Vanne à guillotine ou vanne à couteau : Lequel utiliser ?

Lorsqu'il s'agit de sélectionner des vannes pour des applications industrielles, les deux options les plus courantes sont les suivantes Vannes et les vannes à guillotine. Ces deux types de vannes peuvent être utilisés pour le contrôle tout ou rien des fluides, mais elles présentent des différences essentielles qui les rendent plus adaptées à certaines applications. Comment décider si un robinet-vanne ou une vanne à guillotine convient à votre procédé ?

Je vais comparer ces deux types de vannes d'arrêt, afin que vous puissiez prendre une décision éclairée en fonction de vos besoins spécifiques. Nous examinerons leur fonctionnement, leurs avantages et inconvénients respectifs, ainsi que des exemples d'applications dans lesquelles chaque vanne excelle.

Fonctionnement des robinets-vannes et des robinets à guillotine

Tout d'abord, examinons les bases de la manière dont chacune de ces vannes contrôle la circulation des fluides.

Conception et fonctionnement des robinets-vannes

A vanne à opercule se compose d'un élément de fermeture plat (opercule) qui glisse entre deux sièges parallèles pour arrêter ou permettre le débit. L'ouverture de l'opercule est égale à l'alésage complet du corps du robinet lorsqu'il est ouvert.

Les modèles de robinets-vannes les plus courants sont les suivants :

• Porte à coin : L'opercule a des bords angulaires qui s'appuient sur des sièges angulaires correspondants dans une action de coin pour créer un joint étanche.
• Porte à glissière parallèle : L'opercule se déplace entre des sièges plats parallèles. Principalement utilisé pour les applications à basse pression.
• Porte à coin flexible : L'opercule est constitué d'un matériau flexible qui assure l'étanchéité contre des sièges métalliques. Elle supporte mieux les solides que les autres robinets-vannes.

Pour ouvrir et fermer un robinet-vanne, il faut soulever ou abaisser la tige filetée afin de faire glisser la vanne vers le haut ou vers le bas entre les sièges. Les robinets-vannes sont principalement utilisés comme vannes marche/arrêt plutôt que pour étrangler le débit.

Conception et fonctionnement des vannes à couteau

A vanne à guillotine utilise une grille métallique dont le bord inférieur est aiguisé pour couper le fluide. Lorsque l'opercule est relevé, le "couteau" affûté se soulève du siège et permet au fluide de s'écouler par l'orifice complet.

Le principal avantage d'une vanne à guillotine est que le bord inférieur tranchant de l'opercule peut couper les solides, les fibres ou les débris qui pourraient autrement se coincer entre l'opercule et le siège, empêchant ainsi une fermeture complète. Les vannes à guillotine sont donc bien adaptées aux fluides tels que les eaux usées ou les boues.

Pour ouvrir et fermer une vanne à guillotine, la tige filetée tourne d'un quart de tour pour lever ou abaisser l'opercule. Comme les robinets-vannes, les vannes à guillotine servent principalement de vannes tout ou rien.

Comparaison entre les robinets-vannes et les robinets-couteaux

Maintenant que vous connaissez les principaux types de soupapes, voici une comparaison détaillée de leurs caractéristiques :

Conception du corps de vanne

• Les robinets-vannes ont généralement un corps plus grand et plus lourd que les robinets à guillotine. Ils sont généralement fabriqués dans des matériaux tels que la fonte ou l'acier et sont conçus pour des processus industriels robustes.
• Les vannes à guillotine ont un corps plus fin pour s'adapter à la conception plus pointue de l'opercule, ce qui les rend beaucoup plus légères. Les matériaux courants du corps sont la fonte, l'acier inoxydable ou l'aluminium.

Pression nominale

• Les robinets-vannes sont disponibles dans des classes de pression allant de 150 psi à plus de 4500 psi. Ils conviennent donc à une grande variété d'applications industrielles sous pression.
• Les vannes à guillotine ont généralement des pressions nominales inférieures à celles des vannes à guillotine, de l'ordre de 100 à 500 psi. La conception de la vanne à guillotine limite la capacité à supporter des pressions élevées.

Direction de l'écoulement

• La plupart des robinets-vannes sont bidirectionnels, ce qui signifie que l'écoulement peut se faire dans les deux sens à travers le robinet.
• Les vannes à guillotine sont généralement unidirectionnelles, avec un débit dans un seul sens. Cela correspond à l'arête tranchante de l'opercule.

Tailles disponibles

• Les robinets-vannes sont disponibles dans des tailles allant de 1/2" à des conduites massives de 72" et plus. Vous trouverez des solutions de robinets-vannes pour tous les diamètres de tuyaux courants.
• Les vannes à guillotine ont généralement des dimensions comprises entre 2 et 48 pouces. Les cas d'utilisation de niche signifient que le dimensionnement ne s'étend pas aux plus grandes tailles de robinets-vannes.

Normes de l'industrie

• Les robinets-vannes sont fabriqués conformément aux normes ANSI ou API qui définissent les matériaux, les classes de pression, les procédures d'essai, etc. Cela les rend fiables et interchangeables.
• Les vannes à couteau suivent des normes propriétaires qui peuvent varier d'un fabricant à l'autre. Il se peut que vous deviez vous procurer des pièces de rechange auprès de votre fournisseur d'origine.

Applications typiques

Maintenant que vous comprenez les principales différences de conception des vannes, où les vannes à guillotine et les vannes à guillotine sont-elles le plus souvent utilisées ?

Applications industrielles des robinets-vannes

Les robinets-vannes excellent dans le contrôle général de la marche et de l'arrêt dans de nombreuses industries, notamment

• Traitement de l'eau et des eaux usées
• Oléoducs et gazoducs
• Usines de traitement chimique
• Centrales électriques
• Installations de fabrication

Vous trouverez essentiellement des robinets-vannes dans la plupart des usines et installations industrielles qui font circuler des fluides dans des tuyaux. Les robinets-vannes jusqu'à une taille de 12" ou plus peuvent être actionnés manuellement, tandis que les actionneurs automatiques commandent souvent des tailles plus importantes.

Applications industrielles des vannes à guillotine

Alors que les créneaux d'application des robinets-vannes sont vastes, les robinets à guillotine excellent dans des utilisations spécifiques, notamment :

• Stations d'épuration des eaux usées : Les vannes à guillotine traitent les flux chargés de solides avec moins de blocage.
• Usines de pâte à papier : La conception de la porte à couteau tranche les fibres de la pâte à papier pour obtenir une fermeture positive.
• Transformation des aliments : Permet de manipuler des fluides visqueux ou contenant des particules.
• Exploitation minière : Contrôle les boues minérales abrasives et les pipelines de résidus.
• Production de pétrole : Traitement du pétrole brut à forte teneur en matières solides.

Ainsi, dans les procédés où les fluides sont filandreux, fibreux ou chargés de débris, une vanne à guillotine est généralement préférable à une vanne à guillotine.

Avantages et inconvénients des robinets-vannes par rapport aux robinets à guillotine

Récapitulons les différences caractéristiques :

Pros des robinets-vannes

• Large gamme de pressions et de températures
• Flux bidirectionnel dans la plupart des cas
• Disponible dans une large gamme de tailles plus grandes
• Conforme aux principales normes industrielles

Vanne à guillotine Cons

• Plus de risques de blocage en raison de la présence de débris dans les fluides
• Poids élevé dans les grandes tailles

Les avantages de la vanne à couteau

• La porte à lame tranchante traverse les solides
• Conception compacte et légère
• Facile à automatiser avec des actionneurs
• Coût initial inférieur à celui d'un robinet-vanne

Valve à couteau Cons

• La faible pression limite les applications
• Flux principalement unidirectionnel
• Doit s'approvisionner en pièces de rechange exclusives

Choisir entre un robinet à guillotine et un robinet-vanne

Pour choisir le bon type de vanne pour votre application, tenez compte des éléments suivants :

• Gamme de pression et de température nécessaire
• Présence de solides, de fibres ou de débris dans les fluides
• Si le flux est unidirectionnel ou bidirectionnel
• Dimensions des vannes de tuyauterie disponibles
• Limitation des coûts

Comprendre ces différences clés vous aidera à faire le meilleur choix entre l'installation d'un robinet-vanne standard et celle d'un robinet à guillotine spécialisé. En vous associant à un fournisseur de vannes compétent, vous êtes sûr de choisir la technologie de vanne la mieux adaptée aux fluides et aux conditions de fonctionnement de votre procédé.