Le robinet à soupape, le robinet à boisseau, le robinet à tournant sphérique et le clapet anti-retour sont les vannes les plus couramment utilisées dans l’ingénierie au sol des projets de traitement de gaz. Chaque type de vanne peut contenir plusieurs formes structurelles différentes et convient à différents environnements de production. La sélection correcte et raisonnable des vannes est la prémisse pour assurer la sécurité, la stabilité et l’économie de la conception du pipeline. Cet article présente la structure et les caractéristiques du processus de chaque type de vanne, et donne les principes de sélection correspondants en comparant les avantages et les inconvénients de chaque type de vanne. En outre, cet article donne également la méthode de sélection de vanne recommandée basée sur la sélection de vannes dans l’ingénierie au sol du projet de traitement de gaz réel.
robinet à soupape
La partie de fermeture de la vanne à soupape est le disque de vanne, qui se déplace le long de l’axe du siège de vanne et est principalement utilisé pour la coupure.
Forme structurelle du robinet à soupape
Le robinet à soupape est divisé en types suivants selon différentes formes structurelles : (1) Robinet à soupape droit : les canaux d’entrée et de sortie moyens sont à 180 ° dans la même direction, et les dommages à l’état d’écoulement sont relativement faibles, donc la perte de pression à travers la vanne est relativement réduite. (2) Vanne sphérique DC: le canal d’écoulement du corps de vanne et le canal principal forment une ligne diagonale, de sorte que le degré d’endommagement de l’état d’écoulement est inférieur à celui de la vanne sphérique conventionnelle, de sorte que la perte de pression à travers la vanne est d’autant plus petit. (3) Vanne à soupape à angle : le fluide n’a besoin de changer de direction qu’une seule fois, de sorte que la chute de pression à travers cette vanne est inférieure à celle de la vanne à soupape à structure conventionnelle.
Caractéristiques de processus de la vanne à soupape
Les caractéristiques du robinet à soupape : (1) Le robinet à soupape a une structure simple et est facile à fabriquer et à entretenir. (2) La surface d’étanchéité n’est pas facile à porter et à rayer, et les performances d’étanchéité sont bonnes. Il n’y a pas de glissement relatif entre le disque de vanne et la surface d’étanchéité du corps de vanne lors de l’ouverture et de la fermeture, de sorte que l’usure et l’abrasion ne sont pas graves, les performances d’étanchéité sont bonnes et la durée de vie est longue. (3) Lors de l’ouverture et de la fermeture, la course du disque de soupape est faible, de sorte que le couple d’ouverture et de fermeture est important et laborieux, et cela prend du temps. (4) En raison du canal de fluide tortueux dans le corps de vanne, la résistance au fluide est importante et la consommation d’énergie est importante. (5) Lorsque la pression nominale de la direction d’écoulement du fluide est PN≤16MPa, l’écoulement vers l’avant est généralement adopté et le fluide s’écoule vers le haut depuis le bas du disque de vanne ; lorsque la pression nominale PN≥20MPa, le flux à contre-courant est généralement adopté et le fluide s’écoule vers le bas depuis le haut du disque de vanne pour augmenter les performances d’étanchéité.
L’axe de la tige de la vanne à soupape est perpendiculaire à la surface d’étanchéité du siège de la vanne. La course d’ouverture ou de fermeture de la tige de vanne est relativement courte et elle a une action de coupure très fiable, ce qui rend cette vanne appropriée pour couper ou réguler et étrangler le fluide.
Principe de sélection du robinet à soupape
Selon les caractéristiques des différents types de vannes à soupape, les principes de sélection sont les suivants : (1) Les vannes à soupape doivent être sélectionnées pour les canalisations ou les appareils à haute température et haute pression ; (2) Il convient aux endroits où la perte de pression n’est pas prise en compte ; (3) Il convient aux vannes relativement petites, telles que les vannes à pointeau, les vannes d’instruments, les vannes d’échantillonnage; (4) Il y a un réglage du débit ou un réglage de la pression, mais la précision de réglage n’est pas élevée et le diamètre du pipeline est relativement petit, tel que le diamètre nominal du pipeline ≤ 50 mm; (5) Il ne convient pas aux substances à haute viscosité ou contenant des particules facilement précipitées.
Vanne à boisseau
La structure de la vanne à boisseau
Le bouchon de la vanne à boisseau est divisé en bouchon cylindrique et bouchon conique selon la forme. Les passages de bouchon cylindriques sont généralement rectangulaires et les passages de bouchon coniques sont généralement trapézoïdaux. Ces formes sont reliées au passage circulaire de la vanne pour générer une perte de charge. Il existe plusieurs formes différentes de robinets coniques, y compris les robinets à ajustement serré, à garniture, à joint d’huile, à pression équilibrée, à revêtement PTFE et à canaux multiples.
Caractéristiques de processus de la vanne à boisseau
Les avantages de la vanne à boisseau sphérique : (1) Elle peut être ouverte et fermée en tournant à 90°, l’ouverture et la fermeture sont rapides et l’opération est pratique ; (2) Le sens d’écoulement du fluide n’est pas limité par le sens d’installation ; (3) Les performances d’étanchéité sont bonnes, les pièces sont peu nombreuses et le poids est léger. , la résistance à l’écoulement est faible ; (4) La vanne à boisseau convient à une structure multicanal, une vanne peut obtenir deux, trois ou même plusieurs canaux d’écoulement de vanne, ce qui peut simplifier la conception du système de canalisation ; (5) il convient aux basses températures et à la viscosité moyenne plus grande; (6) aucune vibration et faible bruit.
Inconvénients de la vanne à boisseau: (1) En raison de la grande surface d’étanchéité, du frottement important, de l’ouverture et de la fermeture plus laborieuses et du couple de fonctionnement important; (2) En raison de la limitation du type de structure, il ne convient pas aux canalisations à haute température et à haute pression, et la température de fonctionnement générale est ≤ 300 ℃; (3) Si un siège de soupape à joint souple est utilisé, il convient de concevoir une structure résistante au feu et antistatique.
Principe de sélection de la vanne à boisseau
Selon les caractéristiques structurelles de la vanne à boisseau et les fonctions qui peuvent être réalisées dans la conception, elle peut être sélectionnée selon les principes suivants : (1) Elle est utilisée pour distribuer le fluide et modifier le sens d’écoulement du fluide. Le diamètre nominal ne dépasse pas 300 mm, il est recommandé d’utiliser une vanne à boisseau multivoies ; (2) La vanne à boisseau convient à la ventilation, aux eaux usées, au contournement et à l’envoi et à la réception de canalisations à bulbe, car la vanne à boisseau est résistante à l’érosion. (3) Dans le cas de gaz, de gaz naturel, de canalisations et d’équipements de système HVAC, et si le diamètre nominal n’est pas supérieur à 200 nm, la vanne à boisseau conique de type garniture doit être sélectionnée.
robinet à tournant sphérique
La structure du robinet à tournant sphérique
La structure du robinet à boisseau sphérique est divisée en type à bille flottante et type à bille fixe selon la structure sphérique. Le canal de la vanne à boisseau sphérique est circulaire et le canal d’écoulement sphérique non réduit est relié au canal d’écoulement circulaire du corps de vanne dans une section de tuyau droite, de sorte que la résistance à l’écoulement est très faible.
La bille de la vanne à boisseau sphérique flottante est contrôlée par la tige de la vanne pour flotter librement dans les deux bagues d’étanchéité du siège de la soupape, tourner et sceller, et la bille est pressée contre la bague d’étanchéité du siège de la soupape à l’extrémité de sortie par la force de pré-serrage et la pression moyenne appliquées aux bagues d’étanchéité du siège de la vanne. , qui est un joint forcé unilatéral. En plus du poids mort de la bille, elle supporte également la pleine charge du milieu de travail, et la pression spécifique d’étanchéité de la bille et de la surface d’étanchéité du siège de la soupape est liée à la pression moyenne.
La boule du robinet à tournant sphérique fixe est reliée aux tiges de soupape supérieure et inférieure à fixer et ne bouge pas, et la tige de soupape peut être équipée de roulements pour réduire le frottement. De plus, la force de support est transmise de la bague d’étanchéité du siège de soupape à la tige de la soupape à bille, le couple de fonctionnement est faible et le siège de soupape mobile appuie sur la bague d’étanchéité sur la bille sous l’action de la pression moyenne, qui joue un rôle d’étanchéité.
Caractéristiques de processus du robinet à tournant sphérique
Les avantages de la vanne à boisseau sphérique incluent : (1) une faible résistance au fluide (le coefficient de résistance du corps de la vanne du canal d’écoulement à passage intégral est égal à la section de tuyau de même longueur) ; (2) La structure est simple, le corps de la vanne est symétrique, le volume est petit, il peut s’écouler dans les deux sens et il peut être scellé dans les deux sens. (3) Il est étanche et fiable, et le matériau de surface d’étanchéité du robinet à tournant sphérique est largement utilisé dans le plastique, qui présente de bonnes performances d’étanchéité. (4) Il est facile à utiliser, à ouvrir et à fermer rapidement et il suffit de le faire pivoter de 90 ° de complètement ouvert à complètement fermé, ce qui est pratique pour le contrôle à longue distance. (5) Entretien pratique, le robinet à tournant sphérique a une structure simple, la bague d’étanchéité est généralement mobile et il est plus pratique de démonter et de remplacer; (6) La paire d’étanchéité de la vanne est complètement isolée du fluide en position complètement ouverte ou complètement fermée, et le fluide traversant à grande vitesse n’érodera pas la paire d’étanchéité ; (7) Lorsque la bille est ouverte et fermée, il s’agit d’un processus de rotation et d’essuyage, de sorte que la plupart des vannes à bille peuvent être utilisées pour les fluides contenant des particules solides en suspension, et des matériaux d’étanchéité de siège de vanne résistants à l’usure appropriés peuvent également être utilisés pour les fluides en poudre. ; (8) Type à passage direct Le robinet à tournant sphérique est largement utilisé pour la coupure. La vanne à boisseau sphérique à trois, quatre et cinq voies est utilisée pour distribuer le fluide et modifier le sens d’écoulement du fluide.
Inconvénients des robinets à tournant sphérique : (1) Si la bague d’étanchéité du siège de soupape et d’autres pièces sont constituées de matériaux non métalliques, la pression-température nominale est inférieure à la valeur de pression nominale de la coque du robinet à tournant sphérique (métal), de sorte que le la pression et la température réelles d’utilisation de la vanne à boisseau sphérique sont limitées par le fluide. ; (2) Lorsque des matériaux non métalliques tels que la bague d’étanchéité du siège de soupape sont utilisés, la résistance au feu et les performances de la structure antistatique du robinet à tournant sphérique doivent être prises en compte ; (3) Il est difficile de traiter et de broyer la sphère, et le traitement du clapet à bille auxiliaire scellé en métal (filet à bille scellé dur) est plus gênant; (4) Il ne convient pas aux fluides à cokéfaction et à haute viscosité.
Principe de sélection du robinet à tournant sphérique
Selon les caractéristiques des différents types de robinets à tournant sphérique, les principes de sélection sont les suivants : (1) Il convient aux moyennes et basses températures (≤150℃), haute pression et haute viscosité ; (2) Il ne peut pas être utilisé pour la régulation du débit ; (3) Il est utilisé pour un démarrage rapide (4) Les vannes à bille haute pression et de grand diamètre doivent utiliser des vannes à bille fixes.
clapet anti-retour
La structure du clapet anti-retour
Le clapet anti-retour peut être divisé en type oscillant et type à levage selon la structure. L’élément de fermeture (disque) du clapet anti-retour à battant tourne autour d’un axe fixe dans le corps du clapet. L’élément de fermeture (disque) du clapet anti-retour à levée se déplace le long de l’axe central du siège de soupape.
Caractéristiques de processus du clapet anti-retour
Avantages du clapet anti-retour : (1) La charge de travail change considérablement ; (2) Le nombre d’ouvertures et de fermetures de la vanne est faible, la vanne est à l’état fermé ou ouvert pendant une longue période et les pièces mobiles (telles que le disque de la vanne) ne bougent pas pendant une longue période ; L’action de commutation d’arrêt (ou d’arrêt à marche) est flexible et rapide.
Inconvénients du clapet anti-retour : (1) lorsque la vanne est fermée pour s’ouvrir, le clapet de la vanne s’ouvre progressivement, le clapet de la vanne entrave l’écoulement du fluide et la résistance du fluide est importante ; (2) L’ensemble de clapet de soupape dépend de son propre poids et de la force du ressort (comme lorsqu’un ressort auxiliaire est ajouté). ) et ainsi de suite jouent un rôle d’étanchéité, une fois que la pression moyenne est légèrement supérieure à sa force d’étanchéité, la vanne fuira et les performances d’étanchéité seront médiocres ; (3) Lorsque la vanne est fermée, le fluide s’écoule rapidement vers l’arrière et impacte le disque de la vanne, ce qui peut provoquer un phénomène de coup de bélier (également appelé phénomène de sommeil d’eau); (4) Lorsque le fluide s’écoule, il génère un impact à travers l’ensemble de disque de vanne, ce qui peut générer des mouvements et du bruit.
Principe de sélection du clapet anti-retour
(1) Il convient aux milieux propres, ne convient pas aux milieux contenant des particules solides et à haute viscosité ; (2) Pour les clapets anti-retour haute et moyenne pression < DN50 mm, le type à levée verticale et à levée directe doit être sélectionné. Clapet anti-retour ; (3) Pour le clapet anti-retour basse pression < DN50 mm, le type papillon, le type à levage vertical et le clapet anti-retour à membrane doivent être sélectionnés ; (4) Pour le clapet anti-retour haute et moyenne pression avec 50m≤DN≤600mm, il doit être sélectionné Clapet anti-retour à battant.
conclusion
Le robinet à soupape, le robinet à boisseau sphérique, le robinet à boisseau sphérique et le clapet anti-retour sont les vannes les plus couramment utilisées dans l’ingénierie au sol des champs pétroliers et gaziers. Selon différentes normes de classification, chaque type de vanne peut être divisé en différents types, qui sont utilisés en fonction du type de vanne, du matériau des pièces et du mode de transmission, etc. Les caractéristiques peuvent déterminer la plage d’utilisation de la vanne et l’installation , les méthodes de réparation et d’entretien de la vanne peuvent être déterminées en fonction des caractéristiques structurelles telles que la taille et la méthode de connexion de la vanne. Considérez pleinement les avantages et les inconvénients de chaque vanne, combinez les caractéristiques des projets d’ingénierie de surface réels des champs pétrolifères et gaziers et sélectionnez la vanne correspondante en fonction des principes et méthodes de sélection de vannes recommandés dans cet article pour garantir que la vanne peut pleinement jouer un rôle. rôle dans le système de pipeline, améliorer la qualité de la conception et rendre le système de pipeline sûr. fonctionnement, réduisant efficacement le coût de conception.