Robinetterie, les vannes

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3.7 ROBINETTERIE


3.7.1 GENERALITES
a) Rôle essentiel de la robinetterie
: Permettre ou interrompre, voir régulariser le débit d’un fluide dans une tuyauterie.

b) Caractéristiques: La robinetterie doit être étanche, avoir une très bonne résistance mécanique et chimique.

La robinetterie est très diversifiée et on peut citer parmi les types les plus couramment utilisés:

- Gate valve ( vanne )
- Butterfly valve ( vanne papillon )
- Globe valve ( soupape )
- Needle valve ( robinet à pointeau )
- Check valve ( clapet )
- Pluck cock ( robinet à boisseau )

Toute cette robinetterie est constituée d’un obturateur, un corps lié à la tuyauterie et contenant l’obturateur ainsi qu’un dispositif de manœuvre. Les séries ( ex. PN 64 ou encore ASA 600 Lbs ) sont identiques à celles des brides correspondantes. Les normes DIN et ASA s’appliquent à la robinetterie.

c) Choix de la série pour robinetterie suivant ASA ( Fig 1-109)

d) Choix du PN et des matériaux à utiliser d’après DIN 2401 ( extrait ) Fig 1-110



e) Remarques :


Pour la robinetterie, le choix des matières tant pour le corps que pour le siège et l’opercule dépend de la pression et de la température, mais également des caractéristiques physiques et chimiques du fluide à véhiculer. Des métaux non ferreux tels que le bronze, le laiton, .... sont utilisés sur certains sites, mais interdits sur un site produisant de l’ ammoniaque par exemple. Les plastiques ( ex. PVC pour le chlore ) et la céramique ( ex. HNO3 concentré 99% ) sont également utilisés sur ces sites chimiques.

3.7.2 VANNES (Gate valves)
Elles sont à passage direct, d’où pertes de charge faibles. Ces vannes n’ont pas de fonction de réglage par laminage. On trouve des vannes à tige fixe et vis intérieure ( Fig 1-111a ) et des vannes à tige montante ( Fig 1-111b ). Le volant de manœuvre porte l’écrou où se fixe la tige de manœuvre. Il n’y a pas de déplacement en translation et pour certaines vannes, le volant se déplace sur la tige. La position de la tige indique si la vanne est en position ouverte ou fermée.

La liaison avec la tuyauterie s'effectue par brides, soudage, vissage etc comme le montre la Fig 1-112



Les sièges de l'opercule peuvent être soit inclinés, soit parallèles. Le coin servant d'opercule peut être réalisés de diverses manières:

Exemples : Fig 1-113 => a) = coin unique ; b) coin articulé ; c) coins flexibles et d) coin à ressort.





La forme générale du corps peut être méplate ou ronde suivant le fabricant. Le corps peut être forgé coulé ou encore mécano-soudé Fig 1-114. Le choix de l'opercule dépend de la pression, de la température de service et du degré d'étanchéité. Pour des pressions élevées, il est recommandé d'utiliser des vannes avec " by-pass " Fig 1-114 permettant d'équilibrer la pression de chaque côté de l'opercule lors d'une manœuvre d'ouverture, alors que le fluide agit avec toute sa pression d'un seul côté ( ex : p = 25 berg et dn 100 nous aurons une poussée de P = ( 3,14 x 10²/4 )x 25 = 1962,5 daN.

Toutes ces vannes peuvent être obtenues dans une gamme étendue de pressions et de diamètres et sont

Utilisées pour tous les fluides non corrosifs ( eau, vapeur, gaz, … ). Les volants peuvent être manœuvré à la main, par chaîne, par tringlerie, par moteur électrique ( avec ou sans réducteur ) et peuvent être télécommandés.

- Vannes particulières



Ces vannes sont particulièrement destinées aux usines chimiques, pour des fluides corrosifs ou non, ou des usages spéciaux. On distingue par exemple:

- Les vannes papillon ( butterfly valves ) Fig 1-115. Elles possèdent une faible étanchéité mais ont une manœuvre rapide et une perte de charge peu élevée pour autant que l’opercule soit en position d’ouverture maximale ( axe de la tuyauterie ). Il existe une gamme importante de diamètres ( dn 50 à dn 1500 ).

Construction avec ou sans brides. Ces vannes admettent des températures peu élevées et des pressions réduites ( de l’ordre de PN 16 )

Les garnitures souples peuvent être en téflon, viton, néoprène, etc .....


Remarque : Pour le lecteur intéressé par la conception de la robinetterie, voir l’ouvrage édité par la SNRI route du Treuil BP 107, 16700 Ruffec – France. Robinetterie industrielle – La maîtrise des éléments par J. Lephilibert Ing AM et ENSP.

- Vannes à membrane et à manchon ( FIG 1-117 a & b )

Ces vannes sont utilisées pour l’eau, les liquides chargés et parfois pour certains fluides corrosifs, etc.... . On trouve également des vannes avec revêtement intérieur en alliages spéciaux, des vannes en plastique, vannes à double enveloppes pour réchauffage à la vapeur ( conduite d’ UREE - NITRATE par exemple.)

 
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