Comment sélectionner les vannes pour les systèmes de fluides industriels

Comment sélectionner les bonnes vannes pour votre système de fluide industriel

Joe Bush, chef de produit senior, Swagelok

La sélection des vannes est une partie importante des pratiques de conception et de maintenance appropriées pour les systèmes industriels, de tuyauterie et d'instrumentation. Sans la bonne vanne pour une application spécifique, les opérateurs pourraient être confrontés à des performances de système de fluide incorrectes ou médiocres, à des temps d'arrêt accrus et à des risques de sécurité évitables.

Les vannes sont généralement sélectionnées lors de la conception initiale du système de fluide. Tout au long de la vie du système, les techniciens de maintenance remplacent généralement une vanne et la plupart des autres composants par le même type déjà trouvé dans le système, conformément aux spécifications. Il est donc d'autant plus important de sélectionner la bonne vanne dès le début et peut aider les opérateurs à éviter d'avoir à remplacer prématurément la vanne par la suite.

Comment faire le bon choix ?

Pour une sélection appropriée des vannes, les concepteurs et les techniciens peuvent suivre le STAMPED méthode, qui tient compte de S ize, T température, A application, M edia, P pression, E nds ou raccords, et D livraison. Un examen approfondi de chacune de ces conditions de fonctionnement peut guider les professionnels des systèmes d'échantillonnage de fluides industriels et analytiques vers le bon choix de vanne.

Voici comment appliquer STAMPED à la conception de votre système fluide :

S :Taille

La taille de votre vanne dicte sa capacité de débit et devra correspondre au débit souhaité (ou requis) de votre système. Les fabricants fourniront un coefficient de débit (C_v ), qui indique la relation entre la chute de pression à travers une vanne et le débit correspondant.

Coefficient de débit, ou C_v , est la quantité d'eau en gallons américains par minute qui s'écoulera à travers une vanne avec une chute de pression de 1 psi à travers la vanne et à une température de 60°F. Avec des fluides compressibles, comme les gaz, calcul et utilisation du C_v paramètre pour prédire le débit est plus complexe, mais fournit toujours un moyen efficace de dimensionner les vannes pour une application donnée.

Facteurs de conception de vanne influençant C_v inclure la taille et la géométrie du chemin d'écoulement ; la taille de l'orifice d'une vanne affecte le débit de fluide à travers elle. Plus l'orifice est grand, plus la capacité de débit potentielle est grande. Les orifices des différents types de vannes peuvent varier considérablement ; par exemple, un robinet à tournant sphérique offrira une résistance minimale au débit, mais un robinet à pointeau peut restreindre ou ralentir le débit. Ceux-ci devraient être pris en compte dans votre processus de sélection.

En cas de doute, consultez votre fabricant - un bon fabricant vous aidera à dimensionner la vanne dont vous avez besoin. À cette fin, Swagelok propose un C_v pratique calculatrice qui peut être utilisée comme point de départ pour sélectionner la bonne vanne pour votre application.

T :Température

Gardez à l'esprit les températures auxquelles votre vanne sera en fonctionnement. Cela inclut à la fois la température du support du système et votre vanne aidera à contrôler la température ambiante de fonctionnement de l'environnement environnant. Demandez-vous :"Ces températures seront-elles constantes ou changeront-elles fréquemment ?" Ces conditions peuvent influencer votre choix de vanne ou la fréquence à laquelle vous devrez effectuer une maintenance préventive.

Tenez compte des fluctuations de température qui peuvent entraîner la dilatation et la contraction des matériaux d'étanchéité. De plus, les composants métalliques peuvent perdre de leur résistance à des températures plus élevées, ce qui réduit les pressions nominales. Il est important de vérifier auprès de votre fabricant pour confirmer qu'une vanne a été entièrement testée aux extrêmes.

A :Application

Considérez ce que votre vanne doit faire dans votre système. Avez-vous besoin de démarrer ou d'arrêter le flux ? Réguler le niveau de débit ? Contrôler le sens du flux ? Protéger le système de la surpression ?

Vos réponses à ces questions guideront le type de vanne que vous sélectionnerez pour votre conception. Encore une fois, considérons un simple robinet à tournant sphérique à deux voies comme exemple. Bien que certains robinets à tournant sphérique d'autres fabricants puissent offrir une fonction d'étranglement, la plupart des robinets à tournant sphérique ne doivent pas être utilisés pour l'étranglement ou la régulation du débit et sont destinés à être utilisés en position complètement ouverte ou complètement fermée. Si votre objectif est d'étrangler ou de réguler le débit, une meilleure option pourrait être une aiguille ou une vanne de dosage. Vous pouvez en savoir plus sur la fonction et les types de vannes dans cet article.

M : Médias

Le fluide de traitement à l'intérieur de votre système doit également être soigneusement pris en compte lorsque vous cherchez à sélectionner la bonne vanne avec la bonne composition de matériau. Assurez-vous que le support de votre système est compatible avec les matériaux qui composent vos corps de vanne, sièges, embouts de tige et autres matériaux plus souples. L'incompatibilité peut entraîner des problèmes de corrosion, de fragilisation ou de fissuration par corrosion sous contrainte, qui peuvent tous poser des risques pour la sécurité, ainsi que des problèmes de production coûteux.

Comme pour la température, vous devez également considérer où la vanne sera mise en service. Fonctionnera-t-il dans un environnement climatisé, comme à l'intérieur d'une usine ou d'une enceinte d'instruments chauffée ? Sera-t-il à l'extérieur, exposé à des éléments tels que la lumière directe du soleil, la pluie, la neige, le gel, la glace et les fluctuations de température ? Un milieu marin fortement exposé aux chlorures ? Les vannes et leurs composants sont disponibles dans une variété de matériaux. Choisissez ceux qui conviennent le mieux à ces facteurs pour maximiser la longévité et la fonctionnalité des vannes.

P :Pression

La pression est une autre considération importante dans le choix de votre vanne. Notez les deux contextes différents dans lesquels le terme est utilisé :

• Pression de travail : La pression de fonctionnement normale de votre système.
• Pression de conception : La limite de pression maximale fournie par le fabricant de la vanne ; ne dépassez jamais la pression de conception d'un composant du système de fluide, sauf si vous le faites dans des conditions d'essai contrôlées.

La limitation de pression d'un système de fluide est basée sur son composant le plus faible - rappelez-vous-en lors de la sélection de votre vanne. La pression et la température du fluide de procédé ont des impacts considérables sur les performances des composants. La vanne que vous sélectionnez doit maintenir la pression et fonctionner en cas de besoin et dans une large gamme de températures et de pressions. La conception, la sélection des matériaux et la validation sont tous des aspects critiques des performances de la vanne. N'oubliez pas non plus que la pression et la température ont un impact considérable l'une sur l'autre. Généralement, à mesure que la température du fluide de procédé augmente, la pression nominale de service diminue.

E :Terminer les connexions

Les vannes sont livrées avec une variété de connexions d'extrémité différentes. Il peut s'agir de raccords de tubes intégrés, de filetages de tuyaux, de brides de tuyaux, d'extrémités soudées, etc. Bien qu'ils ne soient pas traditionnellement associés à la construction d'une vanne, la sélection des raccords d'extrémité est essentielle à la composition globale de la vanne et à sa capacité à maintenir un système étanche. . Assurez-vous que vos connexions d'extrémité sont adaptées à la pression et à la température de votre système et qu'elles sont correctement dimensionnées. La bonne connexion d'extrémité peut simplifier l'installation et éviter des points de fuite supplémentaires.

D :Livraison

Une fois que vous avez pris en compte chacun de ces facteurs et que vous avez sélectionné la vanne la plus appropriée pour votre application, demandez-vous :"Quand ai-je besoin de mes vannes ? De combien ai-je besoin ?"

Une livraison à temps et un approvisionnement fiable sont tout aussi importants pour maintenir votre système de fluides opérationnel et efficace que tout autre facteur. Comme dernière étape de la méthode STAMPED, contrôlez vos fournisseurs. Sont-ils en mesure de vous fournir les pièces dont vous avez besoin quand vous en avez besoin ? Sont-ils accessibles ? Vont-ils travailler avec vous pour comprendre les besoins de votre système ?

La sélection des vannes fait partie intégrante de la conception de systèmes fluides sûrs et efficaces. Vous souhaitez en savoir plus sur la sélection des vannes et la conception du système de fluide ? Envisagez d'assister à l'un de nos cours de formation pour améliorer vos connaissances en conception de travail. En savoir plus sur nos prochains cours virtuels aujourd'hui :

Joe Bush est chef de produit senior chez Swagelok et est responsable de la définition de la vision et de la stratégie à long terme pour la gamme générale de produits de vannes industrielles. Au cours de ses 26 années chez Swagelok, il possède une vaste expérience, y compris la direction des services techniques pour le groupe de services de haute pureté, l'analyste principal des prix et le responsable du marché du pétrole et du gaz.