Vanne à papillons à bride – Valve personnalisée par une fonderie principale

1. Introduction

Une valve à papillon à bride (FBV) est une soupape de virage quart largement reconnu comme le cheval de bataille des systèmes de contrôle des fluides à haute pression et permanents.

Caractérisé par leurs brides intégrales qui se boulaient directement aux brides de pipeline, Ils fournissent un rigide, fuite, et connexion structurellement stable,

un avantage critique sur les valves de style gaufrette (Économie d'espace mais adapté aux tâches à basse pression) et vannes de style verrouille (pression modérée, Souvent pour un service non critique).

Conçu pour pipelines de diamètre moyen à grand, Les vannes à papillon à bride combinent Arrêt serré, fiabilité structurelle, et facilité d'entretien.

En même temps, Leur polyvalence les rend indispensables dans traitement de l'eau, Réseaux de CVC, et traitement industriel général, où leurs conception compacte, rentabilité, et l'adaptabilité entre les plages de pression et de température offrir une valeur opérationnelle à long terme.

2. Qu'est-ce qu'une valve à papillon à bride?

Définition de base et principe de travail

UN vanne à papillons à bride (FBV) est un Rotary de quart de tour soupape Conçu pour réguler ou isoler le débit dans les pipelines.

Sa fonction déterminante est la Bides intégrales, qui boulonner directement aux brides de tuyau (par ANSI B16.5 ou ISO 7005), Création d'un rigide, moulinté, et connexion permanente Convient pour un service à haute pression.

La valve fonctionne sur un principe simple:

• Entièrement ouvert (0°): Le disque est parallèle au flux, Minimiser la perte de pression (généralement 1 à 3 psi pour une valve de 6 pouces à l'écoulement nominal).
• Étranglement (10–80 °): La rotation partielle restreint le flux; Les conceptions de disques excentriques fournissent plus de contrôle de débit linéaire que les types concentriques.
• Entièrement fermé (90°): Le disc presse fermement contre le siège, Atteindre l'arrêt serré. Les FBV sont bidirectionnel, Traiter efficacement les flux vers l'avant et les inverses.

Anatomie d'une valve à papillon à bride

Une valve papillon à bride est conçue pour Contrôle de durabilité et de précision, Comprenant généralement six composants centraux:

Blaquées vs. Wafer vs. Bordereaux de papillon

Le conception de bride intégrale distingue les FBV des types de plaquettes et de pattes, Offrir des avantages uniques pour les applications à haute demande:

3. Variations de conception: Concentrique vs. Vannes à papillons à bride excentriques

Les vannes à papillon à bride sont classées principalement par Alignement des disques et des tiges, un facteur critique influençant cote de pression, Performance d'étanchéité, exigences de couple, et l'adéquation de l'application.

Vannes à papillons à bride concentrique (Conception standard)

Géométrie: Les axes de disque et de tige s'alignent avec le centre d'alésage de la vanne, faire le design concentrique. Pendant l'exploitation, Le siège maintient le contact sur toute la surface du disque.

Métriques de performance:

• Cote de pression: Classe ANSI 150–300 (28–70 bar à 20 ° C)
• Classe de fuite: API 609 Classe IV (≤0,01% du débit nominal pour les liquides)
• Exigence de couple: 60–100 n · m (6-vanne, Siège EPDM)
• Vie de vélo: 10,000–20 000 cycles (Le siège résilient limite la durée de vie)

Avantages:

• Simple, conception rentable
• Entretien facile et remplacement des sièges
• Convient à la température et aux fluides de pression modérés

Limites:

• Le frottement élevé du siège disque réduit l'efficacité
• Pas adapté au service de gaz ou aux applications à haute pression
• Durabilité limitée sous des fluides abrasifs ou à haute température

Applications typiques:

• Systèmes d'eau glacée CVC
• Distribution de l'eau municipale
• Basse pression, services industriels non critiques

Vannes à papillons à bride excentriques (Conception haute performance)

Aperçu: Conceptions excentriques compenser le disque ou la tige, Réduire le frottement du disque à siège et améliorant les performances d'étanchéité.

Ces conceptions sont idéales pour à haute pression, à haute température, et applications de gaz.

Excentrique unique (Disque compensé) Vanne à papillons à bride

Conception: Le centre de disque est décalé de l'axe de la tige, qui minimise le contact avec le siège pendant la rotation, réduire la friction.

Métriques de performance:

• Cote de pression: Classe ANSI 300–600 (70–140 bar)
• Classe de fuite: API 609 Classe V (≤0,001% du flux nominal)
• Exigence de couple: 40–70 n · m (6-vanne, Siège PTFE)- ~ 30% inférieur aux valves concentriques

Applications:

• Traitement de l'eau industrielle
• Lignes d'huile à basse pression
• Applications nécessitant un contrôle de flux modéré avec une efficacité améliorée

Double excentrique (Disque compensé + Tige) Vanne à papillons à bride

Conception: Le centre du disque et l'axe de tige sont compensés par le centre d'alésage. Cela élimine le contact disque jusqu'à 80 à 85% de la fermeture, réduisant considérablement la friction et l'usure.

Métriques de performance:

• Cote de pression: Classe ANSI 600 (140 bar à 20 ° C); jusqu'à la classe 900 avec des sièges métalliques
• Classe de fuite: API 609 Classe VI (≤0,00001% du flux nominal) - Convient au service de gaz, y compris les pipelines de gaz naturel
• Plage de température: -29° C à 482 ° C (sièges métalliques)

Applications:

• Traitement chimique
• Huile & pipelines à gaz
• Systèmes à vapeur
• Des fluides industriels à haute pression nécessitant une fermeture serrée

Triple excentrique (Compenser + Disque effilé) Vanne à papillons à bride

Conception: Ajoute un troisième décalage en introduisant une géométrie du disque conique / effilée, réaliser un joint métal-métal sans avoir besoin d'un siège élastique.

Cette conception permet un opération sous des températures et des pressions extrêmes.

Métriques de performance:

• Cote de pression: Classe ANSI 900 (210 bar à 20 ° C)
• Plage de température: -29° C à 650 ° C (Sièges Stellite® ou Hard Metal)
• Vie de vélo: 50,000–100 000 cycles (durabilité du siège métallique)

Applications:

• Systèmes de refroidissement des véhicules hypersoniques
• Lignes de vapeur surchauffées de la centrale électrique
• Raffinerie Craquelines catalytiques et traitement pétrochimique
• Environnements industriels extrêmes nécessitant une fuite zéro et une longue durée de vie

Résumé:

4. Matériels & Sceau de vanne à papillons à bride

La performance, fiabilité, et la longévité des vannes de papillons à double bride (FBV) sont fortement influencés par sélection des matériaux pour le corps, disque, tige, et des éléments de scellage.

Les matériaux appropriés assurent la compatibilité avec le fluide, résistance à la corrosion, manipulation à haute pression, et aptitude aux températures extrêmes.

Matériaux du corps

Le corps de la valve est la limite de pression principale et doit résister contrainte mécanique, pression interne, et corrosion environnementale. Les matériaux corporels communs comprennent:

Matériaux de disque

Le disque est directement exposé au flux et gère souvent abrasif, érosif, ou fluides corrosifs. La sélection est basée sur résistance mécanique, résistance à la corrosion, et la compatibilité de scellement:

• 316 Acier inoxydable: Largement utilisé pour les produits chimiques à usage général, eau, et applications à vapeur.
• Hastelloy C276: Résistant à l'oxydation et à la réduction des produits chimiques; adapté aux acides agressifs.
• Fer ductile avec revêtement PTFE: Faible friction, Option résistante à la corrosion pour l'eau et les produits chimiques légers.
• Stellites®-Disques: Applications à haute température et à haute teneur, y compris la vapeur surchauffée et la pétrochimie.

Note de conception: Le disque peut être concentrique, excentrique, ou triple offset, avec un revêtement en métal ou résilient pour améliorer le scellement et réduire l'usure.

Matériaux de tige

La tige transmet le couple de l'actionneur ou du travail main au disque et est exposé à contrainte mécanique, pression, et contact fluide. Matériaux communs:

Matériaux de siège et types de joint

Le Le siège forme l'interface d'étanchéité critique avec le disque, Déterminer la classe de fuite, exigence de couple, et la vie de service. La sélection dépend de type de fluide, pression, et la température.

Joints et interfaces d'actionneur

• Joints de bride: Graphite, PTFE, ou les joints en nitrile assurent Connexions de bride à l'épreuve des fuites entre la valve et le pipeline.
• Sceaux d'actionneur: Les joints toriques ou les bagues PTFE empêchent fuite de fluide le long de la tige Tout en permettant un transfert de couple lisse.

5. Fabrication & Méthodes de fonderie des vannes à papillons à bride

La production de vannes à papillons à bride (FBV) nécessite une haute précision, Matériaux robustes, et stricte adhésion aux normes internationales telles que l'API 609, OIN 5752, et ANSI B16.5.

Vannes conçues pour les applications à haute pression et haute performance - comme l'huile & pipelines à gaz, usines chimiques, et production d'électricité - doit exposer précision dimensionnelle, intégrité structurelle, et les performances étanches à la fuite.

Casting des composants de vanne papillon

La coulée est la principale méthode pour façonner les corps de vanne et les disques, Permettre des géométries complexes et une production rentable. Pour les grandes vannes (généralement sur 12 pouces), moulage au sable est largement utilisé.

Dans ce processus, métal fondu (1450–1550 ° C) est versé dans des moules de sable liés à la résine.

La coulée de sable offre des tolérances autour de ± 0,5 mm, Le faire adapté à l'acier au carbone ou à des soupapes en fer ductile utilisées dans l'eau municipale ou les pipelines industriels à basse pression.

Pour les valves de petites à moyennes (2–12 pouces) nécessitant une précision dimensionnelle élevée et une résistance à la corrosion, moulage de précision (Méthode de cire perdue) est employé. Les motifs de cire sont recouverts de coquilles en céramique, fondu, et remplacé par du métal fondu.

Cette méthode atteint des tolérances étroites (± 0,1 mm) et surfaces lisses, Permettre des fonctionnalités précises telles que les doubles hubs à disques excentriques.
La coulée d'investissement est idéale pour l'acier inoxydable 316L, Hastelloy, ou d'autres alliages résistants à la corrosion.

Forgeage: Composants à haute résistance

Le forgeage est la méthode préférée pour critique, composants à haute pression comme les corps, brise, et les tiges, car il produit une structure de grains supérieure et une résistance à la traction plus élevée.

Métal chauffé (1100–1200 ° C) est façonné sous des presses ou des matrices hydrauliques, résultant en 20 à 30% de parties plus fortes que les pièces moulées équivalentes.

Les composants forgés sont généralement utilisés dans la classe ANSI 600 ou des soupapes plus élevées pour l'huile & pipelines à gaz, centrales électriques, et autres applications industrielles exigeantes.

Les méthodes de forgeage incluent le forgeage ouvert pour les grandes pièces personnalisées, Forge en die fermée pour des composants de taille moyenne avec des dimensions précises, et bouleversé forger pour renforcer les jonctions critiques comme les hubs à disque.

Usinage: Finition de précision

Après le casting ou le forge, Usinage CNC assure une précision dimensionnelle élevée, état de surface, et un bon alignement:

• Visages de la bride sont broyés pour atteindre la planéité à l'intérieur 0.1 Alignement MM et trou du boulon par ANSI B16.5 Normes, Assurer des connexions sans fuite.
• Alésages sont perfectionnés ou usinés à RA de 1,6 à 3,2 μm pour permettre une liaison de siège appropriée et un étanchéité efficace.
• Disques et centres, en particulier les conceptions excentriques, sont finis avec un fraisage CNC à 5 axes pour maintenir la planéité à l'intérieur 0.05 mm pour l'arrêt serré.
• Tiges et roulements sont tournés et fraisés avec précision pour garantir une rotation lisse et un transfert de couple correct.

Traitement thermique: Propriétés mécaniques et corrosion

Le traitement thermique améliore la force, dureté, et résistance à la corrosion en fonction du matériau utilisé:

• Acier au carbone (WCB): Éteint à 850 ° C et trempé à 650 ° C pour atteindre la résistance à la traction ≥485 MPa.
• 316L acier inoxydable: Recouvert de solution à 1050–1100 ° C suivi d'une extinction de l'eau pour restaurer la résistance à la corrosion et homogénéiser la microstructure.
• Duplex 2205: Recouvert de solution à 1020–1080 ° C pour atteindre un rapport austénite / ferrite équilibré (50:50), Optimisation à la fois la résistance et la résistance à la corrosion.

Traitement de surface: Longévité & Résistance à la corrosion

La finition de surface assure la durabilité dans des environnements difficiles:

• Passivation pour l'acier inoxydable 316L améliore la couche d'oxyde de chrome naturel, améliorer la résistance à la corrosion 20%.
• Revêtements époxy de 100 à 150 μm Protéger les corps en acier en carbone dans l'huile & Pipeaux de gaz du sol et de la corrosion atmosphérique.
• Électropolissage est utilisé dans les applications sanitaires (nourriture, boisson, médicaments) Pour atteindre RA ≤ 0,8 μm, Élimination des crevasses microscopiques et des zones mortes bactériennes.

Assemblée & Assurance qualité

Après l'usinage et le traitement de surface, les vannes subissent un assemblage et un contrôle de qualité rigoureux:

• Intégration des sièges et du disque: Les sièges sont collés ou pressés, et les disques excentriques sont soigneusement alignés pour une fermeture précise.
• Installation de la tige: Roulements, emballage, et les joints toriques sont installés, et le couple est vérifié.
• Tests hydrostatiques ou pneumatiques: Confirme les performances étanches à la fuite sous pression de conception.
• Contrôles non destructifs (CND): Des méthodes telles que les rayons X, ultrasonique, ou les inspections pénétrantes du colorant détectent les défauts internes.
• Étalonnage de l'actionneur: Manuel, électrique, pneumatique, ou les actionneurs hydrauliques sont testés pour la précision du couple et des accidents vasculaires cérébraux.

6. Notes de pression, Tailles & Normes

Vannes à papillons à bride (FBV) sont conçus pour la fiabilité sur un large éventail de pressions, tailles, et normes industrielles.

Une bonne sélection assure la sécurité, performance à long terme, et compatibilité avec les systèmes de pipeline.

Notes de pression

Tailles standard

Dimensions face à face: Généralement conforme à l'ISO 5752 Série 10 ou API 609 pour une interchangeabilité facile.

Normes clés & Certifications

7. Actionnement & Systèmes de contrôle

Les vannes à papillon à bride sont dispositifs de tournage nécessitant des actionneurs capables de rotation de 90 °.

La sélection de l'actionneur dépend de la taille de la vanne, exigence de couple, type de fluide, et contrôler la sophistication.

Types et spécifications d'actionneur communs

Accessoires clés pour un contrôle amélioré

• Positionneurs: Fournir un contrôle modulant précis (± 0,5% de précision), crucial pour les applications comme l'eau glacée CVAC, dosage chimique, ou lignes de processus industriels.
• Interrupteurs de couple: Protégez le disque et le siège de la sur-torquante, Empêcher une usure prématurée ou des dommages.
• Déterminer les commutateurs: Fournir des commentaires en position ouverte / fermée aux systèmes SCADA ou DCS pour la surveillance à distance et les protocoles de sécurité automatisés.
• Vannes d'électricité & Filtres à air (pour les actionneurs pneumatiques): Assurer rapidement, actionnement fiable tout en protégeant les composants de l'actionneur interne des contaminants.

8. Géométrie d'extrémité à bride & Interface

Le conception de l'extrémité à bride est la caractéristique déterminante des vannes de bride papillon, assurer un rigide, sécurisé, et connexion étanche aux systèmes de pipeline.

La géométrie est standardisée à l'échelle mondiale pour permettre une interchangeabilité complète entre les fabricants.

Normes de bride & Compatibilité

Les vannes à papillon à bride sont usinées pour faire correspondre les brides de pipeline dimensions, motifs de trou de boulon, et les notes de pression. Les normes les plus courantes incluent:

Géométrie dimensionnelle

La géométrie à l'extrémité à bride comprend généralement:

• Visage surélevé (FR): Surface d'étanchéité standard, 2–6 mm de zone surélevée autour de l'alésage, Assure une compression de joint égale.
• Face plate (Ff): Utilisé avec des pipelines en fonte pour éviter les brides de sur-stressage.
• Joint de type anneau (Rtj): Raintes usinées pour les joints métalliques, Adapté aux services à haute pression / à haute température (jusqu'à 210 bar, 650°C).

9. Applications industrielles des vannes à papillons à bride

Les vannes à papillon à bride sont polyvalent, Vannes de virage à quart hautement performance widely used across industrial sectors due to their reliability, conception compacte, and adaptability to a broad range of pressures, températures, and fluids.

Traitement de l'eau et des eaux usées

• Application: Flow isolation, dosage chimique, and backwashing systems.
• Avantages: Arrêt serré, low-pressure drop, corrosion-resistant seats for treated water or chemical additives.
• Exemple: Municipal water distribution networks employ butterfly flange valves for diameters exceeding 12 pouces, ensuring maintenance-friendly operation.

Industrie pétrolière et gazière

• Application: Crude oil pipelines, produits raffinés, distribution de gaz, and offshore platforms.
• Avantages: High-pressure tolerance (Classe ANSI 600 et au-dessus), capacité de flux bidirectionnelle, compatibility with hydrocarbons and corrosive fluids.
• Exemple: Double or triple eccentric flanged butterfly valves control oil and gas pipelines where minimal leakage and high reliability are mandatory.

Production d'énergie

• Application: Vapeur, eau de refroidissement, and feedwater systems in thermal and nuclear plants.
• Avantages: Tolérance à haute température, tight sealing for steam lines, rapid quarter-turn actuation for safety.
• Exemple: Triple eccentric butterfly flange valves handle superheated steam at 482°C in power plant feedwater lines.

Traitement chimique et pétrochimique

• Application: Produits chimiques agressifs, acides, and high-temperature processes.
• Avantages: Polyvalence des matériaux (316L, Hastelloy, Duplex 2205), étranglement précis, minimal friction for controlled flow.
• Exemple: Eccentric flanged butterfly valves with metal seats prevent leakage in sulfuric acid or caustic soda lines.

Chauffage, Ventilation, et climatisation (CVC) et systèmes industriels réfrigérés / eau chaude

• Application: Flow regulation in chilled water loops, cooling towers, and heating systems.
• Avantages: Rentable, léger, low-pressure rating suitable for non-critical applications, entretien facile.
• Exemple: Concentric butterfly flange valves regulate building-wide chilled water distribution efficiently.

Nourriture, Boisson, et industries pharmaceutiques

• Application: Sanitary processing lines, CIP (Nettoyage sur place) systèmes.
• Avantages: Electropolished stainless steel, FDA-approved seats, smooth surfaces eliminate bacterial growth zones.
• Exemple: Flanged butterfly valves with EPDM or PTFE seals ensure hygienic flow control in beverage bottling plants.

Exploitation minière et manipulation de la suspension

• Application: Tailings pipelines, transport de suspension, and water control.
• Avantages: Robust construction, disques et sièges résistants à l'abrasion, Compatibilité avec les liquides visqueux ou chargés de particules.
• Exemple: Vanne papillon à bride double en acier au carbone avec sièges durcis avec des boues minérales sans usure rapide.

10. Comparaison avec d'autres vannes

11. Conclusion

Le vanne à papillons à bride est une solution polyvalente et rentable pour le contrôle du fluide, Offrir un équilibre de conception compacte, capacité de débit, et scellage fiable.

Son adaptabilité à différents matériaux, cours de pression, et les méthodes d'actionnement le rend indispensable dans tous les industries allant de l'eau municipale aux pétrochimiques.

Pour les ingénieurs et les équipes d'approvisionnement, La sélection du bon FBV implique d'évaluer compatibilité des médias, conditions de fonctionnement, métriques de performance, et les coûts du cycle de vie.

Avec des progrès continus dans les matériaux et l'automatisation, Les vannes à papillon à bride resteront la pierre angulaire du contrôle du débit industriel.

Vannes personnalisées de Deze Foundry

Des usines de traitement de l'eau et des systèmes de CVC à l'huile & pipelines à gaz, réacteurs chimiques, et réseaux de production d'électricité, Les vannes à papillon à bride offrent une régulation précise du débit et un arrêt serré dans des conditions exigeantes.

Leur opération de virage en quarts, structure compacte, et de larges options de matériaux permettent une personnalisation pour des liquides spécifiques, pressions, et les températures.

En tant que fonderie et fournisseur professionnel, nous fournissons Vannes à brinfly à brillons à bride sur mesure et composants de la précision, RÉVEIONNE (API, OIN, Ansi) tout en assurant des performances rentables.

Si votre projet nécessite un service à haute pression de grand diamètre, alliages résistants à la corrosion, ou des conceptions optimisées pour l'efficacité de la maintenance, Notre expertise manufacturière assure des solutions fiables adaptées à votre industrie.

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FAQ

Les vannes à papillon à bride peuvent gérer le service de gaz à haute pression?

OUI - Vannes à bride excentriques doubles / triples avec sièges métalliques (API 609 Fuite de classe VI) et les notes ANSI Class 300–900 conviennent au gaz à haute pression (par ex., gaz naturel, azote).

Assurer la conformité à l'ISO 15848-1 Classe AH pour les émissions fugitives faibles.

Quelle est la taille maximale d'une valve à papillon à bride?

La plupart des fabricants offrent des vannes à papillons à bride jusqu'à 48 pouces (1200 mm) de diamètre, Convient aux grandes usines de traitement de l'eau et à l'huile & pipelines à gaz.

Les conceptions personnalisées peuvent atteindre 60 pouces (1500 mm) pour des applications spécialisées.

Comment empêcher la fuite de joint de bride?

Utilisez des joints compatibles avec le fluide / la température (par ex., graphite pour vapeur, PTFE pour les produits chimiques); serrer les boulons dans un motif entrecroisé (par ASME PCC-1) à un couple uniforme (par ex., 70 N · M pour ANSI 6 pouces 300 brise); remplacer les joints chaque année.

Sont des vannes à papillon à bride adaptées au service sanitaire?

OUI - Sélectionnez des corps 316L avec des surfaces électropolies (RA ≤0,8 μm), Sièges PTFE, et les brides tri-clamps (3-A / EHEDG conforme).

Ces valves sont utilisées dans les produits laitiers, boisson, et fabrication pharmaceutique.

Quelle est la différence entre la classe ANSI 300 et 600 vannes à bride?

Classe ANSI 300 les soupapes manipulent jusqu'à 70 bar (20°C), Pendant la classe 600 s'occuper de 140 bar (20°C).

Classe 600 les vannes ont des corps plus épais (20–30 mm vs. 15–20 mm pour la classe 300) et les brides plus fortes, Les rendre adaptés aux applications à haute pression comme les raffineries et les pipelines offshore.