Dans les procédés chimiques notamment, les fluides contenus dans les canalisations sont souvent toxiques, radioactifs et dangereux. Des vannes scellées à soufflet sont utilisées pour empêcher la fuite de tout produit chimique toxique dans l’atmosphère. Le soufflet peut être fourni dans différents matériaux comme le 316Ti, le 321, le C276 ou l'alliage 625. Le matériau du corps peut être sélectionné parmi tous les matériaux disponibles.

Les fuites à divers points des pipelines des usines chimiques créent des émissions. Tous ces points de fuite peuvent être détectés à l'aide de diverses méthodes et instruments et doivent être notés par l'ingénieur de l'usine. Les points de fuite critiques comprennent les joints d'étanchéité à bride et la garniture du presse-étoupe de la vanne/pompe, etc. Aujourd'hui, l'industrie des procédés chimiques s'oriente vers une technologie plus sûre pour une meilleure protection de l'environnement et il est devenu de la responsabilité de chaque ingénieur de procédés de concevoir des installations qui limitent les dommages à l'environnement grâce à la prévention des fuites de produits chimiques toxiques.

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Qu'est-ce qu'un robinet-vanne à joint à soufflet ?

Une vanne à guillotine à soufflet est une vanne spécialement conçue pour être utilisée dans les industries traitant de fluides dangereux où même des fuites infimes peuvent être extrêmement critiques. Avec la croissance exponentielle de nouvelles industries telles que les industries chimiques et nucléaires, une abondance croissante de fluides inflammables, dangereux, extrêmement toxiques et toxiques circule dans les pipelines. Cela crée un risque élevé de fuite, d’explosion et de risques pour la santé. Ainsi, les vannes utilisées dans ces tuyaux et systèmes ont des exigences spécifiques et strictes en matière de fuite et d’étanchéité.

Construction à soufflet d'un robinet-vanne scellé à soufflet

La cartouche à soufflet est soudée au chapeau de valve et à la tige de valve. La cartouche à soufflet comporte un certain nombre de circonvolutions et ces circonvolutions se compriment ou se dilatent en fonction du mouvement de la tige de valve. (Scientifiquement parlant, le soufflet est comprimé lorsque la vanne est en position ouverte et se dilate lorsque la vanne est fermée). Il est important d'installer correctement les corps de vanne. Le soufflet peut être scellé aux vannes de deux manières différentes. Premièrement, le soufflet peut être soudé à la tige de vanne en haut et au corps de vanne en bas. Dans ce cas, le fluide de procédé est contenu à l'intérieur du soufflet ou, dans la deuxième méthode, le soufflet est soudé à la tige de la vanne en bas et au corps en haut. Dans ce cas, le fluide de traitement est contenu dans la région annulaire entre le chapeau de vanne et le soufflet (depuis l'extérieur).

Le soufflet est un composant essentiel et constitue le cœur des vannes à soufflet. Pour éviter toute torsion du soufflet, la vanne doit avoir une tige à mouvement linéaire uniquement. Ceci peut être réalisé en utilisant ce que l'on appelle un écrou à manchon sur la partie arcade du chapeau de vanne. Un volant est monté sur le manchon-écrou qui transfère efficacement un mouvement rotatif du volant en un mouvement linéaire dans la tige de la vanne.

Types de soufflet de vanne à guillotine à joint à soufflet

Il existe deux principaux types de soufflets : le soufflet forgé et le soufflet soudé. Les soufflets de type formé sont fabriqués en enroulant une feuille plate (feuille à paroi mince) dans un tube qui est ensuite soudé par fusion longitudinalement. Ce tube est ensuite formé mécaniquement ou hydrostatiquement en un soufflet à plis arrondis et largement espacés. Le soufflet à feuilles soudées est fabriqué en soudant des plaques de métal mince en forme de rondelles ensemble au niveau de la circonférence intérieure et extérieure des plaques en forme de rondelles. Un soufflet à feuilles soudées présente plus de plis par unité de longueur qu'un soufflet forgé. Ainsi, à course égale, les soufflets forgés sont deux à trois fois plus longs que leurs homologues à vantaux soudés.

Il semblerait que les soufflets forgés mécaniquement échouent à des endroits aléatoires, tandis que la feuille soudée échoue généralement au niveau ou à proximité d'une soudure. Pour garantir une pénétration complète des extrémités du soufflet et du soudage des colliers d'extrémité, il est conseillé de fabriquer par soudage micro-plasma.

Conception à soufflet du robinet-vanne à joint à soufflet

La conception à soufflet multicouche est préférée pour la manipulation de fluides à haute pression (généralement deux ou trois épaisseurs de paroi métallique). Un soufflet à deux épaisseurs peut augmenter sa pression nominale de 80% à 100% par rapport à un soufflet à une seule épaisseur de même épaisseur. Alternativement, si un soufflet à une seule couche d'une épaisseur équivalente à la pression nominale d'un soufflet à deux couches est utilisé, la longueur de course est réduite. Ainsi, une conception de soufflet multicouche offre un avantage distinct par rapport à un soufflet simple couche. Il est clair que le soufflet est sujet à la fatigue du métal et cette fatigue peut provoquer une rupture des soudures. La durée de vie en fatigue du soufflet est affectée par le matériau de construction, la technique de fabrication, la longueur et la fréquence de course, en plus des paramètres habituels tels que la température et la pression du fluide.

Spécifications du robinet-vanne à joint à soufflet

• Norme de conception : ASME B16.34
• Dimension face à face : ASME B16.10
• Extrémités à bride : ASME B16.5
• Tests et inspections : API 598
• Taille nominale : NPS 1/2～16
• Pression nominale : CL.150～CL.1500
• Connexion d'extrémité : RF/RTJ/BW/SW
• Matériau du corps : moulage et forgeage (acier au carbone, SS, duplex, Hastelloy)
• Matériau de garniture : selon la norme ou les exigences de la commande
• Matériau du soufflet : 304/304L/316/316L/Inconel600/625/718

Caractéristiques du robinet-vanne à soufflet

• Soufflet à longue durée de vie (3 000 cycles) : conçu et testé pour un service à haute pression/température.
• Port de surveillance du soufflet (en option) : Une prise peut être connectée à l'espace au-dessus du soufflet pour surveiller les performances.
• Deux joints de tige secondaires : a) Siège arrière en position ouverte ; b) Garniture en graphite.
• Faces d'assise de qualité supérieure : sièges en alliage CoCr à rechargement dur et la cale est en alliage CoCr solide.
• Chaque vanne est testée selon API 598.
• Chaque ensemble de soufflet est testé à l'hélium pour garantir l'absence de fuite.
• Les tiges non rotatives empêchent la torsion du soufflet.
• Les joints de tige secondaires comprennent :
• Banquette arrière
• Garniture de tige API 624
• Raccords lubrifiants pour assurer une lubrification appropriée de la bague de tige pour une ouverture et une fermeture efficaces.
• Plusieurs matériaux de soufflet sont disponibles : 316Ti, Hastelloy, Inconel, Monel, etc.
• Tous les soufflets sont hydroformés avec un minimum de deux couches.
• Disponible dans les classes de pression 150-1500 (tous les matériaux de corps disponibles)

Applications du robinet-vanne scellé à soufflet

Le système d'huile chaude, le système de vapeur, le système d'eau chaude et froide, etc.