Introduction
Les robinets à tournant sphérique sont réputés pour leur durabilité et leur fiabilité, et constituent la vanne de choix dans une grande variété d'applications tout ou rien. Bien que les robinets à tournant sphérique résistent généralement bien aux environnements intenses, ils présentent, comme tout autre composant de système, un risque de dommage ou de défaillance. De nombreux facteurs influencent la durée de vie d'un robinet à tournant sphérique, notamment le fluide du système, la température du fluide, la pression du fluide, la fréquence du cycle, le type d'actionnement et la durée de vie du robinet à tournant sphérique. entretien correct du robinet à boisseau sphérique. Les causes les plus courantes de défaillance des robinets à boisseau sphérique et leurs solutions sont présentées ci-dessous.
Facteurs ayant une incidence sur la durée de vie des robinets à tournant sphérique
De nombreux fabricants fournissent une estimation de la durée de vie de leurs robinets à tournant sphérique, mais cette fourchette peut être affectée - soit réduite, soit prolongée - par une série de facteurs.
Actionnement :
En fonction de la vitesse de cycle prévue pour votre système et des sources d'énergie disponibles, les robinets à tournant sphérique seront actionnés par une commande pneumatique (air), électrique (motorisée) ou hydraulique (fluide). Des actionneurs incompatibles et les conditions du système peuvent entraîner une défaillance de la vanne ; cependant, dans la plupart des cas, les actionneurs dureront bien plus longtemps que les vannes à boisseau sphérique qu'ils contrôlent.
Conception :
Les robinets à tournant sphérique à une ou deux pièces ne permettent pas la maintenance ou la réparation à l'intérieur du système, ce qui signifie qu'ils doivent être remplacés en cas de défaillance des composants. Les robinets à tournant sphérique en trois parties, en revanche, sont conçus de manière à ce que les sièges et les joints puissent être retirés et remplacés sans qu'il soit nécessaire de retirer l'ensemble du robinet du système. Pour cette raison, les robinets à tournant sphérique en trois parties dureront bien plus longtemps que les robinets à tournant sphérique en une ou deux parties s'ils sont correctement entretenus.
Les médias :
Les robinets à tournant sphérique sont généralement destinés à la commande marche/arrêt de fluides et de gaz sans particules solides, car les particules présentes dans le fluide peuvent abraser les joints du robinet et réduire leur durée de vie. Les fluides lubrifiants tels que les huiles peuvent en fait réduire l'usure des joints et prolonger la durée de vie de la vanne.
Facilité d'entretien :
Les joints sont souvent le premier élément défaillant d'une vanne à billeLes robinets à tournant sphérique en une pièce et en deux pièces doivent être remplacés lorsque leurs joints arrivent à expiration, mais ils peuvent normalement être remplacés sans que l'actionneur ne soit remplacé, ce qui représente généralement la partie la plus coûteuse de l'ensemble. Les robinets à tournant sphérique en une ou deux parties doivent être remplacés lorsque leurs joints sont périmés ; cependant, le robinet peut normalement être remplacé sans remplacer l'actionneur, qui est généralement la partie la plus coûteuse de l'assemblage. En revanche, les robinets à tournant sphérique en trois parties permettent de remplacer facilement les joints.
Source :
Il est généralement conseillé de se procurer des robinets à tournant sphérique fabriqués dans le même pays que l'équipement de votre système afin de garantir la compatibilité et une durée de vie maximale.
Température et pression nominales :
Les robinets à tournant sphérique utilisés dans des applications à haute pression ou à haute température devront être entretenus ou remplacés plus fréquemment que ceux utilisés dans des applications à basse pression.
Fréquence du cycle :
La durée de vie d'un robinet à tournant sphérique est directement liée à la fréquence des cycles (mise en marche ou arrêt). Un robinet utilisé dans une application à haute pression qui ne fonctionne qu'une ou deux fois par jour peut durer longtemps plus longtemps qu'un robinet utilisé dans une application à basse pression qui fonctionne toutes les minutes.
Matériaux des vannes :
Dans l'ensemble, les robinets à tournant sphérique en métal ont une durée de vie plus longue que ceux fabriqués en PVC ou en d'autres matériaux synthétiques. Le fluide est un facteur déterminant des matériaux utilisés pour les corps de robinets à bille et les accessoires, et il est donc essentiel de s'assurer de la compatibilité entre les matériaux et le fluide.
Risques potentiels résultant de la défaillance d'un robinet à boisseau sphérique
La défaillance d'un robinet à boisseau sphérique ne se résume pas au temps et à l'argent nécessaires à son remplacement. Les risques potentiels vont du simple désagrément au danger pur et simple.
Fuites dans les médias :
Une vanne défaillante peut entraîner une fuite du fluide contenu dans le système de tuyauterie dans le milieu environnant. En fonction du fluide, les travailleurs et les équipements peuvent être exposés à des produits chimiques toxiques, à des gaz toxiques, à des températures extrêmes ou à une pression dangereusement élevée.
Temps d'arrêt de la production :
Une vanne défaillante interrompt la production, ce qui entraîne une perte de revenus, une perte de temps et des employés qui n'ont rien à faire pendant qu'ils attendent les réparations.
Frais de réparation :
Les réparations périodiques des équipements sont inévitables dans tout environnement industriel, mais les réparations résultant de défaillances évitables des vannes peuvent finir par vous coûter plus cher que ce que vous aviez prévu dans votre budget.
Ces risques potentiels illustrent l'importance des inspections régulières et de la maintenance préventive. Afin de garantir la sécurité des travailleurs, la longévité de vos équipements et l'optimisation des coûts, assurez-vous que votre établissement effectue des inspections et des procédures de maintenance régulières.
14 défaillances courantes des robinets à tournant sphérique et comment les réparer
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Incompatibilité de l'actionneur :
Les actionneurs électriques, hydrauliques ou pneumatiques trop puissants pour la vanne qu'ils contrôlent risquent d'endommager la vanne elle-même. Inversement, certains actionneurs peuvent ne pas avoir un couple de sortie suffisant pour faire tourner la vanne
Solution : Choisissez un actionneur adapté au type de vanne qu'il contrôle et aux conditions du système. Si vous ne savez pas si le problème vient de l'actionneur ou de la vanne elle-même, retirez le robinet à boisseau sphérique de l'actionneur et essayez de faire tourner la vanne manuellement. Si le robinet tourne librement, vous saurez qu'il s'agit d'un problème au niveau de l'actionneur. Si votre actionneur est équipé d'une poignée de commande manuelle, vous pouvez essayer sans retirer le robinet de l'actionneur. Dans la mesure du possible, essayez de vous procurer le robinet et l'actionneur auprès du même fabricant pour garantir la compatibilité.
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Cavitation :
La cavitation se produit lorsque la pression du fluide liquide à l'intérieur d'une vanne tombe en dessous de la pression de la vapeur. Cela génère de petites bulles qui peuvent alors s'effondrer et endommager la soupape.
Solution : Vérifiez si vous utilisez la bonne vanne en fonction de la pression et de la vitesse du fluide dans le système. Vous pouvez également utiliser une vanne de contrôle à plusieurs étages pour ralentir la chute de pression.
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Dommages causés par l'élastomère :
Les sièges de soupapes, les joints et les garnitures sont souvent fabriqués en élastomères (polymères élastiques), comme le Viton.® ou EPDM. Ils sont généralement considérés comme des composants d'usure et nécessitent un remplacement plus fréquent. Ce phénomène peut être exacerbé par l'incompatibilité entre le fluide et le joint.
Solution : Vérifiez que les composants élastomères de votre vanne sont compatibles avec le fluide du système. Si nécessaire, sélectionnez des composants dans un matériau plus compatible. Les robinets à tournant sphérique en trois parties permettent de remplacer ces composants sans avoir à démonter ou à remplacer l'ensemble du robinet.
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Taille de soupape inadéquate :
La taille de l'orifice de la vanne influe sur le débit du fluide. Il est donc important de calculer correctement la taille de la vanne en fonction du débit du fluide et de la taille de la tuyauterie. Une vanne surdimensionnée peut entraîner une diminution de la pression, tandis qu'une vanne à bille trop petite peut provoquer des goulets d'étranglement et un risque d'explosion.
Solution : Les calculateurs de débit pour les liquides et les gaz peuvent vous indiquer la taille de vanne dont vous avez besoin en fonction de la pression du fluide dans votre système de tuyauterie. Les pressions nominales des vannes sont représentées par la valeur Cv (impériale) ou Kv (métrique).
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Installation incorrecte :
Une vanne qui n'est pas correctement installée conformément aux spécifications du fabricant peut entraîner des perturbations majeures dans le bon fonctionnement du système.
Solution : Veillez à ce que vos vannes soient toujours installées et entretenues par une personne ayant la formation et l'expertise requises. En cas de doute sur la technique d'installation appropriée, consultez l'équipementier.
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Entretien et réparation incorrects :
Une maintenance négligée ou incorrecte peut entraîner des dommages, des risques professionnels, des arrêts de production, des pertes de temps et de revenus.
Solution : Prévoyez une maintenance préventive régulière et assurez-vous que le technicien qui intervient sur vos robinets à boisseau sphérique et votre système de tuyauterie est compétent et expérimenté. Suivez toujours les instructions du fabricant pour l'installation et l'entretien.
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Pression différentielle de fonctionnement et de réglage inadéquate :
Lorsque la pression réglée par l'opérateur du système diffère de la pression opérationnelle réelle, les vannes peuvent être soumises à des contraintes ou compromises.
Solution : Vérifier que les composants de la vanne ne sont pas endommagés, usés ou présentent des fuites, et rétablir la pression du système en conséquence.
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Fuites suite à l'inactivité :
Les vannes qui restent inutilisées pendant un certain temps peuvent se bloquer, que ce soit à cause de l'accumulation de fluide ou de la corrosion des pièces.
Solution : Avant de remettre en service un système ou un segment de tuyauterie inactif, vérifiez que toutes les vannes sont lubrifiées et exemptes d'accumulation.
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Incompatibilité des matériaux :
Certains types de fluides peuvent éroder les corps ou les composants des robinets à boisseau sphérique beaucoup plus rapidement que d'autres, il est donc important de sélectionner les matériaux de robinets à boisseau sphérique adaptés à votre système.
Solution : La description du produit du robinet à boisseau sphérique vous indiquera les matériaux qui le composent, ainsi que ses applications idéales et sa compatibilité avec les fluides. Un outil utile à cet effet est le Base de données Cole-Parmer sur la compatibilité chimique qui peut être utilisé pour s'assurer que les matériaux des vannes sont compatibles avec des milieux spécifiques.
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Fuite du joint ou du boulon :
Des joints en élastomère endommagés ou des écrous et des boulons desserrés peuvent entraîner une fuite du fluide hors de la vanne.
Solution : Vérifier si les composants en élastomère doivent être remplacés ou si des éléments de fixation doivent être resserrés.
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Accumulation de particules et de sédiments :
Les robinets à tournant sphérique ne sont pas recommandés pour les fluides contenant des particules, mais il arrive que la contamination ou l'accumulation de sédiments se produise malgré tout. Les particules solides peuvent se coincer dans la vanne et endommager les composants. Une mauvaise lubrification peut également entraîner le grippage des composants de la vanne.
Solution : Prévoyez des inspections et des nettoyages réguliers de tous les composants de votre système de tuyauterie. Éliminez toujours les débris ou les accumulations sur les vannes afin d'éviter tout dommage ou toute défaillance. Vérifier avec le fabricant de la vanne avant d'ajouter un lubrifiant, pour s'assurer de la compatibilité avec les matériaux de la vanne et les fluides du système.
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La pression et la température dépassent les paramètres requis :
Le fait de pousser une soupape au-delà de sa pression ou de sa température nominale peut entraîner une usure progressive ou une défaillance brutale de la soupape.
Solution : Assurez-vous que les spécifications du produit de la vanne correspondent aux exigences ou aux conditions du système.
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Usure de la tige de soupape :
Le mouvement constant des composants de la vanne et le manque d'élasticité de la garniture de la tige peuvent contribuer à la rupture de la tige de la vanne à bille.
Solution : Le joint de la tige du robinet est normalement le premier composant à tomber en panne dans un robinet à tournant sphérique. Si vous constatez une fuite au niveau de la tige, il est temps de remplacer le robinet. Si vous disposez d'un robinet en trois parties, vous pouvez également remplacer la tige ainsi que le joint de tige et la quincaillerie.
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Coups de bélier :
De brusques variations de pression dans le débit d'un fluide liquide peuvent provoquer des ondes de choc perturbatrices qui se répercutent dans un système de tuyauterie. Connu sous le nom de coup de bélier, ce phénomène est l'une des principales causes de défaillance des vannes dans les systèmes de traitement des fluides.
Solution : Les vannes d'étranglement peuvent minimiser les coups de bélier, tout comme les vannes à bille sans clapet, à action lente et à actionnement électrique. L'ajout de coudes et de boucles à votre système de tuyauterie peut également réduire le risque.
Avantages d'une bonne maintenance des robinets à boisseau sphérique
La plupart des robinets à tournant sphérique sont conçus pour être remplacés plutôt que pour être entretenus. Les robinets à tournant sphérique en une ou deux parties sont relativement économiques. Dans les systèmes automatisés, ils peuvent normalement être remplacés sans que l'actionneur, qui est le composant le plus coûteux, ne soit remplacé. Cependant, pour les applications comportant des robinets à tournant sphérique en trois parties, l'entretien des robinets à tournant sphérique est le moyen le plus proactif de réduire le risque de défaillance. Si elle est effectuée régulièrement et correctement, la maintenance des robinets à tournant sphérique présente des avantages significatifs.
Réduction des arrêts de production :
La réduction du risque de défaillance du robinet à boisseau sphérique s'accompagne d'une diminution de la nécessité d'arrêter la production.
Sécurité et sûreté :
Les experts en maintenance correctement formés à l'évaluation des robinets à tournant sphérique peuvent identifier facilement et rapidement les problèmes potentiels, réduisant ainsi le risque de réparation d'urgence, d'accident ou de violation des normes de santé et de sécurité sur le lieu de travail.
Réduction des coûts :
Moins de problèmes de maintenance signifie plus d'économies. Les inspections régulières et la maintenance préventive réduisent le risque d'arrêts imprévus et coûteux dus à une défaillance de la vanne.
Longévité :
Des vannes bien entretenues durent plus longtemps et ne nécessitent que peu ou pas de réparations, ce qui permet d'économiser de l'argent, d'éviter les temps d'arrêt et de maintenir la production de l'usine dans les délais prévus.
N'oubliez pas que certains travaux d'entretien des robinets à tournant sphérique peuvent même être effectués pendant que le robinet est en service, ce qui permet à la production de se poursuivre sans interruption.
Meilleures pratiques pour la maintenance des robinets à tournant sphérique
Une installation correcte et une maintenance régulière et préventive ont un impact direct sur la durée de vie de vos robinets. Veillez à ce que le technicien qui installe vos vannes soit expérimenté et connaisse bien l'installation et la maintenance des vannes à boisseau sphérique, car une installation correcte réduit la nécessité de réparations ou de remplacements.
En règle générale, la maintenance préventive ou prédictive doit commencer bien avant que des problèmes ne surviennent avec vos robinets à boisseau sphérique. Un programme complet de maintenance des robinets à boisseau sphérique doit comprendre les éléments suivants :
Lubrification :
Une bonne lubrification empêche l'abrasion des pièces, augmente l'efficacité des joints et assure le bon fonctionnement de vos robinets à tournant sphérique. Veillez à choisir un lubrifiant compatible avec les matériaux du robinet et les fluides du système ; consultez le fabricant du robinet pour savoir si la lubrification est recommandée.
Nettoyages réguliers :
Les robinets à tournant sphérique propres durent tout simplement plus longtemps. Pour nettoyer les robinets à tournant sphérique trois pièces, il faut enlever la poussière et les débris à l'intérieur et à l'extérieur du robinet, en utilisant des produits de nettoyage qui ne réagissent pas négativement avec les matériaux du robinet. Les nettoyants à base de gaz ou d'air comprimé conviennent bien aux composants métalliques, tandis que les nettoyants à base d'alcool ou d'eau sont parfaits pour les pièces non métalliques. Veillez à utiliser des produits de nettoyage compatibles avec les matériaux d'étanchéité de la soupape.
Inspections de routine :
Les inspections annuelles des robinets à tournant sphérique sont suffisantes pour la plupart des applications, mais les robinets à tournant sphérique utilisés dans des environnements à cycle élevé et à haute pression doivent faire l'objet d'inspections plus fréquentes. Lors des arrêts programmés, retirez les robinets à boisseau sphérique du système de tuyauterie, démontez-les, nettoyez l'intérieur et remplacez les composants cassés ou usés.
En suivant ces bonnes pratiques, vous réduirez le risque de défaillance des robinets à boisseau sphérique et prolongerez même leur durée de vie au-delà des estimations du fabricant.
BIO DE L'AUTEUR
George Packard est vice-président chargé du marketing à l'Agence européenne pour l'environnement. Soupape GeminiGemini Valve est une entreprise familiale américaine qui fabrique des vannes à boisseau sphérique automatisées et manuelles. Fondée en 1974, Gemini Valve possède des années d'expérience dans la conception et la fabrication de vannes, ce qui lui permet de fournir des solutions fiables pour tout type d'application.
