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La vanne est un type d'appareil utilisé pour contrôler, modifier ou arrêter les composants mobiles du sens d'écoulement, de la pression et du refoulement dans le système de canalisation. Le corps de la vanne est une partie principale de la vanne. Il est fabriqué par différents procédés de fabrication en fonction de la classe de pression, tels que moulage, forgeage, etc. Le corps de vanne à basse pression est généralement moulé, tandis que le corps de vanne à moyenne et haute pression est fabriqué selon le procédé de forgeage.

Les matériaux pour corps de valve
Les matériaux de corps de vanne couramment utilisés sont: la fonte, l'acier forgé, l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'alliage à base de nickel, le cuivre, le titane, le plastique, etc.

acier au carbone
Dans l'industrie pétrolière et gazière, les matériaux les plus couramment utilisés pour le corps de vanne sont ASTM A216 (pour la coulée) et ASTM A105 (forgeage). Pour le service à basse température, on utilise ASTM A352 LCB / LCB pour la fonte et ASTM A350 LF2 / LF3 pour les corps forgés.

Inox
Lorsque la température, la pression ou la corrosion augmente, des corps en acier inoxydable deviennent nécessaires: ASTM A351 CF8 (SS304) et CF8M (SS316) pour les appareils moulés, ainsi que les différents types forgés ASTM A182 F304, F316, F321, F347 . Pour des applications spécifiques, des matériaux spéciaux sont utilisés, tels que les duplex et les super aciers (F51, F53, F55) et les alliages au nickel (Monel, Inconel, Incoloy, Hastelloy) pour les corps de vannes.

Non ferreux
Pour des applications plus sévères, des matériaux non ferreux ou des alliages tels que l'aluminium, le cuivre, les alliages de titane et d'autres plastiques, des alliages de matériaux céramiques peuvent être utilisés pour la fabrication de la carrosserie.

Les connexions d'extrémité du corps de vanne
Le corps de la vanne peut être connecté à d'autres dispositifs mécaniques et à des tuyaux de différentes manières. Les principaux types d'extrémité sont les suivants: à bride et à souder bout à bout (pour les appareils de plus de 2 pouces) et à souder ou filetée / vissée (NPT ou BSP) pour les appareils de petit diamètre.

Valve d'extrémité à bride
Les extrémités à brides sont la forme de connexion la plus fréquemment utilisée entre les vannes et la tuyauterie ou les équipements. C'est une connexion détachable avec bride, joint d'étanchéité, goujons et écrous en tant que groupe de structure d'étanchéité.

Indiqué par la spécification ASME B16.5, le raccordement par bride peut être appliqué à une variété de vannes de plus grand diamètre et de vannes à pression nominale, mais il existe certaines restrictions relatives à la température d'utilisation, dans des conditions de haute température, grâce à la facilité de fluage des boulons de raccordement de bride. phénomène et provoquer des fuites, en règle générale, il est recommandé d'utiliser une connexion à bride à une température ≤350.

La face de bride peut être surélevée (RF), plate (FF), à joint annulaire, à languette et rainure et mâle et femelle et être finie dans l'une des variantes disponibles (stock, dentelée ou lisse).

Soudure termine la valve
Le raccord de soudure entre la vanne et le pipeline peut être un raccord à souder bout à bout (BW) et un raccord à souder par emboîtement (SW) utilisé pour les pipelines haute pression (emboîtement pour les plus petites tailles, en dessous de 2 pouces, et la soudure bout à bout pour les plus grands diamètres). Ces connexions soudées sont plus coûteuses à réaliser que les joints à brides, car elles nécessitent plus de travail, mais sont plus fiables et moins sujettes aux fuites à long terme.

Les robinets à souder avec emboîtement ASME B16.11 ou les extrémités à souder bout à bout ASME B16.25 sont soudés avec le tuyau de raccordement. Les raccords à souder nécessitent une soudure complète des extrémités biseautées des deux pièces à assembler, tandis que les assemblages à souder par emboîtement se font par soudure d'angle.

Valve d'extrémité filetée
Ceci est une connexion simple et est souvent utilisé pour les vannes à basse pression ou petites en dessous de 2 pouces. La vanne est reliée au tuyau par un filetage conique aux extrémités, qui peut être BSP ou NPT. Les raccords filetés sont une installation moins chère et plus facile, le tuyau étant simplement vissé sur la vanne, les goujons filetés ou les opérations de soudage sans nécessiter de brides.

Les vannes sont l'une des principales sources de fuite dans le système de pipelines de l'industrie pétrochimique, il est donc essentiel à la fuite des vannes. Les taux de fuite de soupape sont en fait le niveau d'étanchéité de la soupape, les performances d'étanchéité de la soupape sont appelées les pièces d'étanchéité de la soupape pour empêcher la possibilité de fuite de fluide.

Les principales pièces d'étanchéité de la vanne comprennent: la surface de contact entre les parties d'ouverture et de fermeture et le siège, le montage de la garniture d'étanchéité et de la tige et de la boîte d'emballage, la connexion entre le corps de la vanne et les capots. La première appartient aux fuites internes, qui affectent directement la capacité de la vanne à couper le fluide et le fonctionnement normal de l'équipement. Les deux derniers sont des fuites externes, c’est-à-dire des fuites de fluide provenant de la vanne interne. Les pertes et la pollution de l'environnement causées par les fuites externes sont souvent plus graves que celles causées par les fuites internes. Les fuites de vanne ne sont pas autorisées, en particulier dans des conditions de température et de pression élevées, ainsi que dans les produits inflammables, explosifs, toxiques ou corrosifs. La vanne doit donc offrir une performance d'étanchéité fiable pour répondre aux exigences de ses conditions d'utilisation. Il existe actuellement cinq types de normes de classification des joints de soupape couramment utilisées dans le monde.

 

ISO 5208

Organisation internationale de normalisation ISO 5208 spécifie les examens et les tests sur lesquels le fabricant de vannes doit agir pour établir l'intégrité de la limite de pression d'une vanne métallique industrielle et pour vérifier le degré d'étanchéité de la vanne et l'adéquation structurelle de son mécanisme de fermeture .

Les taux de fuite 10 spécifiés dans ISO 5208 sont les suivants: A, AA, A, B, C, CC, D, E, EE, F et G et le taux A correspond aux grades les plus élevés. Il existe une correspondance approximativement définie entre les valeurs d’acceptation du taux de fuite de API 598 et le taux de valeur de fuite A appliqué à DN 50, le débit CC-liquide pour les clapets anti-retour autres que métalliques et les clapets anti-retour des taux EE-gaz et G- liquide. Les taux A, B, C, D, F et G correspondent aux valeurs de EN 12266-1.

API 598

La norme API 598 de l’institut américain du pétrole est la norme de test la plus couramment utilisée pour les vannes américaines standard. Il est applicable aux tests de performance d'étanchéité des vannes standard API suivants:

API 594 Clapets anti-retour à connexion à brides, cosses, plaquettes et soudage bout à bout

API 599 Vannes à boisseau en métal à brides, filetées et soudées bout à bout

API 602 Clapets et vannes d'arrêt en acier DN 00 et suivants pour l'industrie du pétrole et du gaz naturel

API 603 Robinets à obturateur vissés à couvercle, à collerette et soudés bout à bout

API 608 Robinets à tournant sphérique en métal à brides, filetés et soudés bout à bout

API 609 Vannes à papillon à double bride, papillon et gaufrette

MSS SP61

Association américaine pour la normalisation des fabricants de vannes et raccords L’essai de pression MSS SP61 pour les vannes métalliques spécifie les exigences de fuite admissibles sont les suivantes:

(1) Si l'une des surfaces d'étanchéité du siège d'étanchéité de la vanne est en plastique ou en caoutchouc, aucune fuite ne doit être observée pendant la durée de l'essai d'étanchéité.

(2) Les fuites maximales admissibles de chaque côté une fois fermées doivent être les suivantes: le liquide doit avoir la taille nominale (DN) 0 par mm, 0 par heure.4 ml; Le gaz est la taille nominale (DN) par millimètre, 120 ml par heure.

(3) Les fuites autorisées par le clapet anti-retour peuvent être multipliées par le temps 4.

Il convient de noter que le MS SSP 61 est souvent utilisé pour l'inspection des vannes en acier «complètement ouvertes» et «complètement fermées», mais pas pour les vannes de régulation. Le MSS SP61 n'est généralement pas utilisé pour tester les vannes standard américaines.

ANSI/FCI 70-2

Normes nationales américaines / Normes américaines d'association d'instruments ANSI / FCI 70-2 (ASME B16) .104) est applicable aux exigences de qualité d'étanchéité des vannes de régulation. Le joint métal-élastique ou le joint métallique doit être sélectionné dans la conception technique en fonction des caractéristiques du fluide et de la fréquence d'ouverture de la vanne. Valve à siège métallique Les qualités de scellage doivent être stipulées dans le contrat de commande, les taux I, Ⅱ, Ⅲ étant moins utilisés en raison de la demande d'un niveau inférieur, choisissez généralement Ⅳau moins et V ou Ⅵ pour les exigences plus élevées.

EN 12266 — 1

La norme EN 12266-1, essais sur les robinets industriels, partie l spécifie les essais de pression, les méthodes d'essai et les critères d'acceptation - exigences obligatoires. La norme EN 12266-1 répond aux exigences de la norme ISO 5208 pour la classification des joints, mais n'a pas les classifications AA, CC et EE. La nouvelle édition de l'ISO 5208 ajoute six niveaux de AA, CC, E, EE, F et G et donne des comparaisons avec plusieurs niveaux de scellement de l'API 598 et de l'EN 12266.

 

Il convient de noter dans la conception technique que l'API 600-2001 (ISO 10434–1998) spécifie que les performances d'étanchéité de la vanne sont testées conformément à l'ISO 5208, mais que les fuites dans les tableaux 17 et 18 sont équivalentes à l'API 598–1996 , et non ISO 5208. Par conséquent, lorsque l'API 600 et son test de performance d'étanchéité API 598 sont sélectionnés pour la conception technique, la version de la norme doit être clarifiée pour garantir l'uniformité du contenu de la norme.

Les directives pertinentes de l'API 6D (ISO 14313) pour les fuites de soupapes sont les suivantes: «Les soupapes à siège souple et les soupapes à clapet à joint d'huile ne doivent pas dépasser ISO 5208 A (pas de fuite visible), les soupapes à siège métallique ne doivent pas dépasser ISO 5208 (1993) D sauf si spécifié autrement." Note dans la norme: «les applications spéciales peuvent nécessiter des fuites inférieures à la classe D. ISO 5208 (1993). Par conséquent, des exigences de fuite supérieures à la norme doivent être indiquées dans le contrat de commande.

 

DBB (vanne à double clapet et de purge) et DIB (vanne à double isolement et de purge) sont deux types de structures d'étanchéité de siège couramment utilisées pour les vannes à boisseau sphérique montées sur tourillon. Selon API 6D, le robinet à tournant sphérique DBB est un robinet unique avec deux auxiliaires étanches, dont la position fermée assure le joint étanche aux deux extrémités du robinet par purge de la cavité du corps entre les deux surfaces du joint, si le premier joint fuites, la seconde ne sera pas étanche dans la même direction. Le robinet à boisseau sphérique DIB est un robinet unique avec deux surfaces de siège. Chacun de ces sièges de joint fournit une source unique de joint d'étanchéité sous pression en position fermée en déchargeant la chambre du robinet entre les sièges de joint.

 

Le test de pression de la vanne DBB:

La vanne est partiellement ouverte, de sorte que le flux expérimental est entièrement injectée dans la chambre de vanne, puis la vanne est fermée de sorte que la purge du corps de vanne soit ouverte et que le produit en excès puisse déborder de la jonction de test de la chambre de vanne. La pression doit être appliquée simultanément aux deux extrémités de la vanne pour contrôler l’étanchéité du siège par débordement à la jonction de test de la chambre de la vanne. La figure ci-dessous montre un exemple typique Robinet à tournant sphérique DBB configuration.

Lorsque la vanne est fermée et que le port de test de la chambre de la vanne est ouvert et que ses deux extrémités sont sous pression (ou séparément), le port de la chambre de la vanne détecte les fuites de chaque extrémité vers la chambre de la vanne. Théoriquement, la vanne DBB ne peut pas fournir une double isolation positive quand un seul côté est sous pression, la vanne ne fournit pas une double isolation positive quand un seul côté est sous pression.

 

Le test de pression de DIB-1（Deux sièges d'étanchéité bidirectionnels

Chaque siège doit être testé dans les deux sens et la soupape de surpression installée dans la cavité doit être retirée. La soupape doit être à moitié ouverte de sorte que la soupape et la chambre de soupape soient injectées avec le milieu d'essai jusqu'à ce que le liquide d'essai s'écoule par l'orifice d'essai de la chambre de soupape. Fermez la vanne pour éviter toute fuite de la chambre en direction du siège d’essai. La pression d’essai doit être appliquée successivement à chaque extrémité de la vanne pour tester séparément la fuite de chaque siège en amont, puis pour chaque siège en tant que siège en aval. . Ouvrez les deux extrémités de la vanne pour remplir la cavité de fluide, puis mettez l’appareil sous pression tout en observant les fuites de chaque siège aux deux extrémités de la vanne.

Etant donné que la pression dans la cavité de la vanne DIB-1 ne peut pas être libérée automatiquement, lorsque la température de la vanne est anormalement élevée, le volume du fluide dans la cavité de la vanne augmente en conséquence, forçant ainsi la pression dans la cavité à augmenter automatiquement. Lorsque la pression atteint un certain niveau, cela devient très dangereux. Par conséquent, la cavité de la vanne DIB-1 doit être installée avec une soupape de sécurité.

 

Le test de pression de DIB-2Un siège d'étanchéité bidirectionnel et un siège unidirectionnel

Un des sièges du Vanne DIB-2 peut supporter la pression de la chambre ou de l'extrémité de la vanne dans n'importe quelle direction sans fuite. L'autre siège ne peut supporter la pression que de l'extrémité de la valve. Lorsque la vanne est fermée et que l'interface de test de la chambre de la vanne est ouverte et que les deux extrémités de la vanne sont sous pression (ou séparément), l'interface de test de la chambre de la vanne peut détecter les fuites éventuelles de chaque extrémité vers la chambre de la vanne. Le test de siège à deux voies doit être une chambre de vanne pressurisée et la vanne en amont doit vérifier si la vanne en aval présente une fuite.

L'avantage de la vanne est une protection étanche pour la vanne, la vanne étant fermée après que le fluide ne pénètre jamais dans la canalisation en aval, au même moment où la hausse anormale de la pression dans la cavité peut automatiquement réduire la pression à l'amont de la vanne. Veuillez noter que les exigences de sens d’installation de la vanne, le sens opposé est identique à celui de DBB.

 

Les vannes DBB et DIB ont une application et un support uniques, ainsi que divers défis environnementaux nécessitant une isolation essentielle afin d'éviter toute fuite, tels que GNL, produits pétrochimiques, transport et stockage, processus industriels de gaz naturel, vannes de canalisation principale et de manifold dans les pipelines de liquides et des lignes de transmission de produits raffinés.