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Différences entre les vannes de régulation de la pression et les vannes magnétiques

David Boonen — Fri, 20 Jan 2023 14:51:26 +0000

Les vannes ou soupapes de régulation de la pression se dépourvues de tout composant électronique; c’est en ceci qu’elles diffèrent des vannes magnétiques ou des électrovannes. Elles en diffèrent aussi sur le plan des applications.

Par exemple, les vannes magnétiques ne présentent que deux positions : ouverture et fermeture. L’impulsion électrique entraîne tantôt l’ouverture de la vanne, tantôt sa fermeture. Ce fonctionnement binaire ne répond pas toujours aux besoins du processus considéré. En cas d’automatisation d’un processus, ces vannes sont souvent inadaptées si l’installation requiert une position intermédiaire entre l’ouverture complète et la fermeture totale. La courbe ci-après rend compte des caractéristiques d’une électrovanne. Outre leurs positions d’ouverture et de fermeture, les vannes de régulation de la pression se distinguent par leur plage d’ouvertures intermédiaires. En cas d’augmentation ou de fluctuation de la pression dans les limites de cette plage, la force de rappel du ressort garantit le maintien de la pression de réglage, portée à 3 bars par exemple, si cette valeur correspond à la pression souhaitée.

Comme la tendance actuelle va en s’amplifiant sur le marché, les vannes magnétiques céderont définitivement la place aux électrovannes à membrane et à bille. En effet, les vannes magnétiques sont chères et leur sélection n’est pas toujours indiquée en raison de leur potentiel restreint de régulation. En dépit de leur prix sensiblement inférieur, les électrovannes à membrane ou à bille se prêtent à un nombre beaucoup plus élevé d’applications.

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Fonctionnement des vannes de maintien et de régulation de la pression

Frederik Koninckx — Fri, 20 Jan 2023 12:46:46 +0000

Les vannes de régulation de la pression maintiennent la pression qui règne au sein d’un système de tuyauterie à une valeur préalablement définie, soit à l’entrée de la vanne (vannes de maintien de pression), soit à sa sortie (vannes de réduction de pression).

La combinaison de trois facteurs permet de corriger les variations de pression indésirables qui affectent le fluide considéré:

itinéraire particulier qu’emprunte le fluide à travers la vanne
réglage du ressort
position de la membrane de régulation au sein de la vanne

1. Itinéraire qu’emprunte le fluide à travers la vanne

L’itinéraire qu’emprunte le fluide à travers une vanne dépend de la forme et de la fonction de cette vanne. La morphologie interne d’une vanne est le fruit de l’expérience et de l’évolution des connaissances en hydrodynamique et en mécanique des fluides. La vanne considérée a été conçue en fonction de la nature du fluide à véhiculer et de l’usage auquel cette dernière était destinée.

2. Réglage du ressort de la vanne de régulation de la pression

Le ressort qu’abrite la vanne ne subit qu’un seul réglage effectué en agissant sur une vis de réglage et en se référant à un manomètre (monté parfois sur la canalisation, parfois sur la vanne en tant que telle). La mise sous tension mécanique du ressort lui permet d’exercer sa force de rappel sur la membrane. La tension mécanique du ressort et la position de la membrane à l’intérieur de la vanne permettent de compenser les variations de pression auxquelles le fluide est soumis. L’animation ci-après met en évidence le fonctionnement de cette vanne.

Fonctionnement, sens d’écoulement et mise au point d’une vanne à réglage automatique ou vanne de régulation de la pression GF type 582 ou GF type 586

3. Position de la membrane de régulation au sein de la vanne

Les vannes de régulation commercialisées à l’heure actuelle sont de deux types : vannes à membrane classiques et vannes dont le fonctionnement repose sur l’utilisation de pastilles/cartouches interchangeables (voir illustrations ci-après). Leur permutation éventuelle permet de modifier le fonctionnement de ces vannes en transformant, en un tournemain, une vanne de maintien de pression en vanne de réduction de pression ou inversement. Avantage : l’exécution de toute réparation éventuelle est plus rapide et plus précise. En effet, la simplicité des opérations de montage et de démontage réduit sensiblement les risques d’erreur. En raison de leur structure, leur section maximale de ces vannes s’élève généralement à DN50.

Ci-après figurent deux écorchés d’un réducteur et d’un détendeur de pression. À cet égard, il convient d’observer que la structure générale de ces vannes est identique, mais qu’elles doivent leur fonctionnement distinct à la spécificité de leur pastille interchangeable

Écorché d’une vanne de réduction de pression GF du type V582

Écorché d’une vanne de maintien de pression GF du type V586

La structure des vannes de régulation de la pression dont la section se situe entre DN65 et DN100 est sensiblement différente, comme le montre l’illustration ci-après. Ces vannes reposent sur l’utilisation d’une autre sorte de membrane et de piston.

Selection de la vanne

La sélection de la vanne la plus appropriée à une application spécifique revêt une grande importance. Le matériau constitutif de la vanne doit être compatible avec les facteurs suivants : nature du fluide à traiter, conditions de température et de pression, écoulement souhaité, précision de réglage, plage des pressions d’entrée et de sortie, mode de fonctionnement et dimensionnement. Cet aspect de la question est souvent négligé, comme en atteste la sélection fréquente d’une vanne de même section que la canalisation, dont l’installation se traduit souvent par un mauvais fonctionnement de la vanne et du processus de régulation.

Pour en savoir plus sur la sélection des vannes les plus appropriées à votre application cliquez ici.

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Origine d’une fuite affectant un processus chimique

David Boonen — Fri, 20 Jan 2023 07:51:15 +0000

Dans l’industrie chimique, aucune fuite n’est sans risque. C’est pour cela que la mission de l’ingénieur de production est de détecter toute fuite éventuelle, en découvrir l’origine et surtout prévenir la réitération du problème identifié. Cet article traite de la cause d’une fuite de liquide et de la résolution du problème.

Configuration

Ces capteurs ont été installés sur le site d’une entreprise spécialisée dans le traitement d’effluents très pollués. Sur la photo, on aperçoit un dispositif de mesure du niveau hydrostatique (tête jaune assortie d’une bride). Les données recueillies par cet équipement s’affichent sur l’écran numérique.

Une fuite est apparue lors de la mise en service de l’installation ; le fluide acheminé à travers le dispositif de mesure du niveau hydrostatique a commencé à suinter et à se répandre sur le sol. Comme toute mise en service d’une nouvelle installation, celle-ci s’est déroulée en plusieurs phases et dans des conditions de sécurité satisfaisantes en utilisant un fluide sans danger. Si cette fuite s’était manifestée en cours d’exploitation, la libération d’une eau de processus très polluée aurait fait courir le risque d’une pollution atmosphérique. Par conséquent, il était capital de trouver une solution permettant de prévenir tout risque de manifestation future d’une fuite comparable.

Symptômes d’une fuite de liquide

Fuite d’un liquide très corrosif à la hauteur de la sonde. Parfaitement visible de l’extérieur, l’effet de la fuite se manifeste sous la forme de projections de teinte orange qui corrodent le matériel.

Le démontage de la sonde révèle que le capteur et l’électronique sont corrodés. L’origine de la fuite ne fait aucun doute. Le serrage erroné de l’écrou a permis à l’effluent pollué par la présence d’acides et de bases de suinter le long du filet et de causer de sérieux dommages à l’extérieur du dispositif.

Solutions envisageables

Premier réflexe : tout remplacer et serrer correctement la pièce concernée. Cependant, les experts se sont également mis en quête d’une solution qui exclue définitivement la manifestation future de telles fuites. Cette solution réside dans la fabrication de joints d’étanchéité sur mesure.

Dans un premier temps, les experts ont déposé le dispositif standard de mesure du niveau dont le montage s’effectuait à l’aide d’un raccord trois pièces. Ensuite, ils ont procédé au soudage de la sonde à même la bride de fixation. Cette opération réduit à néant le risque de fuite et l’installateur ne risque plus de commettre la même erreur.

Le matériau utilisé revêt une importance majeure dans cette application. Les sondes sont exécutées en fluorure de polyvinylidène (PVDF), un polymère thermoplastique non réactif que l’on utilise habituellement dans le cadre d’applications critiques telles que celles que l’on rencontre dans la métallurgie, la pétrochimie et l’industrie chimique. Le produit sera préalablement assemblé dans les ateliers de GF Belgique.

Cliquez ici pour en savoir plus sur la sélection des matériaux adaptés aux processus chimiques.

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Définition et usage des vannes de régulation de la pression (PRV)

David Boonen — Sun, 15 Jan 2023 15:25:15 +0000

Plusieurs expressions désignent les vannes de régulation de la pression: vannes PRV, vannes à réglage automatique, clapets à réglage automatique, vannes de maintien ou de réduction de pression, réducteurs de pression automatiques, … Elles appartiennent à ce groupe de vannes et clapets industriels qui permettent de réguler la pression du fluide acheminé le long de canalisations. À l’instar des vannes magnétiques, les vannes de régulation de la pression sont dépourvues de tout dispositif d’entraînement motorisé. Elles se différencient également des vannes à membrane parce qu’après leur réglage initial, la régulation de la pression est automatique. Par ailleurs, il faut également choisir à bon escient les matériaux constitutifs de ces vannes, en fonction des propriétés du fluide acheminé. Par exemple, en cas de transport de liquides corrosifs, il est préférable d’opter pour des vannes en matière synthétique.

Les vannes de régulation de la pression ou vannes PRV se rangent dans trois catégories:

Vannes de maintien de pression: ces vannes permettent de réguler la pression du fluide entrant
Vannes de réduction de pression: ces vannes permettent de réguler la pression du fluide sortant
Soupapes de surpression: ces soupapes servent à prévenir les risques de surpression susceptible d’affecter certains tronçons de canalisation. Plusieurs expressions désignent également des soupapes : soupapes antibélier, clapets de surpression ou de décharge, pressure relief valve

Exemple de vanne de régulation de la pression : Vanne de réduction de pression GF type V582. Soyez attentif aux pictogrammes renvoyant à une pression variable du fluide entrant et à une pression stabilisée par réglage du fluide sortant.

Vanne de réduction de pression (à gauche) et vanne de maintien de pression (à droite) accompagnées des pictogrammes qui en indiquent le fonctionnement. Il va de soi que le sens de l’écoulement est important. Une petite flèche apposée par le fabricant sur le corps de ces vannes en indique l’orientation à respecter.

Cliquez ici pour en savoir plus sur

le fonctionnement des vannes de régulation de la pression

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Fonctionnement des vannes de réduction de pression

David Boonen — Sun, 15 Jan 2023 11:02:31 +0000

Le fonctionnement des vannes de réduction de pression est diamétralement opposé à celui des vannes de maintien de pression. Les vannes de réduction de pression assurent le maintien de la pression de sortie à une valeur constante. Elles permettent de compenser les variations de pression et de maintenir un flux constant. Le fonctionnement de cette vanne de régulation est également assuré par une membrane sur laquelle s’exerce la force de rappel d’un ressort sous tension. Si la pression diminue, par exemple en raison d’une augmentation de la demande, la membrane ouvre davantage le clapet que contient la vanne en augmentant ce faisant le débit du fluide. Le clapet se referme dès que la pression exercée sur la membrane augmente.

La mise au point de ces vannes s’effectue également en ajustant la prétension d’un ressort; mais à présent, il s’agit d’obtenir la pression voulue à la sortie de la vanne.

Si la pression de sortie descend en deçà de la valeur de consigne, par exemple en raison d’un prélèvement plus important, le clapet que contient la vanne s’ouvre sous l’effet de la force exercée par le ressort sous tension. Si la pression de sortie augmente au point de dépasser la valeur de consigne, le clapet que contient la vanne est repoussé vers le haut en dépit de la force exercée par le ressort sous tension. La vanne se referme et la pression de sortie diminue en raison de la réduction, voire de l’abandon de tout apport. Ce dispositif permet de maintenir la pression constante souhaitée dans la conduite d’évacuation.

Fonctionnement, sens d’écoulement et mise au point d’une vanne à réglage automatique ou vanne de régulation de la pression GF type 582 ou GF type 586

Pour plus d’informations concernant le fonctionnement des vannes de maintien de pression, lisez également cet article.

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