Valve en titane

Qu'est-ce qu'une valve en titane ? 

Une valve en titane est une valve fabriquée en titane. La couleur du titane est l'argent, tout comme la valve. Le titane est un métal unique qui présente une superbe combinaison de propriétés physiques, chimiques et mécaniques. Les fabricants de valves en titane utilisent le titane à l'état métallique ou l'allient à d'autres éléments pour améliorer ses propriétés et donc fabriquer des valves plus perfectionnées. La résistance à la corrosion et le rapport résistance/densité élevé sont les principales propriétés qui rendent les vannes en titane hautement préférables. En tant que tel, il permet de produire des vannes très solides et légères. Le faible poids est attribué à la faible densité du titane, 4540 kg/m³par rapport à l'acier, 7750 kg/m³. Le titane résiste mieux à l'acier. En effet, il se combine à l'oxygène pour former de l'oxyde de titane, qui est passif et tenace et ne s'écaille pas comme la rouille sur l'acier.

Figure : Valve en titane.

Comment fonctionne une valve en titane ? 

Il existe différents types de titane utilisés dans différentes applications industrielles et domestiques. Le principe de fonctionnement de base d'une vanne en titane est le même. La valve fonctionne grâce à la présence d'au moins un composant de fermeture. Le composant de fermeture est responsable de l'ouverture et de la fermeture du flux de fluide à travers la valve. Le composant de fermeture ferme ou ouvre la vanne en étant activé par un volant ou un levier pour les vannes manuelles. Pour les vannes automatiques et semi-automatiques, un actionneur active l'élément de fermeture afin de permettre ou d'interrompre l'écoulement du fluide selon les besoins. 

Types de valves en titane 

Vanne à bille en titane 

Une vanne à bille en titane est conçue avec un composant en forme de bille qui ferme et ouvre le flux de fluide. La bille est percée d'un trou en son centre, par lequel le fluide s'écoule. La position de la bille est contrôlée à l'aide d'un volant ou d'un actionneur.

Figure : Vanne à bille en titane.

Ce type de vanne peut contrôler, guider, diriger et moduler différents fluides. Ce type de vanne est également connu sous le nom de vanne quart de tour car elle s'ouvre ou se ferme en tournant le volant à un angle de 90°.^o degrés. Lorsque le volant fait un quart de tour, la bille fait un quart de tour similaire, et le trou en son centre devient ainsi aligné avec un tuyau connecté à la vanne. Ainsi, le fluide trouve le creux de la vanne et s'écoule dans le système de tuyauterie. Ce type de vanne est très fiable et a une longue durée de vie. Il peut également être actionné à l'aide d'actionneurs pneumatiques ou électriques pour les systèmes de tuyauterie automatisés ou semi-automatisés. Toutefois, les fabricants de vannes en titane ne recommandent pas ce type de vanne pour l'étranglement.

Figure : Fonctionnement d'une vanne à bille en titane. 

Les avantages de l'utilisation de robinets à tournant sphérique en titane sont les suivants : 

• Conception simple et compacte facilitant les réparations, l'entretien et le nettoyage. 
• De taille polyvalente, ils s'adaptent à différents débits dans différentes applications. 
• Facile à installer, à monter et à démonter. 
• Débit élevé et faible chute de pression. Faibles pertes de charge de la pompe le long du système de tuyauterie. 
• Ils sont rapides à utiliser puisqu'il suffit d'un quart de tour pour démarrer et arrêter le flux de fluide.
• Il scelle parfaitement l'écoulement des fluides à l'état fermé sans aucune fuite.

Cependant, cette valve présente certains inconvénients : 

• Ouverture et fermeture rapides, entraînant des surpressions et des coups de bélier.
• Taux d'usure élevé de la bille utilisée pour arrêter l'écoulement.

Clapet anti-retour en titane 

Cette vanne est utilisée pour empêcher le fluide de s'écouler à l'envers dans un système de tuyauterie. Cette vanne n'est pas équipée d'un actionneur ou d'un volant manuel comme c'est le cas pour les autres vannes. Elle est conçue pour fonctionner automatiquement sans l'intervention d'un opérateur. Il est également connu sous le nom de clapet anti-retour, clapet de pied ou clapet unidirectionnel. Les fabricants de clapets anti-retour en titane conçoivent ce clapet pour permettre la circulation des fluides dans un seul sens, c'est-à-dire du côté de l'aspiration vers le côté du refoulement. Le clapet arrête toujours toute tentative de retour en arrière du fluide. Ce clapet utilise un disque ou une bille pour arrêter le flux de fluide vers l'arrière. 

Figure : Clapet anti-retour en titane.

Cette vanne fonctionne sur le principe de la différence de pression. La soupape s'ouvre lorsque le fluide qui s'écoule du côté de l'aspiration a une pression élevée, c'est-à-dire lorsque la pompe refoule le fluide. La pression élevée du côté de l'aspiration agit sur le disque ou la bille de la soupape, la forçant à se soulever. Ce processus laisse la soupape ouverte et le fluide s'écoule. Le fluide continue de s'écouler jusqu'à ce que la pression d'aspiration diminue ou que la pompe soit arrêtée. En arrêtant la pompe, la pression d'aspiration est réduite à zéro et le fluide s'écoule en sens inverse. Cependant, en utilisant un clapet anti-retour, aucun liquide ne s'écoulera vers l'arrière car les fabricants de clapets anti-retour en titane conçoivent ce clapet avec une grande sensibilité aux changements de pression et d'écoulement du fluide. Ainsi, tout reflux sera stoppé immédiatement après l'arrêt de l'écoulement vers l'avant. Ce type de clapet convient à diverses applications telles que les aliments et les boissons, l'approvisionnement en eau, les systèmes de chaudière et les produits pharmaceutiques. 

Figure : Fonctionnement d'un clapet anti-retour en titane.

Les avantages de cette valve sont les suivants : 

• Fonctionnement automatique. 
• Moins cher que les autres vannes qui doivent être équipées d'un actionneur ou d'un volant. 
• Taille polyvalente convenant à différents débits.  
• Chute de pression faible évitant des pertes de charge importantes.
• Rapidité d'utilisation. 
• Pas de reflux et donc pas de contamination en amont du système de tuyauterie.

Les inconvénients de cette valve sont les suivants : 

• Convient pour un seul sens d'écoulement. 
• Sujet aux coups de bélier. 
• Il n'est pas idéal pour les débits pulsés. 

Robinet-vanne en titane 

Cette vanne fonctionne à l'aide d'un élément rectangulaire ou en forme de coin, appelé disque ou opercule. Le disque est responsable de la fermeture et de l'ouverture du flux de fluide à travers la vanne. Ce type de vanne est idéal pour les conduites de grand diamètre, à partir de 2 pouces. Cette vanne est actionnée à l'aide d'un volant manuel, d'un actionneur pneumatique ou électrique. Les fabricants de vannes en titane ne recommandent pas l'utilisation de ces vannes pour l'étranglement. En effet, la pression élevée du fluide peut provoquer l'érosion ou l'endommagement de l'opercule de la vanne, ce qui réduit considérablement sa durée de vie.

Figure : Vanne en titane.

Le fabricant de robinets-vannes en titane conçoit ce robinet avec trois composants principaux : le corps, le chapeau et la garniture. La garniture est constituée du disque, des sièges et de la tige. Le corps relie le robinet à la conduite, tandis que le chapeau contient les pièces mobiles du robinet. Le robinet fonctionne en effectuant plusieurs rotations du volant. La tige transforme la rotation du volant en mouvement linéaire vers le haut et vers le bas pour permettre au disque d'ouvrir et de fermer le passage du fluide, respectivement. 

Figure : Fonctionnement d'un robinet-vanne en titane.

Les avantages des robinets-vannes en titane sont les suivants 

• Convient à l'écoulement bidirectionnel des fluides. 
• Faible chute de pression, ce qui améliore l'efficacité du débit.
• Permet une pression élevée et un débit de fluide important. 
• Capacités d'arrêt parfaites sans fuite de fluide.

Les inconvénients des robinets-vannes en titane sont les suivants : 

• Il n'est pas idéal pour limiter le débit des fluides. 
• Fonctionnement lent. Il faut plus d'un tour pour ouvrir ou fermer complètement le passage du fluide. 

Robinet à soupape en titane 

Il s'agit d'une vanne en titane conçue avec un corps de forme sphérique. Cette vanne est similaire au robinet-vanne. Cependant, cette vanne est facile à utiliser car elle nécessite moins de tours qu'un robinet-vanne en titane. Le composant utilisé pour fermer et ouvrir le flux de fluide est un disque. Les fabricants de robinets à soupape en titane conçoivent ce robinet pour l'utilisation dans la fermeture et l'étranglement du flux de fluide. La vanne est conçue pour provoquer deux changements dans la direction de l'écoulement du fluide, ce qui entraîne une résistance élevée à l'écoulement et, par conséquent, une chute de pression élevée, contrairement à d'autres vannes en titane.

Figure : Robinet à soupape en titane.

Une vanne à soupape en titane se compose d'un disque qui monte et descend pour démarrer, arrêter ou réguler le débit du fluide. Lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre, le disque se déplace vers le haut, laissant la vanne ouverte à l'écoulement du fluide. Lorsque le volant est tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, il force le disque à se déplacer vers le bas, ce qui arrête l'écoulement du fluide. 

Figure : Fonctionnement d'un robinet à soupape en titane.

Les avantages des robinets à soupape en titane sont les suivants 

• Convient à l'étranglement du débit des fluides. 
• Il est fiable dans les applications de fermeture car il ne permet pas de fuite de fluide. 
• Rapidité de mise en œuvre par rapport à un robinet-vanne.
• Disponible en plusieurs modèles pour différentes applications. 

Inconvénients : 

• Chute de pression. 
• Poids élevé.
• Nécessite un couple élevé pour fonctionner. 

Vanne papillon en titane 

Cette vanne utilise un mouvement quart de tour pour ouvrir, réguler ou fermer l'écoulement du fluide. Elle se compose d'un disque placé le long de la voie d'écoulement du fluide. Ce disque contrôle le débit du fluide. Un volant, un actionneur pneumatique ou électrique est utilisé pour actionner le disque par l'intermédiaire d'une tige de vanne.

Figure : Vanne papillon en titane.

La vanne papillon en titane fonctionne de la même manière que la vanne à bille. Cependant, la vanne papillon est préférée parce qu'elle est facile à utiliser et légère. De plus, cette vanne n'utilise pas de bille comme élément de fermeture, mais plutôt un disque. L'écoulement du fluide commence lorsque le volant est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre pendant 90^o degrés. Ainsi, le disque de la valve tourne, ce qui le rend parallèle au sens d'écoulement du fluide. L'écoulement du fluide s'arrête lorsque le volant est tourné dans la direction opposée, ce qui fait tourner le disque d'un quart de tour et le rend perpendiculaire à la direction de l'écoulement du fluide. Dans cet état, l'écoulement du fluide est stoppé. Lorsque le volant est tourné partiellement dans le sens des aiguilles d'une montre, il force le disque à laisser un petit espace pour l'écoulement du fluide. 

Figure : fonctionnement d'une vanne papillon en titane.

Avantages des vannes papillon en titane : 

• Ouverture/fermeture facile et rapide de l'écoulement des fluides. 
• Convient à la manipulation de fluides propres et de fluides avec des boues.
• Relativement peu coûteux. 

Inconvénients : 

• Ne convient pas pour l'étranglement en cas de pression élevée. 
• Sujet à la cavitation. 

Applications des valves en titane 

• Ces vannes sont utilisées dans l'industrie du pétrole et du gaz. 
• Ils sont utilisés dans les industries pétrochimiques et chimiques en raison de leur excellente résistance à la corrosion.  
• Les valves en titane sont utilisées dans les centrales électriques à vapeur. 
• Ils sont utilisés dans l'approvisionnement en eau des municipalités et des entreprises. 
• Les valves en titane sont utilisées dans le traitement de l'eau et l'industrie alimentaire. 

Avantages des valves en titane 

• Les valves en titane sont plus légères que les valves en acier. 
• Ils ont une résistance mécanique élevée. 
• Ces vannes présentent une excellente résistance à la corrosion, même à des fluides défavorables tels que l'eau chlorée, l'acide sulfurique et l'eau régale, entre autres. 
• Les vannes en titane sont polyvalentes en termes de taille et conviennent donc à différents débits. 
• Ils ont des points de fusion élevés qui conviennent aux applications à haute température. 
• Ils sont très résistants aux chocs. 

Inconvénients des valves en titane 

• Ces vannes sont plus chères que les vannes en acier, en bronze et en laiton. 

Dépannage des valves en titane 

Pas de circulation de fluide dans la valve 

• Obstruction du côté aspiration de la conduite. Vérifiez la conduite et retirez tout matériau susceptible de provoquer une obstruction. 

Fuite entre la vanne et le raccordement de la conduite 

• Connexion desserrée. Serrer les boulons et les écrous qui relient le robinet à la conduite. 
• Joint usé. Remplacer le joint. 

Fuite à travers le corps de la valve 

• Connexion desserrée. Serrer les boulons du chapeau du corps de la vanne. 
• Joints usés. Remplacer les joints. 
• Pression de fluide élevée. Utiliser la valve à la pression de fluide recommandée par le fabricant de la valve en titane.  

Le volant/levier à main est difficile à actionner 

• Présence de corps étrangers dans la valve. Démonter la valve et retirer les corps étrangers. 
• Tige de soupape endommagée. Remplacer la tige. 

La vanne ne se ferme pas complètement 

• Disque usé. Remplacer le disque. 
• Sièges de soupape usés. Remplacer les sièges. 
• Matériaux étrangers dans la valve. Démontez la valve et nettoyez les matériaux. 

Résumé 

Les vannes en titane sont des vannes fabriquées en titane. Ces vannes possèdent de superbes caractéristiques nécessaires dans la plupart des industries. La vanne fonctionne à l'aide d'un élément de fermeture qui permet ou ferme le passage du fluide selon les besoins. L'élément de fermeture est activé à l'aide d'un volant ou d'un actionneur par l'intermédiaire d'une tige de vanne. La vanne peut être automatisée, semi-automatisée ou entièrement manuelle. Les fabricants de vannes en titane produisent différents types de vannes, notamment des clapets anti-retour en titane, des robinets-vannes en titane, des vannes à bille en titane, des vannes papillon en titane et des robinets à soupape en titane, entre autres. Ces vannes sont utilisées dans des applications industrielles impliquant des milieux corrosifs, des températures élevées et des pressions importantes. Ces applications comprennent notamment les centrales électriques, les produits chimiques et pétrochimiques, le pétrole et le gaz, et l'approvisionnement en eau. 

Ces vannes sont préférées aux autres car elles sont légères, très solides, résistantes aux températures élevées, de taille variable, très résistantes aux chocs et très résistantes à la corrosion. Cependant, les valves en titane sont plus chères que les valves en acier, en bronze et en laiton.