Dans les systèmes de canalisations de fluides, les vannes sont des composants de contrôle dont les fonctions principales sont d'isoler les équipements et les systèmes de canalisations, de réguler le débit, d'empêcher le reflux, ainsi que de réguler et de décharger la pression. Les vannes peuvent être utilisées pour contrôler le débit de divers types de fluides tels que l'air, l'eau, la vapeur, divers milieux corrosifs, la boue, les produits pétroliers, les métaux liquides et les milieux radioactifs. En raison de l'importance de sélectionner la vanne la plus adaptée aux systèmes de canalisations, il est crucial de comprendre les caractéristiques des vannes ainsi que les étapes et critères de sélection des vannes.

1、 Classification des vannes
Les vannes peuvent être généralement divisées en deux catégories :
01. Vanne automatique
Une vanne qui fonctionne indépendamment en fonction de la capacité du fluide (liquide, gaz) lui-même. Tels que les clapets anti-retour, les soupapes de sécurité, les vannes de régulation, les vannes de vidange, les réducteurs de pression, etc.

02. Vanne d'entraînement
Une vanne qui fonctionne manuellement, électriquement, hydrauliquement ou pneumatiquement. Tels que les vannes à vanne, les vannes à soupape, les papillons, les vannes papillon, les vannes à bille, les vannes à boisseau sphérique, etc.
Selon les caractéristiques structurelles, la direction de mouvement de la partie de fermeture par rapport au siège de vanne peut être divisée en :
(1) Vanne forme : la partie de fermeture se déplace le long du centre du siège de soupape ;
(2) Forme de la vanne : l'élément de fermeture se déplace le long du centre du siège de vanne vertical ;
(3) Robinets et billes : L'élément de fermeture est un piston ou une bille qui tourne autour de sa ligne médiane ;
(4) Forme pivotante : la partie de fermeture tourne autour de l'axe extérieur au siège de soupape ;
(5) Forme du disque : le disque de l'élément de fermeture qui tourne autour de l'axe à l'intérieur du siège de soupape ;
(6) En forme de bobine : L'élément de fermeture coulisse dans une direction perpendiculaire au canal.

Selon leur objectif, les vannes peuvent être divisées en :
(1) Utilisées pour connecter ou couper des fluides de canalisation, tels que des vannes à soupape, des vannes à vanne, des vannes à bille, des vannes papillon, etc.
(2) Clapet anti-retour : utilisé pour empêcher le reflux du fluide , comme un clapet anti-retour.
(3) Régulation : Utilisé pour réguler la pression et le débit du fluide, tels que les vannes de régulation et les réducteurs de pression.
(4) Distribution : utilisée pour changer le sens d'écoulement du fluide et distribuer le fluide, tel que des robinets à trois voies, des vannes de distribution, des vannes à tiroir, etc.
(5) Soupape de sécurité : utilisée pour évacuer l'excès de fluide lorsque la pression du fluide dépasse la valeur spécifiée, garantissant la sécurité des systèmes et équipements de pipelines, tels que les soupapes de sécurité et les soupapes d'accident.
(6) Autres usages spéciaux : tels que les vannes de vidange, les vannes de ventilation, les vannes de vidange, etc.

Selon le mode de conduite, il peut être divisé en :
(1) Manuel : À l'aide de volants, de poignées, de leviers ou de pignons, la conduite manuelle est utilisée. Lors de la transmission d'un couple important, des dispositifs de réduction tels que des engrenages à vis sans fin et des engrenages sont utilisés.
(2) Électrique : entraîné par un moteur électrique ou un autre appareil électrique.
(3) Hydraulique : entraîné par (eau, huile).
(4) Pneumatique : entraîné par air comprimé.

Selon la pression, la vanne peut être divisée en :
(1) Vanne à vide : une vanne avec une pression absolue de <0,1Mpa, soit une colonne de mercure de 760 mm de haut. La pression est généralement représentée par mm de colonne de mercure ou mm de colonne d'eau.
(2) Vanne basse pression : vannes avec pression nominale PN ≤ 1,6 MPa (y compris les vannes en acier avec PN ≤ 1,6 MPa)
(3) Vanne moyenne pression : une vanne avec une pression nominale de PN2,5-6,4 MPa.
(4) Vanne haute pression : une vanne avec une pression nominale de PN10,0-80,0MPa.
(5) Vanne ultra haute pression : une vanne avec une pression nominale de PN ≥ 100,0 MPa.

Selon la température du fluide, il peut être divisé en :
(1) Vanne ordinaire : adaptée aux vannes dont la température du fluide s'étend de -40 ℃ à 425 ℃.
(2) Vanne haute température : convient aux vannes avec des températures moyennes allant de 425 ℃ à 600 ℃.
(3) Vanne résistante à la chaleur : convient aux vannes dont la température du fluide est supérieure à 600 ℃.
(4) Vanne basse température : convient aux vannes avec des températures moyennes allant de -150 ℃ à -40 ℃.
(5) Vanne à très basse température : convient aux vannes dont la température moyenne est inférieure à -150 ℃.

Selon le diamètre nominal de la vanne, elle peut être divisée en :
(1) Vanne de petit diamètre : une vanne d'un diamètre nominal de DN<40 mm.
(2) Vanne de diamètre moyen : une vanne d'un diamètre nominal de DN50-300 mm.
(3) Vanne de grand diamètre : une vanne d'un diamètre nominal de DN350-1200mm.
(4) Vanne de très grand diamètre : une vanne d'un diamètre nominal de DN ≥ 1400 mm.

Selon la méthode de connexion avec le pipeline, il peut être divisé en :

(1) Vanne avec connexion à bride : Le corps de la vanne est équipé d'une bride et est relié au pipeline avec une bride.
(2) Vanne à raccord à vis : une vanne avec un filetage interne ou externe sur le corps de la vanne et un raccord fileté à la canalisation.
(3) Vanne de raccordement à souder : une vanne avec un joint soudé sur le corps de la vanne et soudée au pipeline.
(4) Vanne connectée par pince : une vanne avec une pince sur le corps de la vanne et reliée au pipeline à l'aide d'une pince.
(5) Vanne connectée à une virole : une vanne qui utilise une virole pour se connecter à un pipeline.

2、 Caractéristiques des vannes

Il existe généralement deux caractéristiques des vannes : les caractéristiques d'utilisation et les caractéristiques structurelles.

1. Caractéristiques d'utilisation
Il détermine les principales performances et le champ d'utilisation de la vanne, et les caractéristiques d'utilisation de la vanne comprennent :
La catégorie de vannes (vannes à circuit fermé, vannes de régulation, vannes de sécurité, etc.) ;
Types de produits (vannes à vanne, vannes à soupape, vannes papillon, vannes à bille, etc.) ;
Le matériau des principaux composants de la vanne (corps de vanne, couvercle de vanne, tige de vanne, disque de vanne, surface d'étanchéité) ;
Mode de transmission de la vanne, etc.

2. Caractéristiques structurelles
Il détermine certaines caractéristiques structurelles de l'installation, de la maintenance et d'autres méthodes de la vanne, notamment :
La longueur structurelle et la hauteur totale de la vanne, ainsi que la forme de connexion avec la canalisation (raccord à bride, raccord fileté, raccord à pince, raccord fileté externe, raccord à extrémité soudée, etc. );
La forme de la surface d'étanchéité (bague d'insertion, bague filetée, soudage par recouvrement, soudage par pulvérisation, corps de vanne) ;
La forme structurelle de la tige de vanne (tige rotative, tige de levage), etc.

3、 Étapes et base de sélection des vannes
01. Étapes de sélection
(1) Clarifier le but de la vanne dans l'équipement ou le dispositif, déterminer les conditions de fonctionnement de la vanne : fluide applicable, pression de service, température de fonctionnement, etc.
(2) Déterminer le diamètre nominal et la méthode de raccordement de la canalisation connectée à la vanne : bride, filetage, soudage, etc.
(3) Déterminer la méthode de fonctionnement de la vanne : tringlerie manuelle, électrique, électromagnétique, pneumatique ou hydraulique, électrique ou électro-hydraulique, etc.
(4) Déterminer les matériaux du boîtier de vanne sélectionné et des composants internes en fonction du fluide, de la pression de service et de la température de service transportés par le pipeline : gris fonte, fonte malléable, fonte ductile, acier au carbone, acier allié, acier inoxydable résistant aux acides, alliage de cuivre, etc.
(5) Choisir le type de vanne : vanne en circuit fermé, vanne de régulation, vanne de sécurité, etc.
(6) Déterminer le type de vanne : vanne à vanne, vanne à soupape, vanne à bille, vanne papillon, papillon des gaz, soupape de sécurité, réducteur de pression, vanne de purgeur de vapeur, etc.
(7) Déterminer les paramètres de la vanne : Pour les vannes automatiques, déterminer la valeur admissible résistance à l'écoulement, capacité de décharge, contre-pression, etc. selon différents besoins, puis déterminer le diamètre nominal du pipeline et le diamètre du trou du siège de vanne.
(8) Déterminer les paramètres géométriques de la vanne sélectionnée : longueur structurelle, forme et taille du raccordement à bride, dimensions dans le sens de la hauteur de la vanne après ouverture et fermeture, taille des trous de boulons et quantité pour le raccordement, dimensions globales de la vanne, etc.
(9) Utilisez les informations existantes telles que les catalogues de produits de vannes et les échantillons de produits de vannes pour sélectionner les produits de vannes appropriés.

02. Base de sélection des vannes
Tout en comprenant et maîtrisant les étapes de sélection des vannes, il est également nécessaire de mieux comprendre la base de sélection des vannes.
(1) Le but, les conditions de fonctionnement et la méthode de contrôle de la vanne sélectionnée.
(2) Les propriétés du milieu de travail comprennent la pression de travail, la température de travail, les performances de corrosion, la présence ou non de particules solides, le fait que le milieu soit toxique, inflammable ou explosif, la viscosité du milieu, etc.
(3) Exigences relatives aux caractéristiques du fluide de vanne : résistance à l'écoulement, capacité de refoulement, caractéristiques d'écoulement, niveau d'étanchéité, etc.
(4) Exigences relatives à la taille de l'installation et aux dimensions extérieures : diamètre nominal, méthode et taille de raccordement avec la canalisation, dimension extérieure ou limite de poids, etc. (5) Exigences supplémentaires concernant la fiabilité, la durée de vie et les
performances antidéflagrantes des produits de vannes et des appareils électriques.

Lors de la sélection des paramètres, il convient de prêter attention aux points suivants :

Si la vanne doit être utilisée à des fins de contrôle, les paramètres supplémentaires suivants doivent être déterminés : mode de fonctionnement, exigences de débit maximum et minimum, chute de pression d'écoulement normale, chute de pression à la fermeture et pression maximale. et pression d'entrée minimale de la vanne.
Sur la base des critères et des étapes de sélection des vannes ci-dessus, il est nécessaire d'avoir une compréhension détaillée de la structure interne des différents types de vannes lors de la sélection raisonnable et correcte des vannes, afin de prendre la bonne décision sur la vanne préférée.
Le contrôle ultime des pipelines réside dans les vannes. Les composants d'ouverture et de fermeture de la vanne contrôlent le schéma d'écoulement du fluide dans le pipeline, et la forme du canal d'écoulement de la vanne confère à la vanne certaines caractéristiques d'écoulement. Lors de la sélection de la vanne la plus adaptée à l'installation dans le système de canalisations, il convient d'en tenir compte.
Principes à suivre lors de la sélection des vannes :

(1) Vannes pour fluides de coupure et ouverts
Une vanne avec un canal d'écoulement direct et une petite résistance à l'écoulement est généralement choisie comme vanne pour les fluides d'arrêt et ouverts. Les vannes à fermeture vers le bas (vannes à soupape, vannes à piston) sont moins couramment utilisées en raison de leurs chemins d'écoulement tortueux et de leur résistance à l'écoulement plus élevée que les autres vannes. Dans les situations où une résistance élevée au débit est autorisée, des vannes fermées peuvent être sélectionnées.

(2) Vannes pour contrôler le débit
Habituellement, les vannes faciles à régler le débit sont choisies pour contrôler le débit. Une vanne à fermeture vers le bas (telle qu'une vanne à soupape) convient à cet effet car la taille de son siège est directement proportionnelle à la course de l'élément de fermeture. Les vannes rotatives (vannes à boisseau, vannes papillon, vannes à bille) et les vannes à corps flexible (vannes à collier, vannes à membrane) peuvent également être utilisées pour le contrôle de l'étranglement, mais elles ne sont généralement applicables que dans une plage limitée de diamètres de vanne. Les vannes à vanne utilisent une vanne en forme de disque pour effectuer un mouvement transversal sur l'ouverture du siège circulaire. Ils ne peuvent contrôler efficacement le débit qu'à l'approche de la position fermée, ils ne sont donc généralement pas utilisés pour le contrôle du débit.

(3) Vannes d'inversion et de dérivation
Selon les besoins de dérivation directionnelle, cette vanne peut avoir trois canaux ou plus. Les robinets à tournant sphérique et les robinets à boisseau sphérique sont plus adaptés à cet effet. Par conséquent, la plupart des vannes utilisées pour la dérivation directionnelle du débit choisissent l'un de ces types de vannes. Cependant, dans certains cas, d'autres types de vannes peuvent également être utilisés pour l'inversion et la dérivation, à condition que deux vannes ou plus soient correctement connectées les unes aux autres.

(4) Vannes pour fluides contenant des particules en suspension
Lorsqu'il y a des particules en suspension dans le fluide, il est plus approprié d'utiliser une vanne avec effet d'essuyage en faisant glisser la partie de fermeture le long de la surface d'étanchéité. Si le mouvement de va-et-vient de la pièce de fermeture sur le siège de soupape est vertical, il peut coincer des particules. Par conséquent, ce type de vanne ne convient que pour les fluides propres de base, à moins que le matériau de la surface d'étanchéité ne permette l'incorporation de particules. Les robinets à boisseau sphérique et les robinets à tournant sphérique ont un effet d'essuyage sur la surface d'étanchéité pendant le processus d'ouverture et de fermeture, ils conviennent donc pour une utilisation dans des milieux contenant des particules en suspension.

4、 Instructions de sélection des vannes
01. Sélection des vannes à vanne
En général, les vannes à vanne doivent être préférées. Les vannes à vanne conviennent non seulement aux fluides tels que la vapeur et l'huile, mais également aux fluides contenant des solides granulaires et à haute viscosité, et conviennent aux vannes des systèmes de ventilation et à faible vide. Pour les fluides contenant des particules solides, le corps du robinet-vanne doit avoir un ou deux trous de soufflage. Pour les fluides à basse température, des vannes à vanne dédiées à basse température doivent être sélectionnées.

02. Instructions de sélection des vannes à soupape
Les vannes à soupape conviennent aux canalisations qui n'ont pas d'exigences strictes en matière de résistance aux fluides, c'est-à-dire aux canalisations ou aux dispositifs peu soucieux de la perte de pression, ainsi qu'aux fluides à haute température et haute pression. Ils conviennent aux canalisations de vapeur et autres fluides avec un DN <200 mm ; Les petites vannes peuvent choisir des vannes à soupape, telles que des vannes à pointeau, des vannes d'instrument, des vannes d'échantillonnage, des vannes manométriques, etc. ; Les vannes à soupape ont une régulation de débit ou de pression, mais ne nécessitent pas une grande précision de régulation et le diamètre du pipeline est relativement petit. Par conséquent, il est conseillé de choisir des vannes à soupape ou à papillon ; Pour les fluides hautement toxiques, il est conseillé d'utiliser une vanne d'arrêt fermée par un tube ondulé ; Cependant, les vannes à soupape ne conviennent pas aux fluides à haute viscosité et aux fluides contenant des particules sujettes à la sédimentation, et ne doivent pas non plus être utilisées comme vannes pour les systèmes de ventilation et de faible vide.

03. Instructions de sélection des vannes à bille
Les vannes à bille conviennent aux fluides à basse température, haute pression et haute viscosité. La plupart des robinets à tournant sphérique peuvent être utilisés dans des milieux contenant des particules solides en suspension, et peuvent également être utilisés dans des milieux en poudre et granulaires selon les exigences du matériau d'étanchéité ; Les robinets à tournant sphérique à canal complet ne sont pas adaptés à la régulation du débit, mais conviennent aux situations nécessitant une ouverture et une fermeture rapides, facilitant ainsi l'arrêt d'urgence en cas d'accident ; Les robinets à tournant sphérique sont généralement recommandés pour les canalisations présentant des performances d'étanchéité strictes, une usure, des canaux de rétrécissement, une action d'ouverture et de fermeture rapide, une coupure haute pression (grande différence de pression), un faible bruit, un phénomène de gazéification, un faible couple de fonctionnement et une faible résistance aux fluides ; Les robinets à tournant sphérique conviennent aux structures légères, aux fermetures basse pression et aux fluides corrosifs ; Les vannes à bille restent les vannes les plus idéales pour les fluides à basse température et à froid profond. Des robinets à tournant sphérique basse température avec couvercles de vanne doivent être sélectionnés pour les systèmes de canalisations et les appareils avec des fluides à basse température ; Lors de la sélection d'un robinet à bille flottant, le matériau du siège de vanne doit résister à la charge de la bille et du fluide de travail. Les robinets à tournant sphérique de grand diamètre nécessitent une force importante pendant le fonctionnement, et les robinets à tournant sphérique avec un DN ≥ 200 mm doivent utiliser une transmission à vis sans fin ; Les robinets à tournant sphérique fixes conviennent aux applications de plus grands diamètres et de pressions plus élevées ; De plus, les robinets à tournant sphérique utilisés pour les matériaux hautement toxiques et les canalisations de fluides inflammables dans le processus doivent avoir une structure ignifuge et antistatique.

04. Instructions de sélection des vannes d'étranglement
Les vannes d'étranglement conviennent aux situations où la température du fluide est basse et la pression est élevée. Ils conviennent aux zones où le débit et la pression doivent être ajustés. Ils ne conviennent pas aux fluides à haute viscosité et contenant des particules solides et ne conviennent pas comme vannes d'isolement.

05. Instructions de sélection des vannes à boisseau
Les vannes à boisseau conviennent aux situations nécessitant une ouverture et une fermeture rapides, mais ne sont généralement pas adaptées à la vapeur et aux fluides à haute température. Ils sont utilisés pour les fluides à basse température et à haute viscosité, ainsi que pour les fluides contenant des particules en suspension.

06. Instructions de sélection des vannes papillon
Les vannes papillon conviennent aux diamètres plus grands (tels que DN>600 mm), aux exigences de longueur structurelle plus courtes et aux situations où une régulation du débit et une ouverture et une fermeture rapides sont nécessaires. Ils sont généralement utilisés pour des fluides tels que l'eau, l'huile et l'air comprimé avec des températures ≤ 80 ℃ et des pressions ≤ 1,0 MPa ; En raison de la perte de pression relativement importante des vannes papillon par rapport aux vannes à vanne et aux vannes à bille, les vannes papillon conviennent aux systèmes de canalisations avec des exigences de perte de pression moins strictes.

07. Instructions de sélection des clapets anti-retour
Les clapets anti-retour conviennent généralement aux fluides propres et ne conviennent pas aux fluides contenant des particules solides et à haute viscosité.
Lorsque DN ≤ 40 mm, il est conseillé d'utiliser un clapet anti-retour à levage (autorisé uniquement à être installé sur des canalisations horizontales) ;
Lorsque DN=50-400 mm, il est conseillé d'utiliser un clapet anti-retour à battant (qui peut être installé sur des canalisations horizontales et verticales. S'il est installé sur des canalisations verticales, le sens d'écoulement du fluide doit être de bas en haut) ;
Lorsque le DN ≥ 450 mm, des clapets anti-retour de type tampon doivent être utilisés ;
Lorsque DN=100-400 mm, des clapets anti-retour à pince peuvent également être sélectionnés ;

Le clapet anti-retour à battant peut être conçu pour une pression de service élevée, avec un PN allant jusqu'à 42MPa. En fonction du matériau du boîtier et des composants d'étanchéité, il peut être adapté à n'importe quel fluide de travail et à n'importe quelle plage de température de travail. Les fluides comprennent l'eau, la vapeur, le gaz, les fluides corrosifs, les produits pétroliers, les médicaments, etc. La plage de température de fonctionnement du fluide est comprise entre -196 ° C et 800 ° C.

08. Instructions de sélection des vannes à membrane
Les vannes à membrane conviennent au pétrole , l'eau, les milieux acides et les milieux contenant des matières en suspension avec une température de fonctionnement inférieure à 200 ℃ et une pression inférieure à 1,0 MPa. Ils ne conviennent pas aux solvants organiques et aux milieux fortement oxydants ; Il est conseillé de choisir une vanne à membrane de type déversoir pour broyer des fluides granulaires, et la sélection d'une vanne à membrane de type déversoir doit se référer à son tableau des caractéristiques de débit ; Les fluides visqueux, les coulis de ciment et les milieux précipitants doivent être utilisés via des vannes à membrane ; Sauf exigences spécifiques, les vannes à membrane ne conviennent pas pour une utilisation dans les conduites à vide et les équipements sous vide.
L'application, la fréquence de fonctionnement et l'entretien des vannes évoluent constamment. Pour contrôler ou éliminer des fuites, même mineures, l’équipement le plus important et le plus critique reste la vanne. Apprendre à choisir correctement les vannes est crucial.