Une vanne papillon est un type de vanne de régulation quart de tour-présentant une structure simple, principalement utilisée pour le contrôle marche-de l'arrêt ou de l'étranglement des fluides dans les systèmes de tuyauterie à basse-pression. Son élément de fermeture-communément appelé disque ou plaque papillon-est circulaire et tourne autour d'un arbre central pour réaliser l'ouverture, la fermeture ou la régulation du débit. Les vannes papillon conviennent au contrôle d'une large gamme de fluides, notamment l'air, l'eau, la vapeur, les milieux corrosifs, les boues, les huiles, les métaux liquides et les substances radioactives. Dans les systèmes de pipelines, ils remplissent principalement des fonctions d'isolation et de régulation de débit. Le disque, monté à l'intérieur du corps de vanne, tourne autour de son propre axe pour remplir ces fonctions opérationnelles.
1. Principe de fonctionnement
La vanne papillon utilise un élément de fermeture en forme de disque-qui tourne d'environ 90 degrés pour ouvrir, fermer ou moduler le débit de fluide. Au cours de la dernière décennie, ce type de vanne est devenu l'un des types de vannes à la croissance la plus rapide-en raison de sa construction simple, de sa taille compacte, de son poids léger, de sa faible consommation de matériaux, de son faible encombrement d'installation, de son faible couple de fonctionnement, de sa facilité d'utilisation, de son actionnement rapide et de ses excellentes performances de contrôle du débit et d'étanchéité.
2. Composants structurels
Une vanne papillon se compose principalement des éléments suivants :
Corps de vanne : Généralement cylindrique avec une dimension courte-face à-face, abritant le disque interne.
Tige (arbre): Transmet le couple de l'actionneur ou du volant au disque.
Disque (assiette papillon) : L'élément de contrôle du flux-qui tourne dans le corps.
Siège (bague d'étanchéité): Fournit la surface d’étanchéité contre laquelle le disque se scelle lorsqu’il est fermé.
3. Avantages
Excellentes caractéristiques de contrôle du débit
Lorsqu'il est complètement ouvert, la seule résistance à l'écoulement est l'épaisseur du disque, ce qui entraîne une chute de pression minimale à travers la vanne. Combinée à sa courte longueur structurelle, sa faible hauteur totale et son fonctionnement rapide, la vanne papillon offre des capacités supérieures de modulation du débit.
Largement utilisé dans les applications de limitation de-diamètres importants
Entre environ 15 degrés et 70 degrés de rotation du disque, la vanne offre un contrôle de débit sensible et précis, ce qui la rend particulièrement répandue dans les services d'étranglement de gros calibre.
Compact, léger et rentable-Efficace
L'utilisation d'un disque métallique mince comme élément de contrôle du débit minimise les besoins en espace tout en conservant une résistance suffisante. Son design compact convient aux installations dans des espaces confinés. Pour les pipelines de grand-diamètre, les vannes papillon consomment beaucoup moins de matériaux que les alternatives telles que les vannes à bille, ce qui entraîne des coûts de fabrication inférieurs.
Scellement rapide et efficace
La vanne permet une fermeture rapide-et une étanchéité fiable, ce qui la rend-bien adaptée aux applications de contrôle de débit de haute-précision.
Faible chute de pression et récupération haute pression
Même si le disque reste dans le flux, la perte de pression est minime. Ce faible ΔP réduit la demande d'énergie de pompage et la conception simplifiée permet une récupération rapide de la pression en aval.
Faibles exigences de maintenance
Avec moins de pièces internes et aucune cavité ou poche où les fluides ou les débris peuvent s'accumuler, les vannes papillon nécessitent moins d'entretien. L'installation est simple-généralement par boulonnage entre les brides de tuyaux adjacentes sans soudure.
Opération simple
En raison de sa conception légère et compacte, la vanne nécessite un faible couple pour son actionnement. Le disque mince rencontre une friction fluide minimale, permettant un fonctionnement fluide avec une force minimale.
Facilité d'automatisation
Les petits actionneurs fournissent un couple suffisant pour le fonctionnement, réduisant ainsi les coûts d'investissement et d'exploitation. Ces actionneurs compacts consomment moins d'énergie et n'ajoutent que des dépenses minimes à l'ensemble de vannes.
4. Inconvénients
Ne convient pas à la limitation de haute pression-
Les vannes papillon sont généralement limitées aux applications d'étranglement à basse-pression, avec un contrôle efficace généralement limité aux ouvertures de disque comprises entre 30 degrés et 80 degrés.
Sensible à la cavitation et au flux étouffé
En position ouverte, le disque obstrue partiellement le chemin d'écoulement, favorisant les turbulences et augmentant le risque de cavitation. De plus, des particules peuvent s'accumuler autour du disque, exacerbant l'usure et l'érosion.
Résistance à la corrosion relativement faible
Par rapport aux vannes à vanne ou à bille, les vannes papillon présentent une résistance à la corrosion inférieure. L'impact continu du fluide peut dégrader le disque au fil du temps, compromettant l'intégrité de l'étanchéité-en particulier dans les services visqueux ou abrasifs.
Incompatible avec les opérations de raclage
Même lorsqu'il est complètement ouvert, le disque dépasse dans l'alésage du pipeline, obstruant les racleurs de nettoyage du pipeline et rendant le raclage impossible dans les conduites contenant des vannes papillon.
5. Directives d'installation
Installation et entretien
Lors de l'installation, assurez-vous que le disque est dans leposition complètement fermée.
Leposte ouvertdoit être déterminé en fonction de l’angle de rotation du disque spécifié.
Pour vannes papillon équipées d'unvanne de dérivation, ouvrez la vanne de dérivation avant d'actionner la vanne principale.
Suivez toujours les instructions d'installation du fabricant. Pour les vannes-pour usage intensif, prévoyez unfondation de soutien robuste.
Meilleures pratiques de construction et d’installation
Vérifiez que leemplacement d'installation, élévation et sens d'écoulementrespecter les spécifications de conception technique et garantir que toutes les connexions sont sécurisées et étanches-.
Sur les canalisations isolées,les poignées des vannes manuelles ne doivent pas pointer vers le bas.
Mener uneinspection visuelleavant l'installation. La plaque signalétique de la vanne doit être conforme aux normes en vigueur.
Pour les vannes avec unpression nominale supérieure à 1,0 MPaou ceux qui servent devannes d'isolement sur les canalisations principales,effectuer
tests de résistance hydrostatique et d'étanchéitéavant la mise en service :
Test de résistance: 1,5× pression nominale pendant supérieure ou égale à 5 minutes ; aucune fuite du corps ou de l’emballage n’est acceptable.
Test d'étanchéité: 1,1× pression nominale pour la durée spécifiée par les normes pertinentes ; aucune fuite au niveau de l'interface du siège du disque-est requise pour l'acceptation.
