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ROBINET À BOISSEAU CONIQUE OU CYLINDRIQUE

Généralités
Les vannes à boisseau coniques ou cylindriques ont un fonctionnement quart de tour. Elles sont extrêmement compacts et peuvent être intéressantes si le poids, l'espace et le coût doivent être minimisés. Ces vannes à la plupart des fluides de process et de service. La vanne à boisseau conique ou cylindriquea également une bonne caractéristique de contrôle qui peut être utilisée dans des applications nécessitant un étranglement limité telles que la dérivation, l'équilibrage de la pression, etc. Seules les vannes à passage intégral et à orifice rond peuvent être raclées. Il existe six types de vanne à boisseau conique/cylindrique :
  1. Type lubrifié à pression équilibrée qui repose généralement sur l'injection de mastic pour fournir un joint étanche aux bulles.
  2. Manchonné et revêtu qui utilisent un manchon ou un revêtement complet en PTFE. 
  3. Type semi-équilibré incorporant un palier de butée et des sièges actifs.
  4. Vanne à boisseau expansible.
  5. Vanne à boisseau conique à levage.
  6. Vanne à boisseau excentrique.

Les vannes à boisseau sont fabriquées en cinq modèles de corps, avec des formes d'orifices et des zones comme suit :
  1. Modèle d'ouverture ronde. Orifices ronds à passage intégral dans le corps et le bouchon.
  2. Motif régulier. Environ 60 % de la surface du tuyau. Orifices de siège de forme rectangulaire ou trapézoïdale.
  3. Modèle Venturi. Orifices de siège à surface très réduite de forme ronde ou rectangulaire ou trapézoïdale se rapprochant d'un venturi pour faciliter la récupération de pression. Moins cher, avec des exigences de couple de fonctionnement inférieures à celles d'une vanne à modèle régulier. La résistance à l'écoulement des vannes à venturi doit être vérifiée, en particulier sur les systèmes liquides et multiphases, et la vitesse doit être vérifiée si l'érosion est une possibilité.
  4. Modèle court. Orifices de siège à surface très réduite de forme rectangulaire ou trapézoïdale, avec une dimension face à face correspondant aux vannes à coin. Uniquement disponible dans les classes 150 et 300. Non recommandé dans les grandes tailles sur les applications de débit car la courte longueur entraîne un changement brusque de la forme de la gorge entre les brides et le clapet.
  5. Modèle de prise double . Des versions avec deux clapets à pression équilibrée dans un seul corps sont disponibles, offrant une double fonction d'isolation et certaines d'entre elles (pressions nominales plus élevées) occupent la même longueur face à face qu'une vanne à boisseau sphérique, à clapet ou à vanne standard. Cependant, cela se fait au détriment d'un passage de débit beaucoup plus réduit (mais pas autant qu'une vanne à orifice de risque). 

VANNE À BOISSEAU CONIQUE LUBRIFIÉE ET ÉQUILIBRÉE

Les vannes à boisseau conique lubrifiées et équilibrées en pression le sont sur la majorité de la section transversale du boisseau afin de réduire le couple de fonctionnement. Le produit d'étanchéité est injecté sous pression entre la face du clapet et le siège du corps pour réduire la friction, assurer l'étanchéité de l'orifice et permettre l'action de levage du produit d'étanchéité pour déloger le boisseau.
Elles peuvent être une vanne d'isolement extrêmement efficace et économique, en particulier pour le réseau de distribution de gaz.

VANNE À BOISSEAU CONIQUE À JOINT SOUPLE (CHEMISÉ PTFE)

Les vannes à boisseau à manchon souple sont de conception conique et intègrent un manchon en polymère (généralement en PTFE) dans le corps. Normalement disponible uniquement jusqu'à la classe 600.
Les vannes à boisseau revêtues sont de conception conique et peuvent être entièrement chemisées (boisseau et corps) pour une résistance chimique.

Spécifications : 
  1. Une utilisation régulière (ou de l'exercice) est recommandée. Le couple de fonctionnement a tendance à augmenter en production du fait du rodage du boisseau.
  2. Recommandé pour une utilisation dans les caustiques, le chlore et les fluides similaires. Elle ont généralement d'excellentes performances d'étanchéité, à la fois sur la ligne et par rapport à l'atmosphère.
  3. Les vannes pour le chlore doivent incorporer un forage pour évacuer le bouchon et toute cavité du corps vers l'orifice en amont.En service sale, les sièges sont normalement essuyés et il n'y a pas de cavités pour piéger les solides. Il a été démontré que ces vannes sont capables de performances acceptables en présence d'abrasifs et que les manchons peuvent subir des dommages avant qu'éventuellement une fuite ne se produise. Cependant, un fluide sale peut augmenter le couple de fonctionnement déjà élevé.Les vannes à boisseau à manchon doivent toujours avoir une méthode positive de verrouillage du manchon dans le corps, telle que des nervures de verrouillage surélevées. La méthode de montage ou de clavetage du manchon en PTFE est importante pour empêcher le fluage du manchon et pour maintenir un couple de fonctionnement faible. Certaines conceptions utilisent un noyau de raidissement en acier pour réduire le fluage et stabiliser le couple.
  4. Des presse-étoupes testés au feu peuvent être obtenus pour les vannes à manchon bien qu'une vanne testée au feu ne puisse pas sceller la ligne une fois que le manchon est endommagé. Néanmoins, les manchons des vannes à boisseau conique prennent plus de temps à subir des dommages que les joints souples des vannes à boisseau sphérique.e. Les vannes à boisseau à manchon ou à revêtement doivent être équipées d'un dispositif antistatique.

VANNE À BOISSEAU CONIQUE SEMI-ÉQUILIBRÉE ET LUBRIFIÉE

Dans cette conception, un palier de butée est utilisé pour réduire le couple de fonctionnement et des sièges de type piston sont incorporés dont les surfaces d'étanchéité sont formées pour correspondre au boisseau qui a un orifice circulaire. Ils sont disponibles dans une gamme limitée de tailles et de pressions nominales. Les boisseaux sont normalement plaqués et les sièges sont en alliage de nickel. Il a été démontré que la conception s'adapte bien aux fluides abrasifs dans lequel le fonctionnement est relativement fréquent et la relubrification limitée (par exemple, vannes de dérivation de collecteur).

VANNE À BOISSEAU CYLINDRIQUE EXPANSIBLE

​Les vannes à boisseau expansible incorporent un boisseau cylindrique avec un mécanisme d'opercule interne qui est utilisé pour forcer les moitiés du boisseau contre les sièges à la fin de la fermeture et pour les libérer au début de l'ouverture. Des bagues d'étanchéité souples sont généralement utilisées et la conception est capable d'excellentes performances d'étanchéité.
  1. Ces vannes doivent être évitées en service gaz à des pressions supérieures à 70 bar (1000 psi) car les tailles de section de joint sont importantes et les joints en élastomère présentent un risque élevé de subir une décompression explosive, quelle que soit la formulation.
  2. Les vannes à boisseau expansible fournissent une isolation à double bloc dans un seul corps.

VANNE À BOISSEAU CONIQUE À LEVAGE

Les vannes à boisseau conique à levage ont un mécanisme de fonctionnement par lequel le boisseau est soulevé du siège avant de s'ouvrir ou de se fermer, l'objet étant de réduire le couple de fonctionnement tout en maintenant une bonne capacité d'étanchéité. Ces vannes sont fréquemment utilisées en process de solidification en combinaison avec une purge à la vapeur de la cavité du corps de vanne et résistent bien aux fluides abrasifs.
Un revêtement PTFE sur le boisseau conique peut être envisagé pour les applications à fermeture étanche.​

QUELS SONT LES AVANTAGES D'UNE VANNE À BOISSEAU CONIQUE ?

  • elle est compacte et permet d'occuper moins d'espace
  • Régulation du débit - Fermeture étanche, ouverture rapide et faible chute de pression
  • Sécurité incendie et durabilité - Risque réduit de corrosion ou d'érosion car la surface d'appui réelle du boisseau et du corps n'est pas exposée au fluide
  • Peu être utilisée avec un débit important
  • Pas de rétention entre le corps de vanne et le boisseau conique

QUELS SONT LES INCONVÉNIENTS D'UNE VANNE À BOISSEAU CONIQUE ?

  • Ne permet pas la régulation
  • Couple élevé pour l'actionner, à l'exception des vannes lubrifiées
  • La conception du boisseau conique ne permet pas toujours un passage direct

QUELS SONT LES TYPES DE VANNES À BOISSEAU CONIQUE ?

Il existe deux types de robinets à boisseau conique : les non lubrifiés et les lubrifiés. ​

Vannes à boisseau conique non lubrifiées

Les robinets à boisseau conique non lubrifiés ont un manchon ou un revêtement installé dans la cavité. Le boisseau conique coince le manchon contre le corps de bouchon. De cette manière, le manchon non métallique diminue le frottement pendant le fonctionnement. Ces vannes à boisseau conique nécessitent peu d'entretien et leur taille compacte les rend pratiques à placer avec d'autres équipements sur une tuyauterie.

Avantages d'une vanne à boisseau conique non lubrifiée :
  • Peu d'élément démontable et donc peu de maintenance
  • Maintenant facile sans dépose de la vanne
  • Ouverture et fermeture rapide
  • Résistance minimale au débit de liquide, d'air ou de gaz
  • Étanches
  • Le contact avec le manchon empêche l'accumulation de résidus
  • Disponible en conception multiport

Inconvénients d'une vanne à boisseau conique non lubrifiée :
  • Nécessite une plus grande force d'actionnement (friction élevée)
  • Les vannes plus grandes — DN 100 et plus — nécessitent des actionneurs
  • La conception conique signifie un passage réduit
  • Plus cher que les robinets à tournant sphérique

Applications d'une vanne à boisseau non lubrifiée :
  • Quasi universel : applications air, gaz et vapeur
  • Tuyauterie de pétrole ou de gaz naturel
  • Bouillie de charbon, minerais et boue
  • Eaux usées, station d'épuration
  • Du vide à la haute pression
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Vannes à boisseau conique lubrifiées

Une vanne à boisseau lubrifiée a une cavité centrale qui est fermée en bas. Un raccord d'injection se trouve en haut pour y introduire la graisse lubrifiante, ainsi qu'un clapet anti-retour, empêchant le lubrifiant de ressortir. Lors du fonctionnement de la vanne, la graisse se déplace de la cavité centrale vers les rainures de lubrification via des trous radiaux.

Si la graisselubrifiante est emportée, elle peut contaminer le fluide, rompre le joint entre le corps et le bouchon et provoquer des fuites. Par conséquent, il est très important d'adapter la graisse de lubrification en fonction de l'application (gazeux, liquide ou autre fluide).

Avantages d'une vanne à boisseau conique lubrifiée :
  • Joint remplaçable entre le corps et le bouchon, minimisant les fuites internes
  • Protège les surfaces de la corrosion
  • Lubrifie les surfaces, réduisant la force nécessaire pour actionner la vanne
  • Des lubrifiants plus puissant empêchent les solides de pénétrer dans la cavité du boisseau

Inconvénients d'une vanne à boisseau conique lubrifiée :
  • Risque élevé de contamination de la lubrification (réduit en utilisant un lubrifiant compatible)
  • Plus d'éléments démontables qu'une vanne non lubrifiée

Applications de la vanne à boisseau conique lubrifiée :
  • Pressions supérieures à 170 bar
  • Air, Gaz, Acides, Eau, Alcalins, Vapeur, Huile et Carburant

Produits d'étanchéité/lubrifiants requis : 
Lors de l'utilisation d'une vanne à boisseau conique lubrifiée, il est essentiel d'adapter le produit d'étanchéité au fluide qui le traverse. Sinon, vous pourriez contaminer le liquide. Le mastic doit également être capable de résister à des températures élevées si l'application l'exige.

Les mastics plastiques sont utilisés pour lubrifier les vannes à boisseau. Un mastic approprié a les qualités suivantes :
  • Bonne élasticité
  • Résistance aux solvants et aux produits chimiques
  • Capacité à former un joint étanche sous pression
  • Anti-corrosif​