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, l'huile, les métaux liquides et les milieux radioactifs. En raison de l'importance de sélectionner la vanne la plus adaptée aux systèmes de canalisations, la compréhension des caractéristiques des vannes ainsi que des étapes et des critères de sélection des vannes est devenue cruciale.
1、 Classification des vannes
Les vannes peuvent généralement être divisées en deux catégories :
1. Vanne automatique
Une vanne qui fonctionne seule en s'appuyant sur 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.

2.
Vanne d'entraînement Vannes à commande manuelle, électrique, hydraulique et pneumatique.
Tels que les vannes à vanne, les vannes à soupape, les papillons des gaz, les vannes papillon, les vannes à bille, les vannes à boisseau, etc.

Selon les caractéristiques structurelles, il peut être divisé en :
(1) Forme de vanne tronquée : l'élément de fermeture se déplace le long du centre du siège de vanne ;
(2) En forme de porte : le composant de fermeture se déplace le long du centre du siège de vanne vertical ;
(3) Robinet et bille : le composant de fermeture est un piston ou une bille qui tourne autour de sa propre ligne médiane ;
(4) Forme d'ouverture en spirale : l'élément de fermeture tourne autour de l'axe extérieur au siège de vanne ;
(5) Forme de disque : disque circulaire d'une fermeture qui tourne autour d'un axe à l'intérieur du siège de soupape ;
(6) Forme du tiroir : L'élément de fermeture coulisse dans une direction perpendiculaire au canal.

Selon leurs différentes utilisations, les vannes peuvent être divisées en :
(1) Fonction de déconnexion : utilisée pour connecter ou déconnecter les fluides de canalisation, tels que les vannes à soupape, les vannes à vanne, les vannes à bille, les 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 d'un fluide, tel que les vannes de régulation et les réducteurs de pression.
(4) Objectif de distribution : utilisé pour changer la direction du flux et distribuer des fluides, tels que des bouchons 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. , assurant la sécurité des systèmes et équipements de pipelines, tels que les soupapes de sécurité et les soupapes d'urgence.
(6) Autres usages spéciaux : tels que les vannes de vidange, les vannes de ventilation, les vannes de vidange, etc.

Selon la méthode de conduite, il peut être divisé en :
(1) Manuel : À l'aide de volants, de poignées, de leviers ou de pignons, il est entraîné manuellement et équipé d'engrenages à vis sans fin, d'engrenages et d'autres dispositifs de réduction lors de la transmission d'un couple important.
(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 nominale de la vanne, elle peut être divisée en :
(1) Vanne à vide : Une vanne avec une pression absolue inférieure à 0,1 Mpa, soit une colonne de mercure de 760 mm de haut, et la pression est généralement exprimée en 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 PN ≥ 100,0MPa.

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, les vannes peuvent être divisées en :
(1) Vanne de petit calibre : une vanne d'un diamètre nominal de DN<40 mm.
(2) Vanne de calibre moyen : une vanne d'un diamètre nominal de DN50-300 mm.
(3) Vannes de gros calibre : vannes d'un diamètre nominal de DN350-1200mm.

(4) Vanne de très grand diamètre : une vanne d'un diamètre nominal DN ≥ 1400 mm.

Selon la méthode de connexion avec le pipeline, il peut être divisé en :
(1) Vanne connectée à bride : Le corps de la vanne est équipé d'une bride et est connecté au pipeline à l'aide d'une bride.
(2) Vanne à connexion filetée : vanne dotée d'un corps de vanne doté de filetages internes ou externes et reliée à un pipeline à l'aide de filetages.
(3) Vanne de connexion soudée : Le corps de la vanne a un joint soudé et est relié au pipeline par soudage.
(4) Vanne connectée par pince : une vanne avec une pince sur le corps de la vanne et connectée au pipeline à l'aide de pinces.
(5) Vanne connectée au manchon de carte : une vanne qui utilise un manchon de carte pour se connecter au 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 :
Types de vannes (vannes en circuit fermé, vannes de régulation, vannes de sécurité, etc.) ;
Type de produit (vanne à vanne, vanne à soupape, vanne papillon, vanne à bille, etc.) ;
Les matériaux 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 des méthodes d'installation, de maintenance et d'entretien 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 , connexion filetée, connexion à pince, connexion filetée externe, connexion à extrémité soudée, etc.);
Forme de surface d'étanchéité (bague d'insertion, bague filetée, soudage par recouvrement, soudage par pulvérisation, corps de vanne) ;
Formes de structure de tige de vanne (tige rotative, tige de levage), etc.

3、 Étapes et critères de sélection des vannes
1. Étapes de sélection
(1) Clarifier le but de la vanne dans l'équipement ou le dispositif, déterminer les conditions de fonctionnement de la vanne : applicable fluide, 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 : manuelle, électrique , tringlerie électromagnétique, pneumatique ou hydraulique, tringlerie électrique ou tringlerie électro-hydraulique, etc.
(4) Déterminer les matériaux pour la coque et les composants internes de la vanne sélectionnée en fonction du fluide transporté par le pipeline, de la pression de service et de la température de fonctionnement : fonte grise, fonte malléable, fonte ductile, acier au carbone, acier allié, acier inoxydable. acier 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, papillon vanne, 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 résistance à l'écoulement admissible, la capacité de décharge, la contre-pression, etc. , puis déterminez 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, taille dans le sens de la hauteur de la vanne après ouverture et fermeture, taille et quantité de trous de boulons pour le raccordement, dimensions hors tout de la vanne,
etc. 9) Utiliser les documents existants tels que les catalogues de produits de vannes et les échantillons de produits de vannes pour sélectionner les produits de vannes appropriés.

2. 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) L'objectif, les conditions de fonctionnement et le mode 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, qualité d'étanchéité, etc.
(4) Exigences relatives aux dimensions d'installation et aux dimensions extérieures : diamètre nominal, méthode de raccordement et dimensions avec la canalisation, dimensions extérieures ou limitations 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 pour un débit normal, chute de pression à la fermeture et pression d'entrée maximale et minimale de la vanne.
Selon les critères et étapes ci-dessus pour sélectionner les vannes, 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 faire le bon choix pour la vanne préférée.
Le contrôle ultime des pipelines réside dans les vannes. Les composants d'ouverture et de fermeture de la vanne contrôlent le débit du fluide dans la canalisation et la forme du canal de la vanne confère à la vanne certaines caractéristiques d'écoulement. Ceci doit être pris en compte lors de la sélection de la vanne la plus adaptée à l'installation dans le système de canalisations.

Principes à suivre lors de la sélection des vannes :
(1) Vannes pour la fermeture et l'ouverture du
fluide Les vannes avec canaux d'écoulement directs ont une faible résistance à l'écoulement et sont généralement choisies comme vannes d'arrêt et d'ouverture pour le fluide. 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 utilisées.
(2) Vannes de contrôle du débit
Habituellement, les vannes permettant de régler facilement le débit sont sélectionnées 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 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 de vanne flexible (vannes à collier, vannes à membrane) peuvent également être utilisées pour le contrôle de l'étranglement, mais ne sont généralement applicables que dans une plage limitée de diamètres de vanne. Le robinet-vanne est un robinet en forme de disque qui effectue un mouvement transversal sur un siège de vanne circulaire. Il ne peut contrôler efficacement le débit qu'à l'approche de la position fermée, il n'est donc généralement pas utilisé pour le contrôle du débit.
(3) Vanne de dérivation directionnelle
Selon les besoins de dérivation directionnelle, cette vanne peut avoir trois canaux ou plus. Les vannes à boisseau et les vannes à bille sont plus adaptées à cet effet. Par conséquent, la plupart des vannes utilisées pour la dérivation directionnelle choisissent l'un de ces types de vannes. Cependant, dans certains cas, d'autres types de vannes peuvent également être utilisés pour la dérivation directionnelle, à condition que deux ou plusieurs vannes 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 milieu, il est plus approprié d'utiliser une vanne avec une fermeture coulissante le long de la surface d'étanchéité et un effet d'essuyage. Si le mouvement de va-et-vient de la fermeture contre le siège de la vanne est vertical, il peut coincer les particules. Ce type de vanne ne convient donc qu'aux fluides de base propres, 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, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans des milieux contenant des particules en suspension.

4、 Instructions de sélection des vannes
1. Sélection des vannes à vanne

De manière générale, les robinets-vannes doivent être préférés. 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 purge. Pour les fluides à basse température, des vannes à vanne dédiées à basse température doivent être sélectionnées.

2. 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 qui ne prennent pas en compte 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 utiliser 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. Des vannes à soupape ou des papillons doivent être sélectionnés ; Pour les fluides hautement toxiques, il est conseillé d'utiliser des vannes à soupape à soufflet ; Cependant, les vannes à soupape ne doivent pas être utilisées pour des fluides à haute viscosité et des fluides contenant des particules sujettes aux précipitations, ni comme vannes de ventilation ou vannes pour les systèmes à faible vide.

3. 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 en fonction des exigences en matière de matériau d'étanchéité ; Les robinets à tournant sphérique à canal complet ne conviennent pas à la régulation du débit, mais conviennent aux situations nécessitant une ouverture et une fermeture rapides, ce qui facilite l'arrêt d'urgence en cas d'accident ; Les robinets à tournant sphérique sont recommandés pour les canalisations présentant des performances d'étanchéité strictes, une usure, des canaux resserrés, des actions d'ouverture et de fermeture rapides, 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 basse température et cryogéniques. Pour les systèmes de canalisations et les appareils destinés aux fluides à basse température, il convient de choisir des vannes à bille basse température avec couvercles de vanne ; Lors de la sélection d'un robinet à bille flottant, le matériau de son siège doit supporter la charge de la bille et du fluide de travail. Les robinets à tournant sphérique de grand diamètre nécessitent une plus grande force 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 diamètres plus grands et aux applications à haute pression ; De plus, les robinets à tournant sphérique utilisés pour la production de matériaux hautement toxiques et de canalisations de fluides inflammables doivent avoir des structures ignifuges et antistatiques.

4. Instructions de sélection du papillon des gaz

Les papillons 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 aux particules solides et ne doivent pas être utilisés comme vannes de sectionnement.

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

6. 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 nécessitant une régulation du débit et une ouverture et une fermeture rapides. 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.

7. Instructions de sélection des clapets anti-retour
Les clapets anti-retour conviennent généralement aux fluides propres et ne doivent pas être utilisés pour les 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 levage rotatif (qui peut être installé sur des canalisations horizontales et verticales. S'il est installé sur une canalisation verticale, le sens d'écoulement du fluide doit être de bas en haut) ;
Lorsque le DN ≥ 450 mm, un clapet anti-retour de type tampon doit être utilisé ;
Lorsque DN=100-400 mm, des clapets anti-retour à pince peuvent également être utilisés ;

Les clapets anti-retour à battant peuvent être conçus pour des pressions de service élevées, avec un PN atteignant jusqu'à 42 MPa. En fonction du matériau de la coque et du joint, ils peuvent convenir à n'importe quel fluide de travail et à n'importe quelle plage de température de travail. Le milieu comprend l'eau, la vapeur, le gaz, le milieu corrosif, l'huile, les médicaments, etc. La plage de température de fonctionnement du milieu est comprise entre -196 et 800 ℃.

8. Instructions de sélection des vannes à membrane
Les vannes à membrane conviennent aux produits pétroliers, à l'eau, aux fluides acides et aux fluides contenant des solides en suspension avec des températures de fonctionnement inférieures à 200 ℃ et des pressions inférieures à 1,0 MPa. Ils ne conviennent pas aux solvants organiques et aux agents oxydants forts ; Le broyage des médias granulaires doit choisir des vannes à membrane de type déversoir, et la sélection des vannes à membrane de type déversoir doit se référer à leur tableau des caractéristiques de débit ; Les fluides visqueux, les coulis de ciment et les milieux sédimentaires doivent utiliser des vannes à membrane directes ; Sauf indication contraire, les vannes à membrane ne conviennent pas pour une utilisation dans les conduites à vide et les équipements sous vide.
Les applications, les fréquences de fonctionnement et les services des vannes évoluent constamment. Pour contrôler ou éliminer les fuites, même mineures, l’équipement le plus important et le plus critique est la vanne. Apprendre à choisir correctement les vannes est crucial.