Les vannes sont des dispositifs utilisés pour réguler le débit, la pression et la direction des fluides. Le fluide régulé peut être un liquide, un gaz, un mélange gaz-liquide ou une combinaison solide-liquide. Les vannes sont normalement constituées d'un corps, d'un couvercle, d'un siège de vanne, d'éléments d'ouverture et de fermeture, d'un mécanisme d'entraînement, de joints et de connecteurs. La fonction de contrôle de la soupape est obtenue au moyen d'un mécanisme de commande ou d'un fluide qui entraîne le mouvement de levage, de glissement, d'oscillation ou de rotation des composants d'ouverture et de fermeture afin de régler la taille de la section de passage. L'utilisation de la vanne est très large, elle est étroitement liée à la vie quotidienne des gens, par exemple, le tuyau d'eau du robinet et le PRV utilisé dans le poêle à gaz de pétrole liquéfié sont des vannes. Les vannes sont également des composants essentiels d'un large éventail de machines mécaniques, telles que les moteurs à combustion interne, les moteurs à vapeur, les compresseurs d'air, les pompes, les systèmes de transmission pneumatique, les machines de transmission hydraulique, les navires et les avions.
Avant 2 000 ans avant J.-C.
Avant 2 000 ans avant J.-C., les Chinois utilisaient des tuyaux en bambou et des vannes en liège pour le système de canalisation de l'eau, puis des vannes sur les canaux d'irrigation, des clapets de retenue à plaque sur les soufflets des fonderies, et recueillaient la saumure à l'aide de tubes en bambou et de clapets de retenue à plaque dans l'exploitation des puits de sel, avant d'apparaître en Europe avec l'introduction de la technologie de la fonte et des machines hydrauliques. Robinet de plomb et de cuivre. La soupape de sécurité à levier a été créée en 1681 pour les chaudières. Les robinets à boisseau et les clapets anti-retour sont restés les principales vannes jusqu'à l'arrivée de la machine à vapeur de Watt au 18e siècle. L'invention de la machine à vapeur a permis aux soupapes d'entrer dans l'industrie mécanique. Outre l'utilisation de vannes à clapetDans le cas des soupapes de sûreté, des soupapes de sécurité et des soupapes de la machine à vapeur de Watt, les vannes papillon étaient souvent utilisées pour contrôler le débit. L'augmentation du débit et de la pression de la vapeur signifie que l'utilisation d'un robinet d'arrêt pour réguler l'admission et l'échappement de la vapeur de la machine à vapeur ne répond plus aux besoins, d'où l'apparition de la vanne.
À partir de 1840
À partir de 1840, les vannes d'arrêt à tige filetée et à clavette se succèdent. vannes à guillotine avec tige filetée trapézoïdale, une avancée significative dans la production de vannes. L'introduction de ces deux types de vannes a permis non seulement de répondre aux demandes des différentes industries en matière d'augmentation de la pression et de la température au niveau du point, mais aussi de satisfaire aux exigences en matière de contrôle du débit. Depuis lors, avec la croissance de l'industrie de l'énergie électrique, de l'industrie pétrolière, de l'industrie chimique et de l'industrie de la construction navale, différentes formes de vannes à haute et moyenne pression ont évolué rapidement.
Depuis la Seconde Guerre mondiale
Depuis la Seconde Guerre mondiale, les anciens robinets à soupape et robinets à papillon ont connu de nouvelles applications grâce à la production de matériaux polymères, d'acier inoxydable, de matériaux lubrifiants et de carbure cémenté à base de cobalt. Les robinets à bille et les robinets à membrane ont évolué rapidement. Robinets à soupapeLes robinets à soupape, les robinets-vannes et d'autres robinets ont été améliorés et ont gagné en efficacité. L'industrie de la fabrication de vannes est devenue un domaine de plus en plus important de l'industrie mécanique. Les vannes peuvent être divisées en six catégories : les vannes utilisées pour l'arrêt, la régulation, clapet anti-retourLa fonction de la vanne d'arrêt, de la vanne de sécurité et de la vanne polyvalente.
Le mécanisme d'arrêt est principalement utilisé pour interrompre l'écoulement du fluide, comme un robinet-vanne, un robinet d'arrêt, un robinet d'arrêt, un robinet d'arrêt, un robinet d'arrêt, etc. vanne à billeLa vanne de contrôle est principalement utilisée pour ajuster la pression et la vitesse du fluide, comme la vanne d'étranglement, la vanne de décharge de pression et la vanne de régulation. La vanne de contrôle est principalement utilisée pour ajuster la pression et la vitesse du fluide, comme la vanne d'étranglement, la vanne de décharge et la vanne d'arrêt. vanne à bille flottanteetc. Le clapet anti-retour est utilisé pour empêcher l'inversion du flux de fluide ; la vanne de dérivation est utilisée dans la vanne. Passage d'un fluide ou isolation d'un fluide à deux phases, y compris une vanne coulissante, une vanne multi-passages, une vanne de drainage et une vanne de drainage d'air ; la vanne de sécurité est principalement utilisée pour la protection de la sécurité afin d'empêcher que le four, le récipient sous pression ou le tuyau ne soit brisé par une surpression ; la vanne est une vanne ayant plus d'une caractéristique, telle qu'une vanne d'arrêt, qui peut à la fois servir de vanne de surpression.
Les vannes de tuyauterie industrielle peuvent être classées en vannes à vide, vannes à basse pression, vannes à moyenne pression, vannes à haute pression et vannes à ultra-haute pression en fonction de la pression nominale, et la vanne peut à nouveau être divisée en vanne à température standard, vanne à température moyenne, vanne à haute température et vanne à basse température à la température de fonctionnement, et la vanne peut également être classée par type en fonction de la manière dont elle est entraînée. Les vannes peuvent être nommées individuellement ou en combinaison selon différentes méthodes de classification et peuvent également être nommées en fonction des propriétés structurelles ou des utilisations particulières des composants d'ouverture et de fermeture.
Les exigences du processus de la vanne sont la pression de service, la température de service et l'étalonnage. Les vannes nominales et les diamètres nominaux sont largement utilisés comme spécifications standard pour les vannes séparées utilisées dans les tuyauteries industrielles. La pression nominale correspond à la pression de service moyenne de la soupape de substance à la température spécifiée. Le diamètre nominal fait référence au diamètre intérieur nominal de l'extrémité de raccordement du corps de la soupape et de la conduite.
Les vannes ont des exigences différentes en fonction de leur forme et de leur utilisation, notamment en matière d'étanchéité, de résistance, de contrôle, de circulation, d'ouverture et de fermeture. Lors de la configuration et de la sélection des vannes, outre les paramètres et propriétés spécifiques, il convient de prêter attention à l'efficacité du fluide, notamment à son état de phase (gaz, liquide ou particules solides), à la corrosion, à l'inflammabilité, à la viscosité, à la toxicité, à l'explosivité et à la radioactivité.
L'efficacité de l'étanchéité et la solidité des performances sont les caractéristiques les plus fondamentales et les plus critiques de toutes les vannes. L'étanchéité de la soupape se fait en deux parties : le joint interne et le joint externe. Le joint interne est le joint entre la vanne et le siège de la vanne ; le joint externe est le joint entre la tige de la vanne et le chapeau, le corps de la vanne et le joint de la tuyauterie. Les vannes doivent non seulement avoir une bonne capacité d'étanchéité, mais aussi assurer une protection.
Si la fuite du joint n'est pas réussie et si la résistance n'est pas adéquate, les composants seront détruits, ce qui entraînera des dommages économiques plus ou moins importants, tels que le transport de matières dangereuses, d'inflammables et d'explosifs ou de fluides corrosifs lourds, et peut également provoquer de graves incidents de sécurité. Afin de garantir l'étanchéité et la résistance de la vanne, outre la nature appropriée de la structure et la cohérence du fonctionnement, le matériau doit être soigneusement choisi conformément aux exigences applicables.
En général, les soupapes pour fluides non corrosifs à basse pression sont en fonte ou en cuivre moulé ; les soupapes à haute et moyenne pression sont en acier moulé ou en acier forgé ; les soupapes à haute température ou à haute pression sont en acier allié ; les soupapes pour fluides corrosifs sont en acier inoxydable, en plastique ou en alliages résistant à la corrosion (tels que les alliages de cuivre-nickel-molybdène, les alliages de plomb et les alliages de titane, etc.
En général, les soupapes basse pression sont souvent fabriquées en laiton ou en cuivre, les soupapes haute et moyenne pression sont le plus souvent en acier inoxydable, et les soupapes haute et moyenne pression ou les soupapes haute température avec des spécifications plus élevées utilisent du carbure cémenté à base de cobalt. Les produits polymères ont été largement utilisés dans les conduites. Par exemple, le siège des robinets à tournant sphérique est en grande partie composé de plastique polytétrafluoroéthylène et la bague d'étanchéité des robinets à papillon et le diaphragme des robinets à membrane sont fabriqués à partir de différents matériaux en caoutchouc. Ces matériaux ont des propriétés de liaison supérieures à celles des métaux dans la plage de température utilisable.
Les progrès des industries nucléaires, pétrochimiques, électroniques et aérospatiales modernes, ainsi que les progrès du contrôle automatisé des processus et du transport de fluides sur de longues distances ont encouragé le développement de vannes cryogéniques, de vannes à vide, de vannes nucléaires et d'autres vannes de contrôle modernes. L'utilisation de systèmes d'entraînement de vannes pour le contrôle à distance et le contrôle de programme est en augmentation.
À l'avenir, la production de vannes élargira les spécifications des produits, introduira des vannes à économie d'énergie, à économie de main-d'œuvre et à autocontrôle, modernisera les systèmes, mettra en œuvre de nouvelles technologies et méthodes, augmentera la durée de vie des vannes et introduira des séries spéciales de vannes, telles que l'oxygène liquide, les vannes cryogéniques, les vannes à vide, les vannes nucléaires, les vannes de sécurité, les régulateurs de vannes, les pièges et les dispositifs d'actionnement de vannes pour l'hydrogène liquide et le gaz naturel liquéfié.
