Vannes scellées à soufflet(s)
Les fuites en divers points des canalisations 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 l’emballage du presse-étoupe de la vanne / de la pompe, etc. Aujourd’hui, l’industrie des procédés chimiques se dirige vers une technologie plus sûre pour une meilleure protection de l’environnement et il est devenu de la responsabilité de chaque ingénieur des procédés de concevoir des installations qui limitent les dommages à l’environnement grâce à la prévention des fuites de produits chimiques toxiques.
La fuite du presse-étoupe ou du presse-étoupe est normalement un problème pour l’ingénieur de maintenance ou de l’usine. Cette fuite signifie..
a) Perte de matière b) Pollution de l’atmosphère c) Danger pour les employés de l’usine.
Par exemple, prenons le cas d’une fuite de vapeur à travers le presse-étoupe. À 150 PSI, un jeu de seulement 0,001 « à travers la glande signifiera une fuite à la vitesse de 25 lb / heure. Cela équivaut à une perte de 1,2 USD par quart de travail de huit heures, soit 1 100 USD par an. De même, une petite goutte de 0,4 mm de diamètre par seconde entraîne un gaspillage d’environ 200 litres par an d’huile ou de solvant coûteux. Cette fuite peut être considérablement réduite en utilisant la vanne de joint de soufflet. Cet article va maintenant examiner la construction et le fonctionnement du joint de soufflet.
Construction du soufflet
La cartouche de soufflet est soudée à la fois au capot de soupape et à la tige de soupape. La cartouche de soufflet a un certain nombre de circonvolutions et ces circonvolutions se compressent ou se dilatent en fonction du mouvement de la tige de soupape. (Scientifiquement parlant, le soufflet se comprime lorsque la vanne est en position ouverte et se dilate lorsque la vanne est en position fermée). Il est important d’installer correctement les corps de vanne. Le soufflet peut être scellé aux vannes de deux manières différentes. Tout d’abord, le soufflet peut être soudé à la tige de soupape en haut et au corps de soupape en bas. Dans ce cas, le fluide de traitement est contenu à l’intérieur du soufflet ou, dans la deuxième méthode, le soufflet est soudé à la tige de soupape en bas et au corps en haut. Dans ce cas, le fluide de traitement est contenu dans la région annulaire entre le capot de soupape et le soufflet (de l’extérieur).
Le soufflet est un composant critique et constitue le cœur des soupapes d’étanchéité du soufflet. Pour éviter toute torsion du soufflet, la valve doit avoir une tige à mouvement linéaire uniquement. Ceci peut être réalisé à l’aide d’un écrou-manchon au niveau de la partie de culasse du capot de soupape. Un volant est monté sur l’écrou-manchon qui transfère efficacement un mouvement rotatif du volant en un mouvement linéaire dans la tige de soupape.
Types de soufflets
Il existe deux principaux types de soufflets.. le Soufflet forgé et le Soufflet soudé. Les soufflets de type formé sont fabriqués à partir du laminage d’une feuille plate (feuille à paroi mince) dans un tube qui est ensuite soudé par fusion longitudinale. Ce tube est ensuite formé mécaniquement ou hydrostatiquement en un soufflet à plis arrondis et largement espacés. Le soufflet de type feuille soudée est fabriqué en soudant des plaques en forme de rondelle de métal mince ensemble à la circonférence intérieure et extérieure des plaques en forme de rondelle. Un soufflet à feuilles soudées a plus de plis par unité de longueur par rapport aux soufflets forgés. Ainsi, pour une même longueur de course, les soufflets forgés sont deux à trois fois plus longs que leurs homologues à vantaux soudés.
Selon certaines informations, 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 assurer une pénétration complète des extrémités du soufflet et du soudage par collage d’extrémité, il est conseillé de fabriquer à l’aide d’un soudage micro plasma.
Conception de soufflet
La conception de soufflet à plusieurs plis est préférée pour la manipulation de fluides à haute pression (généralement deux ou trois plis de la paroi métallique). Un soufflet à deux plis peut augmenter sa pression nominale de 80% à 100% par rapport à un soufflet à un seul pli de même épaisseur. Alternativement, si un soufflet à une seule couche d’une épaisseur équivalente à une pression nominale d’un soufflet à deux couches est utilisé, la longueur de course est réduite. Ainsi, une conception de soufflet à plusieurs plis offre un avantage distinct par rapport à un soufflet à un seul pli. Il est clair que le soufflet est soumis à une fatigue du métal et cette fatigue peut induire une défaillance de la soudure. La résistance à la fatigue du soufflet est affectée par le matériau de construction, la technique de fabrication, la longueur de course et la fréquence de course, en plus des paramètres habituels tels que la température et la pression du fluide.
Matériaux de soufflet
Le matériau de soufflet en acier inoxydable le plus populaire est l’AISI 316Ti qui contient du titane pour résister à des températures élevées. Alternativement, Inconel 600 ou Inconel 625 améliorent la résistance à la fatigue et la résistance à la corrosion par rapport aux soufflets en acier inoxydable. De même, le Hastalloy C-276 offre une plus grande résistance à la corrosion et à la fatigue que l’Inconel 625. La résistance à la fatigue peut être améliorée en utilisant un système de soufflets multiples et en réduisant la longueur de course; cela peut augmenter considérablement la durée de vie du soufflet.
Options de soupapes
Les types de soupapes les plus courants à être équipés de joints de soufflet sont les conceptions de porte et de globe (voir Figure 1).Ceux-ci sont très adaptés pour une utilisation avec des soufflets en raison de leur construction interne et du mouvement axial de la tige de soupape.
Sur la base des informations disponibles, il semble que les vannes de joint de soufflet actuelles varient en taille de 3 mm NB à 650 mm NB. Les pressions nominales sont disponibles de la norme ANSI 150 # à 2500 #. Les options de matériaux pour les vannes incluent l’acier au carbone, l’acier inoxydable et les alliages exotiques.
Applications
Supports de transfert de chaleur.. l’huile chaude est couramment utilisée dans les industries telles que les fibres synthétiques / POY (fils partiellement orientés). Cependant, il existe toujours un risque d’incendie dû à un déversement d’huile chaude sur des produits chimiques hautement inflammables. Ici, les vannes d’étanchéité à soufflet peuvent arrêter la fuite.
Vide / ultra vide poussé.. certaines applications nécessitent une pompe à vide pour extraire continuellement l’air d’une canalisation. Toutes les vannes conventionnelles installées sur le pipeline peuvent permettre à l’air extérieur de pénétrer dans le pipeline en passant par le presse-étoupe de la vanne. Par conséquent, la soupape de joint de soufflet est la seule solution pour empêcher l’air de passer à travers le presse-étoupe.
Fluides hautement dangereux.. pour les fluides tels que le chlore (voir figure 2), l’hydrogène, l’ammoniac et le phosgène, la vanne de joint de soufflet est une conception idéale car les fuites à travers le presse-étoupe sont totalement éliminées.
Centrale nucléaire, centrale à eau lourde.. dans les cas où les fuites de rayonnement doivent être évitées à tout moment, la vanne d’étanchéité à soufflet est le choix ultime.
Fluides coûteux.. dans certaines applications, les fuites doivent être évitées simplement en raison du coût élevé du fluide. Ici, une évaluation économique favorise souvent l’utilisation de vannes à joint de soufflet.
Normes environnementales.. partout dans le monde, les normes concernant les émissions et l’environnement deviennent de plus en plus strictes de jour en jour. Il peut donc être difficile pour les entreprises de se développer dans des locaux existants. Avec l’utilisation de vannes à joint de soufflet, une expansion sans dommages environnementaux supplémentaires
est possible.