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Jun 03, 2023

Choisir un robinet à tournant sphérique pour contrôler les émissions fugitives

Pour contrôler les émissions fugitives des vannes à bille, le point critique est de sélectionner la vanne à bille adaptée à l'application. Deux caractéristiques de conception particulièrement importantes pour contrôler les fugitifs

Pour contrôler les émissions fugitives des vannes à bille, le point critique est de sélectionner la vanne à bille adaptée à l'application. Deux caractéristiques de conception particulièrement importantes pour contrôler les émissions fugitives : la conception du joint de corps et la conception du joint de tige. Rapport de Michael Adkins et Pete Ehlers.

Dans le monde entier, l’attention se porte de plus en plus sur les émissions fugitives. Les émissions fugitives sont définies de diverses manières et peuvent faire référence à un large éventail d'émissions non limitées à une cheminée, un conduit ou un évent, y compris les émissions provenant de la manutention en vrac ou du traitement des matières premières, de la poussière soufflée par le vent et d'autres processus industriels. Dans la mesure où les fuites nuisent à l’environnement, il s’agit d’émissions fugitives.

Deux types courants de joints de corps sont le type à vis et le type à bride. Alors que le type à vis offre un joint plus résistant, permettant une pression de système plus élevée, le type à bride permet une maintenance rapide et facile avec la vanne en ligne.

Le type à vis se compose d'une ou deux « vis d'extrémité » filetées qui se vissent sur le corps de la vanne une fois que la garniture à bille et le siège ont été chargés à l'intérieur.

La zone d'étanchéité d'un raccord à vis est relativement petite et peut constituer un joint particulièrement efficace, permettant une étanchéité efficace à des pressions aussi élevées que 10 000 ou 20 000 psig (689 ou 1 378 bars). De plus, la conception permet un large éventail de choix de connexions d’extrémité.

Dans les vannes utilisant un joint de corps à bride, le corps de la vanne se compose de trois sections discrètes qui sont reliées entre elles par des brides, des joints et des boulons (Fig.1).

Étant donné que la zone d'étanchéité entre ces composants est plus grande, cette conception entraîne généralement une pression nominale plus faible.

Puisque les brides sont scellées avec des joints, il y a moins de contraintes géométriques sur le matériau d'étanchéité et donc un plus grand choix de matériaux d'étanchéité est disponible. Un autre avantage de la conception à bride est la facilité d'entretien.

Dans un robinet à tournant sphérique, il doit y avoir un moyen de garantir que le fluide du système ne fuit pas de l'interface tige-corps. C'est le rôle du joint de tige. Avec une fréquence de cyclage suffisante, tous les joints de tige sont sujets à l'usure, et l'usure peut entraîner des fuites. Cependant, certains joints sont plus efficaces que d’autres dans certaines applications.

La technologie la plus basique et la plus primitive est un joint monobloc (Fig.2) qui entoure la tige. Lorsque le boulon de garniture est serré sur la tige, le joint, généralement en polytétrafluoroéthylène (PTFE), est écrasé, remplissant l'espace entre la tige et le boîtier du corps.

Malheureusement, le PTFE et d'autres matériaux de garniture similaires sont sujets à un écoulement à froid, qui peut être exacerbé par la pression et la température.

Dans certains cas, le matériau peut s'extruder dans des zones involontaires, entraînant une fuite du support du système.

Pour réduire le risque d'émissions fugitives, la conception de la garniture monobloc doit être réservée aux applications présentant des fluctuations minimes de température et de pression, des cyclages limités et où l'inspection et la surveillance seront fréquentes et régulières.

Une conception de garniture de tige à chevrons en deux parties (Fig.2) permet des plages de température et de pression plus larges, ainsi qu'un actionnement régulier et facile sans usure excessive.

Une garniture à chevrons se compose de deux joints appariés, dont l'un s'emboîte dans l'autre. Avec une pression minimale de l'écrou de presse-étoupe, un joint substantiel est alors créé entre la tige et le boîtier du corps.

Pour que le joint chevron fonctionne correctement, les deux joints PTFE doivent être maintenus en place pour réduire le flux de froid lors du cyclage thermique. La garniture doit être contenue de manière adéquate et soutenue par des anneaux de support et des presse-étoupes qui répartissent uniformément la pression.

Pour réduire l'intervalle d'inspection et de réglage, la conception à chevrons peut également inclure des rondelles Belleville, qui sont des ressorts qui créent une « charge vive » sur la garniture. Le chargement dynamique permet une pression uniforme sur l'emballage, à mesure que les températures et les pressions fluctuent. Le résultat est un actionnement facile et une usure minimale de la garniture.

Joint torique