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Valve à bille

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Valve à bille

La vanne à bille est principalement utilisée pour couper, distribuer et changer la direction du flux de fluide dans une canalisation. L’ouverture de la vanne à bille en forme de V a également une bonne fonction de réglage du débit. Il suffit de faire tourner la vanne à bille de 90 degrés et de lui appliquer un petit couple de rotation pour qu’elle se ferme hermétiquement. La cavité du corps de la vanne, complètement égale, fournit un canal d’écoulement direct avec peu de résistance pour le fluide.

La vanne à bille a une structure simple et une bonne étanchéité. Elle peut être configurée avec un diamètre nominal plus petit, un poids léger, une faible consommation de matériaux, une petite taille d’installation, un faible couple d’entraînement, un fonctionnement simple, une ouverture et une fermeture rapides et un fonctionnement facile dans une certaine plage de passage nominal et une maintenance. La vanne à bille convient aux fluides de travail généraux tels que l’eau, les solvants, les acides et le gaz naturel, mais aussi aux fluides aux conditions de travail sévères, tels que l’oxygène, le peroxyde d’hydrogène, le méthane et l’éthylène.

 

Table des matières

1. types de robinets à boisseau sphérique

2. structure et principes de fonctionnement des robinets à boisseau sphérique

3. norme de conception des robinets à boisseau sphérique et application

Avantages de la vanne à bille

5. entretien de la vanne à bille

6. Guide de sélection des robinets à boisseau sphérique

 

1. Types de vannes à bille

Il existe de nombreuses variantes de robinets à boisseau sphérique, et de nouveaux types de robinets à boisseau sphérique continuent d’apparaître. Selon les caractéristiques et les utilisations des robinets à boisseau sphérique, on peut les diviser en plusieurs types.

 

1)Based sur la méthode de soutien du ballon :

Il peut être divisé en vanne à bille flottante et vanne à bille à tourillon

a. Robinet à boisseau sphérique flottant

Sa principale caractéristique est que la sphère/balle n’a pas d’arbre/tronc de support. La bille/sphère est soutenue par des sièges de soupape aux deux extrémités de l’entrée et de la sortie de la soupape. La tige de la vanne et la bille/sphère sont reliées de manière mobile, comme le montre la figure 1-1. La bille est prise en sandwich par deux sièges de soupape et se trouve dans un “état flottant”. La boule peut être tournée librement entre deux sièges de soupape avec la tige de soupape par un levier ou un autre dispositif d’entraînement. Lorsque le passage d’écoulement de la bille est aligné avec le passage de la soupape, la soupape à bille est à l’état ouvert. L’écoulement est régulier et la résistance à l’écoulement de la soupape est minimale. Lorsque la sphère/boule est tournée de 90°, le passage d’écoulement de la sphère/boule est perpendiculaire au passage de la soupape. La vanne à bille est à l’état fermé, et la sphère est poussée vers le siège de sortie de la vanne (derrière la vanne) sous l’action de la pression du fluide pour assurer une étanchéité parfaite.

floating ball valve

Valve à bille

Les principaux avantages des robinets à boisseau sphérique flottants : structure simple, fabrication aisée, faible coût et fiabilité. La performance d’étanchéité de la vanne à bille flottante est liée à la pression du fluide. Dans les mêmes conditions, plus la pression est élevée, plus l’étanchéité est facile à obtenir. Mais il faut se demander si le matériau du siège de soupape peut résister à la charge que lui transmet la bille, car la force générée par la pression du fluide sur la bille sera entièrement transmise au siège de soupape. Pour les soupapes à bille flottante de plus grande taille, car lorsque la pression est élevée, le couple de fonctionnement augmente et le poids de la bille elle-même est important. La répartition de la pression générée par le poids sur la surface d’étanchéité du siège de soupape est inégale. Normalement, la pression dans le demi-cercle sur le plan horizontal du diamètre de l’alésage est faible, et la pression dans le demi-cercle inférieur est importante. Il en résulte une usure inégale du siège de soupape et des fuites. C’est pourquoi les soupapes à bille flottantes conviennent généralement aux soupapes de taille inférieure à 8″.

b. Robinet à boisseau sphérique monté sur un tourillon

The ball connected with the upper stem and lower trunnion, or is made into an integral coupling type ball, where the ball is forged (welded) with the upper trunnion and lower trunnion to be integrated on the bearing/trunnion plate. Hence, the ball move freely perpendicular to the valve body but not move along the channel axis. Therefore, when the trunnion mounted ball valve is in operation, all the force generated by the fluid pressure on the ball is transmitted to the bearing/trunnion. The ball will not be pushed towards valve seat. So the valve seat will be not subjected to excessive pressure. The Trunnion Mounted Ball valve has low torque, small deformation of valve seat due to excessive pressure. It has stable sealing performance, long service life, suitable for high pressure and larger valve diameter.

trunnion mounted ball valve

Robinet à boisseau sphérique monté sur un tourillon

La clé de l’étanchéité d’une vanne à boisseau sphérique montée sur un tourillon est le choix correct de la conception du siège de la vanne à ressort. Concevoir correctement la dimension du siège, utiliser pleinement la pression du fluide et la force du ressort pour répondre aux exigences d’étanchéité.

 

2) types de robinets à boisseau sphérique par type d’installation

Peut être divisé en entrée par le haut, entrée latérale, entrée en diagonale, etc. Pour la vanne à bille à entrée latérale, selon l’application et la taille de la vanne, le corps de la vanne est de deux types : corps monobloc et corps divisé. Le robinet à boisseau sphérique à corps divisé est divisé en deux types de corps et en trois types de corps.

a. Robinet à boisseau sphérique à entrée par le haut

La caractéristique du robinet à boisseau sphérique à entrée par le haut est que le corps du robinet est d’une seule pièce, recouvert sur le dessus d’un chapeau, et que la bille, la bague d’étanchéité et le siège du robinet sont tous installés par le haut du corps du robinet.

top entry ball valve

Robinet à boisseau sphérique à entrée par le haut

Les avantages des robinets à boisseau sphérique à entrée par le haut : Lors de la révision ou du remplacement du siège de soupape, il n’est pas nécessaire de retirer la soupape de la conduite. Elle peut ouvrir le chapeau en ligne et retirer la bille. Elle convient parfaitement aux conduites souterraines, en particulier pour l’industrie de l’énergie nucléaire. Pour les vannes à bille à 3 voies, les vannes à bille à 4 voies et les vannes à bille à plusieurs voies, il est très difficile d’installer ou de retirer les deux extrémités de la vanne en raison de la taille de leurs sphères/billes, et la cavité du corps de la vanne à bille à plusieurs voies elle-même est très grande et lourde. Le robinet à boisseau sphérique à entrée par le haut est plus approprié que le robinet à boisseau sphérique à entrée latérale.

Les inconvénients de la vanne à bille à entrée par le haut sont la taille et le poids, qui sont généralement très grands et lourds. En général, elle ne convient pas aux applications à haute pression.

b. Vanne à bille à entrée latérale

  • Entrée latérale Corps en une seule pièce

The ball is installed from one end of the valve, and the valve seat and the ball are fixed and compressed with a screw sleeve. This ball valve has a simple structure, lesser components, and is easy to manufacture and install. It is suitable for small diameters, especially for viscous or crystallizing media, such as urea, where the valve body needs to be made into a thermal insulation jacket.

side entry ball valve

Vanne à bille à entrée latérale

  • Entrée latérale divisée 2pcs Corps Robinet à boisseau sphérique

The vertical cross-section of the valve body along the channel axis is divided into asymmetrical left and right pieces. The ball is installed in body cavity space, and the left and right valve pieces are flanged or threaded.

side entry 2pc ball valve

Valve à bille 2pc à entrée latérale

Comme le corps de la vanne est divisé en deux parties, par rapport au type intégral, la moitié du corps de la vanne est plus légère, facile à couler (forgée) et à usiner.

  • Vanne à bille à entrée latérale divisée en 3 parties

side entry 3pcs ball valve

Valve à bille 3pc à entrée latérale

Pour les robinets à boisseau sphérique de plus grandes dimensions nominales, afin de faciliter le processus de fabrication et d’assemblage, on utilise souvent la conception du corps en trois parties à entrée latérale. Le corps de la vanne est divisé en trois parties le long de la section transversale qui est perpendiculaire à l’axe du canal au niveau des deux sièges de vanne symétriques par rapport à la tige de la vanne. L’apparence de la valve est égale et soignée, et sa fabrication est conviviale. L’inconvénient est dû au fait que l’extrémité à bride augmente le poids.

 

2. Structure et principes de fonctionnement de la vanne à bille

La vanne à bille est principalement constituée d’un corps de vanne, d’un siège, d’une bille, d’une tige de vanne, d’une poignée (ou d’un autre dispositif d’entraînement). Le robinet à boisseau sphérique utilise une bille munie d’un trou traversant rond comme pièce d’ouverture et de fermeture. La bille tourne avec la tige de la vanne pour réaliser l’action d’ouverture et de fermeture. La fonction principale du robinet à boisseau sphérique est de couper ou de connecter. Le principe de fonctionnement consiste à appliquer un certain couple sur l’extrémité supérieure de la tige de la vanne à l’aide d’une poignée ou d’un autre dispositif d’entraînement et à le transmettre à la bille, de sorte que la bille tourne de 90° autour de l’axe perpendiculaire au passage d’écoulement. Lorsque l’orifice de la sphère/bille et l’axe du passage du corps de la vanne coïncident ou sont verticaux, cela indique que la vanne à bille a été entièrement ouverte ou entièrement fermée, de manière à atteindre l’objectif d’ouverture et de fermeture du passage.

 

3. Norme de conception des robinets à boisseau sphérique et application

API 608 《Metal Robinets à bille – à brides, filetés et soudés End》

API 6D 《Specification pour les pipelines et les conduites Valves》

ISO 7121 《Steel robinets à boisseau sphérique pour usage industriel général applications》

ISO 14313 《Petroleum Et les industries du gaz naturel – Systèmes de transport par conduites – Pipeline Valves》

BS EN ISO 17292《Metal Robinets à boisseau sphérique pour le pétrole, la pétrochimie et les secteurs connexes Industries》

AWWA C507 《Ball Soupapes, 6 In. à 60 In. (150 mm à 1 500 mm)》

ASME B16.5 《Pipe Brides et raccords à brides NPS 1/2 à NPS 24 Métrique/pouce Standard》

ASME B16.10 《Face-to-Face et End-to-End Dimensions de Valves》

ASME B16.34 《Valves – à brides, filetés et soudés End》

ASME B16.25 《Buttwelding Ends》

API 607 《Fire Test pour les robinets à quart de tour et les vannes équipées d’un dispositif non métallique Seats》

 

4. Avantages de la vanne à boisseau sphérique

1)Low résistance à l’écoulement, le robinet à boisseau sphérique à orifice intégral a une résistance à l’écoulement presque nulle

2)Simple design, petit par la taille et le poids

3)Reliable joint étanche. Actuellement, le matériau de la surface d’étanchéité des robinets à boisseau sphérique est un plastique largement utilisé, qui présente de bonnes performances d’étanchéité. Il permet d’obtenir une étanchéité complète, sans aucune fuite, et a été largement utilisé dans les systèmes à vide.

4)Operation convivial, ouverture/fermeture rapide, de complètement ouvert à complètement fermé avec seulement une rotation de 90°. Convient comme vanne à distance.

5)Maintenance Configuration simple et conviviale avec un joint dynamique facile à remplacer.

6)When complètement ouverte ou complètement fermée, la surface d’étanchéité de la bille et du siège n’est pas en contact avec le fluide lorsque celui-ci s’écoule. Par conséquent, la surface d’étanchéité ne sera pas facilement contaminée et érodée.

7)Wide possibilité d’application de petits diamètres jusqu’à quelques millimètres, de grands diamètres jusqu’à quelques mètres, et de vide poussé à haute pression.

8)The L’ouverture et la fermeture de la vanne à boisseau sphérique ont un effet d’essuyage et conviennent donc aux fluides contenant des particules flottantes.

 

5. Entretien du robinet à boisseau sphérique

1)Inspect l’apparition de la vanne à bille ;

2)Check si l’actionneur et le système de support connexe présentent une fuite d’huile ;

3) Vérifiez l’étanchéité du corps du robinet à boisseau sphérique et de ses accessoires, des brides et des autres points d’étanchéité ;

4) Purge du robinet à boisseau sphérique, une purge régulière du robinet à boisseau sphérique est un moyen efficace d’assurer la propreté de la cavité du robinet et du système d’étanchéité

5) Vérifiez la cavité interne du robinet à boisseau sphérique, après avoir vidé le robinet, après un intervalle de 10 à 20 minutes, ouvrez à nouveau le robinet de vidange pour vérifier l’étanchéité du robinet

6) Pour les robinets à boisseau sphérique manuels, entièrement ouverts ou entièrement fermés plus de deux fois, vérifiez si la fonction ouverture-fermeture du robinet est activée. Un seul opérateur est autorisé à la faire fonctionner. Une pression et une force excessives ne sont pas autorisées lors du fonctionnement de la vanne. Pour les vannes qui ne fonctionnent pas pendant longtemps ou qui sont utilisées dans des environnements à basse température, il peut y avoir des problèmes d’accumulation de matières étrangères ou de blocage dans la vanne. Avant de faire fonctionner la vanne à bille, vous devez d’abord injecter une petite quantité de liquide de nettoyage ou de graisse pour protéger le joint de la vanne

7) Vérifier si le fonctionnement de la vanne complètement ouverte ou complètement fermée fonctionne, vérifier s’il y a un phénomène de blocage, si le couple de la vanne est trop important (le fonctionnement par une seule personne est difficile), le liquide de nettoyage doit être injecté pour nettoyer complètement et déplacer la vanne

8) Correction de tous les problèmes identifiés.

 

6. Guide de sélection des robinets à boisseau sphérique

1)For les oléoducs et gazoducs qui doivent être nettoyés et enterrés sous terre, choisir une structure de vanne à bille à passage intégral, entièrement soudée ; pour une vanne à terre, choisir une vanne à bille à passage intégral soudée ou à bride ; pour l’oléoduc et l’équipement de stockage du produit pétrolier, choisir une vanne à bille à bride

2)In le système de gazoduc, il est conseillé de choisir un robinet à boisseau sphérique monté sur un tourillon strictement dégraissé et un raccordement à bride. Pour les systèmes de tuyauterie et les dispositifs de fluides à basse température, il convient de choisir des robinets à boisseau sphérique à basse température avec des chapeaux allongés.

3) Sur le système de pipeline du dispositif de craquage catalytique du dispositif de raffinage du pétrole, on peut choisir une vanne à bille de type à tige montante. Dans l’équipement et le système de tuyauterie des milieux corrosifs tels que l’acide et l’alcali dans le système chimique, il convient de choisir une vanne à bille entièrement en acier inoxydable, en acier inoxydable austénitique avec du PTFE comme bague de siège

4) Les systèmes métallurgiques, les systèmes d’énergie électrique, les installations pétrochimiques et les systèmes ou dispositifs de tuyauterie à moyenne température dans les systèmes de chauffage urbain peuvent utiliser des vannes à bille scellées métal sur métal. Lorsqu’un ajustement du débit est nécessaire, il est possible de choisir entre un entraînement à vis sans fin, un robinet à boisseau sphérique à réglage pneumatique ou électrique avec une ouverture en forme de V

 

La fin :

NTGD Valve est un fabricant professionnel de robinets à bille, n’hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions