vanne à bille montée sur tourillon
Que sont les vannes à bille montées sur tourillon ?
Levanne à billeest une forme de vanne quart de tour qui utilise une bille creuse, perforée et fixe/supportée pour contrôler le débit qui la traverse.
A vanne à bille montée sur tourillonCela signifie que la bille est contrainte par des roulements et ne peut tourner que ; la majeure partie de la charge hydraulique est supportée par les contraintes du système, ce qui entraîne une faible pression sur les roulements et aucune fatigue de l'arbre.
Les avantages de la conception à billes de tourillon sont le couple de fonctionnement plus faible, la facilité d'utilisation, l'usure minimale du siège (l'isolation tige/bille empêche la charge latérale et l'usure des sièges en aval, améliorant ainsi les performances et la durée de vie), des performances d'étanchéité supérieures à haute et basse pression (un mécanisme à ressort séparé et la pression de la ligne en amont sont utilisés comme étanchéité contre la bille stationnaire pour les applications à basse et haute pression).
La pression dans la canalisation plaque le siège amont contre la bille fixe, assurant ainsi l'étanchéité. L'ancrage mécanique de la bille absorbe la poussée de la pression de la canalisation, limitant les frottements excessifs entre la bille et les sièges. De ce fait, même à pleine pression de service nominale, le couple de manœuvre reste faible. Ceci est particulièrement avantageux pour les vannes à bille à commande mécanique, car cela réduit la taille de l'actionneur et, par conséquent, le coût global du système d'actionnement. Le tourillon est disponible pour toutes les tailles et toutes les classes de pression, mais il est principalement destiné aux grandes dimensions et aux hautes pressions.
Principales caractéristiques des vannes à bille à tourillon NORTECH
1. Double bloc et saignement (DBB)
Lorsque la vanne est fermée et que la cavité centrale est vidée par la vanne de purge, les sièges amont et aval se bloquent indépendamment. Ce dispositif de purge permet également de vérifier l'étanchéité du siège de la vanne pendant les essais. De plus, il permet d'éliminer les dépôts internes et de limiter les dommages causés au siège par les impuretés présentes dans le fluide.
2. Faible couple de fonctionnement
La vanne à bille à tourillon pour canalisation adopte une structure à bille à tourillon et un siège de vanne flottant, permettant ainsi de réduire le couple sous pression de service. Elle utilise du PTFE autolubrifiant et un palier lisse métallique pour minimiser le coefficient de frottement, associés à une tige haute résistance et de haute finesse.
3. Dispositif de scellement d'urgence
Les vannes à boisseau sphérique de diamètre supérieur ou égal à 6 pouces (DN150) sont toutes équipées d'un système d'injection de mastic sur la tige et le siège. En cas de détérioration accidentelle de la bague de siège ou du joint torique de la tige, le système d'injection de mastic permet d'injecter le mastic nécessaire afin d'éviter toute fuite de fluide. Si besoin, un système d'étanchéité auxiliaire peut être utilisé pour le lavage et la lubrification du siège, garantissant ainsi sa propreté.
Dispositif d'injection de mastic
4. Conception de structures ignifuges
En cas d'incendie lors de l'utilisation de la vanne, la bague de siège, le joint torique de tige et le joint torique de bride intermédiaire, en PTFE, caoutchouc ou autres matériaux non métalliques, se décomposeront ou s'endommageront sous l'effet de la haute température. Sous la pression du fluide, la vanne à bille repoussera rapidement le dispositif de retenue du siège vers la bille, mettant ainsi la bague d'étanchéité métallique en contact avec celle-ci et formant une structure d'étanchéité auxiliaire métal sur métal, ce qui permet de contrôler efficacement les fuites de la vanne. La conception coupe-feu de la vanne à bille à tourillon pour canalisations est conforme aux exigences des normes API 607, API 6FA, BS 6755 et autres normes.
5. Structure antistatique
La vanne à bille est conçue avec une structure antistatique et adopte un dispositif de décharge d'électricité statique pour former directement un canal statique entre la bille et le corps à travers la tige, afin de dissiper l'électricité statique produite par le frottement lors de l'ouverture et de la fermeture de la bille et du siège à travers la canalisation, évitant ainsi les incendies ou les explosions qui pourraient être causés par des étincelles statiques et assurant la sécurité du système.
6. Structure d'étanchéité du siège fiable
L'étanchéité du siège est assurée par deux coupelles flottantes. Celles-ci peuvent se déplacer axialement pour bloquer le fluide, combinant ainsi étanchéité à bille et étanchéité du corps. L'étanchéité basse pression du siège de soupape est obtenue par précontrainte du ressort. De plus, l'effet piston du siège de soupape est optimisé, permettant une étanchéité haute pression grâce à la pression intrinsèque du fluide. Deux types d'étanchéité à bille peuvent ainsi être mis en œuvre.
7.Scellage simple
(Décharge automatique de pression dans la cavité centrale de la vanne) Généralement, une structure à simple joint est utilisée, c'est-à-dire qu'il n'y a qu'une seule étanchéité en amont. Grâce aux sièges d'étanchéité amont et aval indépendants, actionnés par ressort, la surpression à l'intérieur de la cavité de la vanne peut vaincre l'effet de précontrainte du ressort, libérant ainsi le siège de la bille et assurant une décharge automatique de pression vers l'aval. Côté amont : lorsque le siège se déplace axialement le long de la vanne, la pression « P » exercée sur la partie amont (entrée) produit une force inverse sur A1. Comme A2 est plus haut que A1, A2 - A1 = B1. La force sur B1 repousse le siège contre la bille et assure l'étanchéité en amont.
Côté aval : lorsque la pression « Pb » à l’intérieur de la cavité de la vanne augmente, la force exercée sur A3 est supérieure à celle exercée sur A4. Comme A3 - A4 = B2, la différence de pression sur B2 vainc la force du ressort, libérant ainsi le siège de la bille et permettant la décompression de la cavité de la vanne vers la partie aval. Ensuite, le siège et la bille se referment sous l’effet du ressort.
8. Double étanchéité (double piston)
La vanne à boisseau sphérique à tourillon peut être conçue avec une double étanchéité, en amont et en aval du boisseau, pour répondre à certaines conditions de service et exigences spécifiques. Elle présente un double effet piston. En fonctionnement normal, la vanne assure généralement une étanchéité primaire. En cas de défaillance du siège primaire et de fuite, le siège secondaire prend le relais et renforce l'étanchéité. Ce siège est de conception composite : le joint primaire est un joint métal sur métal, tandis que le joint secondaire est un joint torique en caoutchouc fluoré, garantissant une étanchéité optimale. Lorsque la différence de pression est très faible, le siège d'étanchéité, grâce à un ressort, plaque le boisseau pour assurer l'étanchéité primaire. Lorsque la différence de pression augmente, la force d'étanchéité entre le siège et le corps s'accroît en conséquence, assurant une étanchéité parfaite entre le siège et le boisseau et garantissant ainsi une performance d'étanchéité optimale.
Étanchéité primaire : en amont.
Lorsque la différence de pression est faible ou nulle, le siège flottant se déplace axialement le long de la soupape sous l'effet du ressort et le plaque contre la bille pour assurer une étanchéité parfaite. Lorsque la pression exercée sur le siège de soupape est supérieure à la force appliquée sur la surface A1, A2 - A1 = B1. Par conséquent, la force en B1 plaque le siège contre la bille et assure l'étanchéité de la partie amont.
Étanchéité secondaire : en aval.
Lorsque la différence de pression est faible ou nulle, le siège flottant se déplace axialement le long de la soupape sous l'effet du ressort et le plaque contre la bille pour assurer une étanchéité parfaite. Lorsque la pression P dans la cavité de la soupape augmente, la force exercée sur la zone A4 du siège est supérieure à celle exercée sur la zone A3 (A4 - A3 = B1). Par conséquent, la force sur B1 plaque le siège contre la bille et assure l'étanchéité de la partie amont.
9. Dispositif de sécurité
La vanne à bille étant conçue avec un système d'étanchéité primaire et secondaire avancé à double piston, et la cavité centrale ne permettant pas de décharge automatique de la pression, une soupape de sécurité doit être installée sur le corps de la vanne afin de prévenir tout risque de surpression et d'endommagement de la cavité, pouvant survenir en raison de la dilatation thermique du fluide. Le raccordement de la soupape de sécurité est généralement de type NPT 1/2. Il est important de noter que le fluide évacué par la soupape de sécurité est rejeté directement dans l'atmosphère. Si un rejet direct dans l'atmosphère est interdit, nous recommandons l'utilisation d'une vanne à bille équipée d'un dispositif spécial de décharge automatique de la pression vers le haut. Veuillez vous référer aux informations ci-dessous pour plus de détails. Veuillez préciser lors de votre commande si vous n'avez pas besoin de la soupape de sécurité ou si vous souhaitez utiliser la vanne à bille équipée du dispositif spécial de décharge automatique de la pression vers le haut.
10. Structure spéciale du dispositif de décompression automatique vers le haut du courant
La vanne à bille étant conçue avec un système d'étanchéité primaire et secondaire avancé à double piston, et la chambre intermédiaire ne permettant pas de décharge automatique de la pression, une vanne à bille de structure spéciale est recommandée pour répondre aux exigences de décharge automatique de la pression et garantir l'absence de pollution environnementale. Dans cette structure, le flux amont bénéficie d'une étanchéité primaire, tandis que le flux aval bénéficie d'une étanchéité primaire et secondaire. Lorsque la vanne est fermée, la pression dans la chambre de la vanne permet une décharge automatique vers le flux amont, évitant ainsi les risques liés à la surpression. En cas de fuite au niveau du siège primaire, le siège secondaire assure également l'étanchéité. Il convient toutefois de porter une attention particulière au sens d'écoulement lors de l'installation, en respectant les directions amont et aval. Le principe d'étanchéité de la vanne à structure spéciale est illustré dans les schémas suivants.
Schéma de principe de l'étanchéité amont et aval d'une vanne à bille
Schéma de principe du dispositif de décharge de pression de la cavité de la vanne à bille pour l'étanchéité en amont et en aval
11. Tige anti-éclatement
La tige adopte une structure anti-éjection. La tige est conçue avec un appui à sa base afin que, grâce au positionnement du couvercle supérieur et de la vis, la tige ne soit pas éjectée par le fluide même en cas de hausse anormale de pression dans la cavité de la vanne.
Tige anti-éclatement
12. Résistance à la corrosion et résistance aux contraintes des sulfures
Une certaine marge de corrosion est prévue pour l'épaisseur de la paroi de la carrosserie.
La tige en acier au carbone, l'arbre fixe, la bille, le siège et la bague de siège sont soumis à un nickelage chimique conforme aux normes ASTM B733 et B656. De plus, divers matériaux résistants à la corrosion sont disponibles au choix. Selon les exigences du client, les matériaux de la vanne peuvent être sélectionnés conformément aux normes NACE MR 0175 / ISO 15156 ou NACE MR 0103. Un contrôle et une inspection qualité rigoureux sont effectués pendant la fabrication afin de satisfaire pleinement aux exigences des normes et aux conditions de service en milieu sulfureux.
13. Tige d'extension
Concernant la vanne encastrée, une rallonge peut être fournie pour les interventions au sol. Cette rallonge, composée d'une tige, d'une vanne d'injection de mastic et d'une vanne de vidange, peut être déployée jusqu'en haut pour faciliter son utilisation. Lors de la commande, les utilisateurs doivent préciser les spécifications et la longueur de la rallonge. Pour les vannes à boisseau sphérique actionnées par des vérins électriques, pneumatiques ou pneumatiques-hydrauliques, la longueur de la rallonge doit être mesurée du centre de la canalisation jusqu'à la bride supérieure.
Schéma de la tige d'extension
Spécifications des vannes à bille à tourillon NORTECH
Spécifications techniques de la vanne à bille à tourillon
| Diamètre nominal | 2”-56” (DN50-DN1400) |
| Type de connexion | RF/BW/RTJ |
| Norme de conception | Vanne à bille API 6D/ASME B16.34/API608/MSS SP-72 |
| Matière corporelle | Acier moulé/Acier forgé/Acier inoxydable moulé/Acier inoxydable forgé |
| Matériau de la balle | A105+ENP/F304/F316/F304L/F316L |
| Matériau du siège | PTFE/PPL/NYLON/PEEK |
| Température de fonctionnement | Jusqu'à 120 °C pour le PTFE |
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| Jusqu'à 250 °C pour PPL/PEEK |
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| Jusqu'à 80 °C pour le nylon |
| Extrémité à bride | ASME B16.5 RF/RTJ |
| BW end | ASME B 16.25 |
| Face à face | ASME B 16.10 |
| Pression température | ASME B 16.34 |
| Ignifugé et antistatique | API 607/API 6FA |
| Norme d'inspection | API598/EN12266/ISO5208 |
| Résistant à l'exposition | ATEX |
| Type d'opération | Boîte de vitesses manuelle/Actionneur pneumatique/Actionneur électrique |
• Plaque de montage ISO 5211 compatible avec différents types d'actionneurs ;
• Structure simple, étanchéité fiable et entretien facile.
• Conception antistatique et ignifuge.
• Certification ATEX pour la protection contre les explosions.
Présentation du produit :
Application des vannes à bille à tourillon NORTECH
Ce genre devanne à bille montée sur tourillonIl est largement utilisé dans les systèmes d'exploitation, de raffinage et de transport du pétrole, du gaz et des minéraux. Il peut également servir à la production de produits chimiques et de médicaments ; aux systèmes de production d'hydroélectricité, d'énergie thermique et nucléaire ; et aux systèmes de drainage.
