Robinet-vanne ou robinet à boisseau sphérique : Quel est le meilleur type de vanne ?

Les vannes industrielles sont essentielles pour contrôler le débit des liquides, des gaz, des boues ou des solides fluidifiés dans une large gamme d'applications. Cependant, avec le grand nombre d'options disponibles, le choix de la bonne vanne peut s'avérer difficile.

Les robinets-vannes et les robinets à tournant sphérique sont deux des types de vannes industrielles les plus courants. À première vue, ces deux types de vannes semblent très similaires - elles sont utilisées pour démarrer, arrêter et réguler le débit. Mais il existe des différences importantes dans leur conception, leurs avantages et leurs cas d'utilisation optimaux.

Faut-il utiliser un robinet-vanne ou un robinet à boisseau sphérique ? Voici un guide complet pour vous aider à prendre votre décision.

Fonctionnement des robinets-vannes et des robinets à tournant sphérique

Commençons par jeter un coup d'œil sous le capot pour comprendre comment fonctionnent les robinets-vannes et les robinets à boisseau sphérique.

Vannes à guillotine

Comme son nom l'indique, Vannes utilisent une "vanne" plate pour contrôler le débit. Cette vanne se déplace perpendiculairement à la trajectoire du flux pour démarrer, arrêter ou étrangler le flux.

Voici les principaux composants d'un robinet-vanne :

• Corps: Abrite la porte et d'autres composants
• Bonnet: Couvre la tige et le presse-étoupe
• Porte : La plaque qui bloque ou permet l'écoulement
• Tige: Relie le portillon au volant
• Siège : Surface d'étanchéité de l'opercule lorsque la vanne est fermée
• Emballage : Empêche les fuites autour de la tige

Pour ouvrir la vanne, il faut tourner le volant pour soulever l'opercule du siège. Lorsqu'elle est complètement ouverte, l'opercule n'obstrue plus le passage dans le corps du robinet.

Pour la fermer, il faut abaisser l'opercule sur le siège afin de créer un joint étanche et d'arrêter le débit. La vanne peut également être partiellement ouverte pour réduire le débit si nécessaire.

Vannes à bille

Dans un vanne à billeDans le cas d'un robinet d'arrêt, une bille rotative avec un alésage est utilisée pour contrôler le débit à la place d'une vanne. Lorsque vous tournez la bille de 90 degrés, l'alésage s'aligne avec le corps de la vanne pour permettre l'écoulement. Une nouvelle rotation de 90 degrés ferme l'écoulement en plaçant la bille perpendiculairement à la voie d'écoulement.

Les robinets à tournant sphérique sont constitués de :

• Corps: Maisons de la boule et de la tige
• Balle: Composant rotatif avec alésage
• Des places: Surface d'étanchéité de la bille lorsque la vanne est fermée
• Tige: Relie la bille à la poignée pour le fonctionnement
• Emballage : Empêche les fuites entre le corps et la tige

Robinet à boisseau sphérique et robinet-vanne : Principales différences

Maintenant que vous savez ce qu'il y a à l'intérieur d'un robinet-vanne et d'un robinet à boisseau sphérique, examinons quelques-unes des principales différences entre ces deux types de vannes.

Opération

L'une des plus grandes différences réside dans la manière de les utiliser.

Vannes à bille Il suffit d'un tour de 90 degrés pour ouvrir ou fermer complètement la vanne. Cette opération de 1/4 de tour les rend très rapides à utiliser.

VannesEn revanche, les robinets à boisseau sphérique nécessitent de tourner le volant de plusieurs tours de 360 degrés pour lever ou abaisser la vanne. Leur fonctionnement demande donc plus de temps et d'efforts que celui des robinets à boisseau sphérique.

Capacité d'étanchéité

Les deux vannes offrent une excellente étanchéité lorsqu'elles sont fermées. Mais robinets à boisseau sphérique ont tendance à former des joints légèrement meilleurs, car il y a moins de fuites dans la conception.

Ils conviennent donc parfaitement aux applications qui exigent un minimum de fuites de liquide lorsqu'elles sont inactives pendant de longues périodes. Par exemple, les pipelines enterrés qui transportent des liquides volatils comme le pétrole brut ou des gaz.

Les robinets-vannes assurent toujours une très bonne étanchéité, mais peuvent laisser passer de petites fuites s'ils restent fermés pendant des mois.

Pression nominale

Dans la plupart des cas, vous constaterez que Vannes ont des pressions nominales plus élevées que les robinets à tournant sphérique de même taille et de même matériau.

Les robinets-vannes sont généralement conçus pour des pressions de 200 psi, 300 psi ou même 600 psi pour les modèles à haute pression.

Les vannes à bille atteignent généralement une pression maximale d'environ 800 psi pour les modèles standard. Il est possible de se procurer des robinets à boisseau sphérique spécialisés qui supportent des pressions allant jusqu'à 1 500 psi, mais ils coûtent plus cher.

Par conséquent, si vous avez besoin d'un robinet capable de supporter des pressions très élevées, un robinet-vanne est généralement le meilleur choix.

Capacité de contrôle du débit

Les deux types de vannes permettent d'arrêter complètement le débit. Mais qu'en est-il de la régulation du débit ?

Vannes à bille excellent dans le démarrage rapide et l'arrêt complet du flux. Vous pouvez également les utiliser pour limiter le débit, mais seulement dans une certaine mesure.

Pour les robinets à tournant sphérique, il est préférable de les ouvrir ou de les fermer complètement. Les ouvertures partielles peuvent endommager la bille ou les sièges au fil du temps dans les applications d'étranglement.

VannesEn revanche, les robinets à soupape sont bien adaptés à la régulation précise du débit. Il est possible de contrôler précisément le débit en soulevant légèrement l'opercule du siège.

Les robinets-vannes ont également tendance à présenter moins de problèmes d'érosion que les robinets à tournant sphérique lorsqu'ils sont utilisés pour limiter le débit.

Coût

Si le coût est un facteur important dans votre projet, Vannes sont généralement le choix le plus économique.

Les robinets-vannes simples sont peu coûteux, allant de $50 à $250 en fonction de la taille et du matériau. Le prix reste relativement bas, même pour les modèles spécialisés haute pression ou cryogéniques.

Vannes à bille ont presque toujours un prix plus élevé. Par exemple, un robinet à tournant sphérique standard de 2 pouces peut coûter environ $100. Ce prix passe à $250 ou plus pour une version haute pression en acier inoxydable ou en alliage.

Ainsi, si votre application ne nécessite pas d'autres capacités propres aux robinets à tournant sphérique, les robinets-vannes permettent de maîtriser les budgets consacrés aux robinets.

Applications les mieux adaptées à chaque vanne

Maintenant que vous connaissez les principales différences entre ces deux types de vannes courantes, examinons les applications pour lesquelles elles sont le mieux adaptées.

Quand utiliser un robinet-vanne

Voici quelques exemples d'applications pour lesquelles un robinet-vanne est le plus judicieux :

• Réseaux d'eau : Les robinets-vannes sont extrêmement courants dans les systèmes de distribution d'eau municipaux pour démarrer et arrêter les flux. Leur fonctionnement plus lent permet d'éviter les coups de bélier.
• Systèmes à vapeur : Utilisé pour isoler les conduites de vapeur car le corps du robinet-vanne reste plus froid que les autres modèles.
• Conduites d'eaux usées : Les matières organiques et les solides n'endommageront pas la vanne aussi facilement qu'un robinet à boisseau sphérique.
• Applications à haute pression : Les robinets-vannes ont une excellente étanchéité, même à des pressions élevées de l'ordre de 1500+ psi.
• Services cryogéniques : Les robinets-vannes spéciaux "cryogéniques" restent opérationnels même à des températures de fluide extrêmement basses.
• Grandes tailles de tuyaux : Les robinets-vannes sont disponibles dans de très grands diamètres pour s'adapter aux pipelines de grande taille.

Essentiellement, vous devez choisir un robinet-vanne lorsque vous manipulez de l'eau, de la vapeur ou d'autres fluides à haute pression, dans des conduites de grand diamètre ou dans des conditions cryogéniques.

Quand utiliser un robinet à boisseau sphérique

Voici quelques exemples où un robinet à boisseau sphérique est généralement la meilleure option :

• Systèmes de gaz combustible : Les robinets à tournant sphérique éliminent pratiquement tous les problèmes de fuite lorsqu'ils sont utilisés dans les pipelines de gaz naturel et de pétrole liquide.
• Lignes de traitement chimique : La surface de la bille résiste à la corrosion due aux produits chimiques. Les vannes à bille évitent également les problèmes d'accumulation de contamination.
• Systèmes CVC : L'opération rapide de 1⁄4 de tour permet de démarrer et d'arrêter rapidement les flux en fonction des besoins dans les systèmes de chauffage/refroidissement.
• Circuits d'air comprimé : Les robinets à tournant sphérique conservent leur étanchéité même en cas de cycles fréquents dans les conduites d'air comprimé à haute pression.
• Applications de la puissance hydraulique : La faible perte de charge des robinets à tournant sphérique est importante pour l'efficacité des systèmes de transfert des fluides.

En résumé, vous voudrez utiliser des robinets à tournant sphérique pour démarrer, arrêter ou changer rapidement le sens de circulation des gaz, des produits chimiques dangereux et des liquides à des fréquences de cycles élevées.

Questions fréquemment posées

Voici les réponses aux questions les plus courantes sur les robinets à boisseau sphérique et les robinets-vannes :

Les robinets à boisseau sphérique sont-ils meilleurs que les robinets-vannes ?

Il n'y a pas de "meilleure" option définitive. Les robinets à tournant sphérique sont préférables aux robinets-vannes dans certaines applications en raison d'un fonctionnement plus rapide, de risques de contamination moindres ou d'une meilleure étanchéité.

Mais les robinets-vannes présentent des avantages tels que des pressions nominales plus élevées, une capacité d'étranglement et un coût inférieur qui en font un choix supérieur pour d'autres applications.

Vous devez comparer les capacités de chaque vanne avec les exigences de votre application pour décider laquelle est la mieux adaptée.

Peut-on utiliser un robinet-vanne pour remplacer un robinet à boisseau sphérique ?

Il est possible de remplacer un robinet à boisseau sphérique par un robinet-vanne dans certaines situations. Par exemple, pour les conduites de gaz ou de liquide à basse pression où la vitesse du cycle n'est pas critique.

Cependant, vous risquez de rencontrer des problèmes de débit si le système de tuyauterie a été conçu pour un robinet à boisseau sphérique. Il est préférable de consulter un ingénieur pour s'assurer de l'interchangeabilité sans faille avant d'essayer d'intervertir les types de vannes.

Quelle est la différence entre un robinet-vanne et un robinet à boisseau sphérique ?

Les principales différences sont que les robinets-vannes utilisent un système de vanne et de vis pour contrôler le débit, tandis que les robinets à tournant sphérique utilisent une bille rotative avec un alésage. Les robinets-vannes nécessitent plusieurs tours pour fonctionner, alors que les robinets à tournant sphérique ne nécessitent que 1⁄4 tours.

Les robinets-vannes supportent également des pressions plus élevées et permettent un meilleur contrôle du débit. Les robinets à tournant sphérique forment généralement des joints plus étanches et présentent moins de risques de fuite au fil du temps.

Pourquoi les robinets à boisseau sphérique sont-ils meilleurs que les robinets-vannes ?

Les robinets à tournant sphérique excellent dans les applications nécessitant des opérations rapides et fréquentes de mise en marche et d'arrêt grâce à leur conception à rotation de 90 degrés. Elles permettent un débit dans les deux sens et présentent peu de risques de contamination. Les robinets à tournant sphérique ont également tendance à maintenir une étanchéité parfaite sur de nombreux cycles.

Ces avantages les rendent préférables pour les gazoducs, les lignes chimiques, les systèmes hydrauliques et autres systèmes d'écoulement cyclique ou bidirectionnel.

Pourquoi utilise-t-on des robinets-vannes plutôt que des robinets à tournant sphérique ?

Les robinets-vannes ont des pressions nominales plus élevées et une capacité de contrôle de l'étranglement plus sophistiquée que les robinets à tournant sphérique. Ils sont donc bien adaptés aux débits de vapeur, d'eau et d'autres liquides ou gaz qui :

• Nécessité de gérer des pressions très élevées allant jusqu'à plus de 2000 psi
• Nécessité d'une régulation précise du débit
• Les tuyaux ont un grand diamètre
• Risque de contamination par l'alésage d'un robinet à boisseau sphérique

Conclusion

Le choix entre un robinet-vanne et un robinet à boisseau sphérique dépend en grande partie des spécifications et des conditions de fonctionnement de votre application particulière.

Les robinets-vannes constituent une option économique pour la manipulation de fluides à haute pression, de températures cryogéniques ou de matériaux caustiques. Leur capacité d'étranglement permet également un contrôle plus souple du débit.

Les robinets à tournant sphérique sont parfaits lorsque vous devez démarrer, arrêter ou changer le sens du flux fréquemment. Leurs joints étanches empêchent les fuites, même après de longues périodes d'inactivité.

Maintenant que vous connaissez les avantages et les inconvénients des robinets à tournant sphérique et des robinets-vannes, vous pouvez décider en toute connaissance de cause lequel convient le mieux à vos besoins spécifiques. Utilisez les exemples d'application et les FAQ de ce guide pour choisir le bon type de vanne pour n'importe quel système de tuyauterie industrielle.