans différentes applications industrielles et domestiques. Le principe de fonctionnement de base d’une vanne en titane est le même. La vanne fonctionne en ayant au moins un composant de fermeture. Le composant de fermeture est responsable de l’ouverture et de la fermeture du flux de fluide à travers la valve. Le composant de fermeture ferme ou ouvre la vanne en étant activé par un volant ou un levier manuel pour les vannes manuelles. Un actionneur active le composant de fermeture pour les vannes automatiques et semi-automatiques afin de permettre ou d’arrêter l’écoulement du fluide selon les besoins.

 

Types de valves en titane

Vanne à bille en titane

Une vanne à bille en titane est conçue avec un composant en forme de bille qui ferme et ouvre le flux de fluide. La bille possède un trou en son centre par lequel le fluide s’écoule. La position de la bille est contrôlée à l’aide d’un volant ou d’un actionneur.

Vanne à bille en titane

Figure : Vanne à bille en titane.

Ce type de vanne peut contrôler, guider, diriger et moduler différents fluides. Ce type de vanne est également connu sous le nom de vanne quart de tour car elle s’ouvre ou se ferme en tournant le volant à main selon un angle de 90o degrés. Lorsque le volant fait un quart de tour, la bille fait un quart de tour similaire, et ainsi le trou en son centre devient aligné avec un tuyau connecté à la vanne. Ainsi, le fluide trouve la valve creuse et s’écoule vers le système de tuyauterie. Ce type de vanne est très fiable et a une longue durée de vie. Elle peut également être actionnée à l’aide d’actionneurs pneumatiques ou électriques pour un système de tuyauterie automatisé ou semi-automatisé. Cependant, les fabricants de vannes en titane ne recommandent pas cette vanne pour l’étranglement.

Figure : Fonctionnement d’une vanne à bille en titane.

Les avantages de l’utilisation de vannes à bille en titane sont les suivants :

  • Conception simple et compacte facilitant la réparation, l’entretien et le nettoyage.
  • Polyvalent en taille, il convient à différents débits dans différentes applications.
  • Facile à installer, à monter et à démonter.
  • Débit élevé et faible chute de pression. Faibles pertes de charge de la pompe le long du système de tuyauterie.
  • Leur fonctionnement est rapide, puisqu’il suffit d’un quart de tour pour lancer et arrêter l’écoulement du fluide.
  • Il assure l’étanchéité parfaite du flux de fluide dans son état fermé, sans aucune fuite.

Toutefois, cette vanne présente quelques inconvénients, qui sont les suivants :

  • Ouverture et fermeture rapides, entraînant des surpressions et des coups de bélier.
  • Taux d’usure élevé de la bille utilisée pour arrêter l’écoulement.

Clapet anti-retour en titane

Cette vanne est utilisée pour empêcher le fluide de s’écouler en sens inverse dans un système de tuyauterie. Cette vanne n’est pas équipée d’un actionneur ou d’un volant manuel comme c’est le cas pour les autres vannes. Elle est conçue pour fonctionner automatiquement sans l’intervention d’un opérateur de vanne. Elle est également connue sous le nom de clapet anti-retour, clapet de pied ou clapet à sens unique. Les fabricants de clapets anti-retour en titane conçoivent cette vanne pour permettre l’écoulement du fluide dans une seule direction, c’est-à-dire du côté aspiration au côté refoulement. Le clapet arrête toujours toute tentative du fluide de s’écouler vers l’arrière. Cette vanne utilise un disque ou une bille pour arrêter le retour du fluide.

Figure : Clapet anti-retour en titane.

Cette vanne fonctionne sur le principe de la différence de pression. La soupape s’ouvre lorsque le fluide s’écoulant du côté de l’aspiration a une pression élevée, c’est-à-dire lorsque la pompe débite du fluide. La pression élevée du côté de l’aspiration agit sur le disque ou la bille de la vanne, le forçant à se soulever. Ce processus laisse la soupape ouverte et le fluide s’écoule. Le fluide continue de s’écouler jusqu’à ce que la pression d’aspiration diminue ou que la pompe soit arrêtée. L’arrêt de la pompe entraîne la réduction à zéro de la pression d’aspiration, et le fluide s’écoule donc en sens inverse. Cependant, avec un clapet anti-retour, aucun liquide ne reflue car les fabricants de clapets anti-retour en titane conçoivent ces clapets avec une grande sensibilité aux changements de pression et d’écoulement du fluide. Ainsi, tout reflux sera arrêté immédiatement après l’arrêt de l’écoulement vers l’avant. Ce type de vanne convient à diverses applications telles que l’alimentation et les boissons, l’approvisionnement en eau, les systèmes de chaudière et les produits pharmaceutiques.

Figure : Fonctionnement d’un clapet anti-retour en titane.

Les avantages de cette vanne sont les suivants :

  • Fonctionnement automatique.
  • Moins cher que les autres vannes qui doivent avoir un actionneur ou un volant.
  • Polyvalent dans sa taille, il s’adapte à différents débits.
  • La faible chute de pression évite les pertes de charge importantes.
  • Rapide à utiliser.
  • Pas de reflux et donc pas de contamination en amont de la tuyauterie.

Les inconvénients de cette valve sont les suivants :

  • Convient pour un seul sens d’écoulement.
  • Sujet aux coups de bélier.
  • Pas idéal pour un débit pulsé.

Robinet-vanne en titane

Cette vanne fonctionne à l’aide d’un élément rectangulaire ou cunéiforme appelé disque ou opercule. Le disque est responsable de la fermeture et de l’ouverture du flux de fluide à travers la vanne. Ce type de vanne est idéal pour les tuyaux de grand diamètre à partir de 2 pouces. Cette vanne est actionnée par un volant manuel, un actionneur pneumatique ou électrique. Les fabricants de vannes en titane ne recommandent pas l’utilisation de cette vanne pour l’étranglement. En effet, la pression élevée du fluide peut provoquer l’érosion ou l’endommagement de l’obturateur de la vanne et ainsi réduire considérablement sa durée de vie.

Robinet-vanne en titane

Figure : Robinet-vanne en titane.

Le fabricant de robinets-vannes en titane conçoit ce robinet avec trois composants principaux : le corps, le chapeau et la garniture. La garniture est composée du disque, des sièges et de la tige. Le corps relie le robinet à la conduite, tandis que le chapeau contient les parties mobiles du robinet. Le robinet fonctionne en faisant tourner plusieurs fois le volant à main. La tige transforme la rotation du volant en un mouvement linéaire vers le haut et vers le bas pour permettre au disque d’ouvrir et de fermer l’écoulement du fluide, respectivement.

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

Les avantages des robinets-vannes en titane sont :

  • Convient à l’écoulement bidirectionnel des fluides.
  • Faible chute de pression, ce qui améliore l’efficacité du débit.
  • Permet une pression élevée et un débit de fluide important.
  • Capacité de fermeture parfaite sans fuite de liquide.

Les inconvénients des robinets-vannes en titane sont :

  • Ce n’est pas l’idéal pour limiter le débit d’un fluide.
  • Fonctionnement lent. Il faut plus d’un tour pour ouvrir ou fermer complètement l’écoulement du fluide.

Robinet à soupape en titane

Il s’agit d’une vanne en titane conçue avec un corps de forme sphérique. Cette vanne est similaire au robinet-vanne. Cependant, cette vanne est facile à utiliser car elle nécessite moins de tours qu’un robinet-vanne en titane. L’élément utilisé pour fermer et ouvrir le flux de fluide est un disque. Les fabricants de robinets à soupape en titane conçoivent ce type de robinet pour la fermeture et l’étranglement du flux de fluide. La vanne est conçue pour provoquer deux changements dans la direction de l’écoulement du fluide, ce qui entraîne une résistance élevée à l’écoulement et, par conséquent, une forte chute de pression, contrairement aux autres vannes en titane.

Valve à globe en titane

Figure : Valve à globe en titane.

Un robinet à soupape en titane se compose d’un disque qui se déplace de haut en bas pour démarrer, arrêter ou réguler le débit du fluide. Lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre, le disque se déplace vers le haut, laissant la vanne ouverte pour l’écoulement du fluide. Lorsque le volant est tourné dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, il force le disque à se déplacer vers le bas et arrête ainsi l’écoulement du fluide.

Figure : Fonctionnement d’un robinet à soupape en titane.

Les avantages des robinets à soupape en titane sont les suivants :

  • Convient pour l’étranglement du flux de fluide.
  • Fiable dans les applications de fermeture car il ne permet pas de fuite de fluide.
  • Rapidité de fonctionnement par rapport au robinet-vanne.
  • Disponible en plusieurs modèles pour différentes applications.

Inconvénients :

  • Chute de pression.
  • Le poids est lourd.
  • Nécessite un couple élevé pour fonctionner.

Vanne papillon en titane

Cette vanne utilise un mouvement quart de tour pour ouvrir, réguler ou fermer le flux de fluide. Elle se compose d’un disque situé le long du trajet du fluide. Ce disque contrôle le débit du fluide. Un volant, un actionneur pneumatique ou électrique est utilisé pour actionner le disque par l’intermédiaire d’une tige de vanne.

Vanne papillon en titane

Figure : Vanne papillon en titane.

La vanne papillon en titane fonctionne de la même manière que la vanne à bille. Cependant, la vanne papillon est préférée car elle est facile à utiliser et légère. En outre, cette vanne n’utilise pas de bille comme élément de fermeture mais plutôt un disque. L’écoulement du fluide commence lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d’une montre sur 90o degrés. Le disque de la vanne tourne alors, ce qui le rend parallèle à la direction de l’écoulement du fluide. L’écoulement du fluide s’arrête lorsque le volant est tourné dans la direction opposée, ce qui fait tourner le disque d’un quart de tour et le rend perpendiculaire à la direction de l’écoulement du fluide. Dans cet état, l’écoulement du fluide est arrêté. Lorsque le volant est tourné partiellement dans le sens des aiguilles d’une montre, il force le disque à laisser un petit espace pour l’écoulement du fluide.

Figure : fonctionnement d’une vanne papillon en titane.

Avantages d’une vanne papillon en titane :

  • Ouverture/fermeture facile et rapide de l’écoulement du fluide.
  • Convient pour la manipulation de fluides propres et de fluides avec des boues.
  • Relativement peu coûteux.

Inconvénients :

  • Ne convient pas pour l’étranglement en cas de haute pression.
  • Sujet à la cavitation.

 

Applications des valves en titane

  • Ces vannes sont utilisées dans l’industrie du pétrole et du gaz.
  • Ils sont utilisés dans les industries pétrochimiques et chimiques en raison de leur excellente résistance à la corrosion.
  • Les vannes en titane sont utilisées dans les centrales électriques à vapeur.
  • Ils sont utilisés dans l’approvisionnement en eau des municipalités et des entreprises.
  • Les vannes en titane sont utilisées dans le traitement de l’eau et l’industrie alimentaire.

 

Avantages des valves en titane

  • Les vannes en titane sont plus légères que celles en acier.
  • Ils ont une résistance mécanique élevée.
  • Ces vannes présentent une excellente résistance à la corrosion, même aux fluides indésirables tels que l’eau chlorée, l’acide sulfurique et l’eau régale, entre autres.
  • Les vannes en titane sont polyvalentes en termes de taille et conviennent donc à différents débits.
  • Ils ont un point de fusion élevé qui convient aux applications à haute température.
  • Ils sont très résistants aux chocs.

 

Inconvénients des valves en titane

  • Ces valves sont plus chères que celles en acier, en bronze et en laiton.

 

Dépannage des valves en titane

Aucun écoulement de fluide à travers la valve

  • Blocage du côté aspiration du tuyau. Vérifiez le tuyau et retirez toute matière susceptible de provoquer une obstruction.

Fuite entre la vanne et le raccord du tuyau

  • Connexion desserrée. Serrez les boulons et les écrous qui relient la vanne au tuyau.
  • Joint d’étanchéité usé. Remplacez le joint d’étanchéité.

Fuite à travers le corps de la valve

  • Connexion lâche. Serrez les boulons du corps de la vanne et du chapeau.
  • Joints usés. Remplacez les joints.
  • Pression élevée du fluide. Utilisez la valve à la pression du fluide recommandée par le fabricant de la valve en titane. 

Le volant/levier à main est difficile à actionner

  • Matériaux étrangers dans la valve. Démontez la vanne et retirez les matières étrangères.
  • Tige de soupape endommagée. Remplacez la tige.

La vanne ne se ferme pas complètement

  • Disque usé. Remplacez le disque.
  • Sièges de soupape usés. Remplacez les sièges.
  • Matières étrangères dans la valve. Démontez la vanne et nettoyez les matériaux.

 

Résumé

Les vannes en titane sont des vannes fabriquées en titane. Ces vannes possèdent de superbes caractéristiques nécessaires dans la plupart des industries. La vanne fonctionne à l’aide d’un composant de fermeture qui permet ou ferme l’écoulement du fluide selon les besoins. Le composant de fermeture est activé pour fonctionner à l’aide d’un volant ou d’un actionneur par le biais d’une tige de vanne. La vanne peut être automatisée, semi-automatisée ou entièrement manuelle. Les fabricants de vannes en titane produisent différents types de vannes, notamment des clapets anti-retour en titane, des robinets-vannes en titane, des vannes à bille en titane, des vannes papillon en titane et des robinets à soupape en titane, entre autres. Ces vannes sont utilisées dans des applications industrielles impliquant des milieux corrosifs, des températures élevées et des pressions élevées. Ces applications comprennent, entre autres, les centrales électriques, l’industrie chimique et pétrochimique, le pétrole et le gaz, et l’approvisionnement en eau.

Ces vannes sont préférées aux autres vannes en raison de leur légèreté, de leur grande solidité, de leur résistance aux températures élevées, de leur taille polyvalente, de leur grande résistance aux chocs et de leur excellente résistance à la corrosion. Cependant, les valves en titane sont plus chères que celles en acier, en bronze et en laiton.

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