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Vanne de porte: Espèces, Performance & Applications

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1. Introduction

UN vanne de porte est un linéaire, Vanne marche / arrêt conçue pour ouvrir complètement ou fermer complètement l'écoulement de fluide à travers un pipeline.

Il utilise une porte coulissante (ou coin) qui se déplace perpendiculairement au chemin d'écoulement, offrant une obstruction minimale lorsqu'elle est entièrement ouverte et étanche serrée lorsqu'elle est fermée.

Contrairement aux valves de la limitation, Les soupapes de porte ne sont pas destinées à la régulation des débits mais à des fins d'isolement.

Développement et évolution historiques

Les soupapes de porte remontent aux applications à vapeur précoces dans les années 1800.

À mesure que les systèmes industriels augmentaient en complexité et en échelle, Les soupapes de la porte ont évolué - des corps en fonte et des coins fabriqués à la main aux conceptions d'alliages hautes performances avec des sièges de précision.

La fabrication moderne et la science des matériaux ont activé des vannes qui résistent aux pressions extrêmes (> 250 bar) et les températures (–196 ° C à 600 ° C), Servir de l'huile exigeante & gaz, pouvoir, et processus chimiques.

2. Qu'est-ce qu'une vanne de porte?

UN grille soupape est une vanne fermée complète qui utilise une porte métallique (ou coin) Pour bloquer le flux de fluide.

Dans sa position entièrement ouverte, La porte se retire entièrement du chemin d'écoulement, Création d'un passage égal de diamètre à l'alésage du pipeline.

Vanne de porte
Vanne de porte

Cette configuration «directe» minimise la résistance au débit et la perte de pression, Faire des soupapes de porte idéalement adaptées aux applications où la capacité d'écoulement maximale et le ΔP minimal sont critiques.

Les soupapes de porte sont fabriquées dans des tailles de DN 10 (¾ ”) à dn 2000 (80″) et des cours de pression allant de la classe 125 (≈ 19 bar) jusqu'à la classe 2500 (≈ 413 bar).

Attributs clés:

  • Service marche / arrêt uniquement: Pas destiné à la limitation; Les coups partiels peuvent provoquer une érosion des sièges.
  • Isolement bidirectionnel: Fournit une étanchéité tout aussi serrée si le débit est en amont ou en aval.
  • Indication de position visuelle: Ris à la montagne et OS&Les conceptions y permettent aux opérateurs de voir en un coup d'œil si la vanne est ouverte ou fermée.

Principe de fonctionnement

Mécanique des portes et des sièges

Le fonctionnement d'une soupape de grille est basé sur l'interaction entre la porte et les sièges dans le corps de la vanne.

Lorsque la valve est fermée, La porte descend et siège contre deux surfaces d'étanchéité (sièges) dans le corps de la valve.

Dans les portes de type coin, La forme conique de la porte l'offre étroitement contre les sièges lorsqu'il se déplace vers le bas, Créer un sceau.

Principe de fonctionnement de la vanne de porte
Principe de fonctionnement de la vanne de porte

Les portes de type parallèle reposent sur la pression du fluide ou une force externe pour appuyer sur la porte contre les sièges.

Lorsque la valve est ouverte, La porte est retirée du chemin d'écoulement, Permettre au fluide de passer à travers la valve avec une obstruction minimale.

Caractéristiques de contrôle des flux

En position entièrement ouverte, Les soupapes de porte offrent un chemin d'écoulement droit, résultant en une goutte à très basse pression.

Cela les rend idéaux pour les applications où le maintien de débit élevés avec une perte d'énergie minimale est crucial, comme dans les pipelines longue distance.

Cependant, Les soupapes de porte ne conviennent pas aux applications de la limitation.

Lorsqu'il est partiellement ouvert, La porte crée un passage étroit pour le fluide, ce qui peut provoquer un flux à grande vitesse, turbulence, et une usure excessive sur la porte et les sièges.

Cela peut entraîner du bruit, vibration, et une durée de vie de valve raccourcie. Par conséquent, Les soupapes de porte sont principalement utilisées pour le service on-off plutôt que pour réguler continuellement les débits.

3. Conception et construction d'une vanne de porte

La fiabilité et la longévité d'une valve de porte charnière sur la conception méticuleuse de ses composants, Sélection de matières judicieuses, et des méthodes de connexion finale appropriées.

Composants clés

Composant Fonction & Caractéristiques
Corps Abrite des pièces internes et soutient la pression des lignes. Généralement coulé ou forgé; L'épaisseur de la paroi du corps suit ASME B16.34 pour résister à la classe 2500 (≈ 413 bar).
Bonnet Couvre et scelle la chambre du corps. Le joint de bonnet à corps peut être boulonné, fileté, ou soudé. Donne accès à la maintenance.
Grille (Disque) La barrière en mouvement. Les conceptions incluent un coin solide, coin flexible (Coupes axiales pour absorber l'expansion thermique), et coin partagé (Deux moitiés indépendantes pour l'auto-alignement).
Sièges Surfaces maîtresses de précision sur lesquelles la porte scelle. Peut faire partie intégrante (métal-métal) ou anneaux doux remplaçables (PTFE, nickel).
Tige Transmet le mouvement de l'actionneur en porte. Communément 20 MNV6 ou acier inoxydable pour une résistance à la corrosion. Normes de fil (par ex., Acme ou trapézoïdal) Assurer un voyage en douceur.
Emballage & Glande Sceller autour de la tige. Les emballages de graphite ou de PTFE atteignent des taux de fuite ≤ 10⁻⁶ m³ / s; Emballage de compression des écrous de glande uniformément. Re-compacking périodique restaure l'intégrité du sceau.
Roue à main / actionneur Convertit les entrées manuelles ou à distance en mouvement de la porte. Les actionneurs électriques fournissent jusqu'à 10 000 Couple NM pour DN > 300 mm ou classe 1500+ vannes.

Sélection des matériaux

Le choix du matériau est entraîné par la pression, température, chimie fluide, et le coût. Vous trouverez ci-dessous un résumé des matériaux communs et de leurs enveloppes de service:

Vannes de grille en acier inoxydable
Vannes de grille en acier inoxydable
Matériel Applications typiques Plage de température Résistance à la corrosion
Fonte (DANS 1561) Eau, vapeur à basse pression –10 ° C à 150 °C Modéré; pas adapté aux milieux acides / alcalins
Acier au carbone (A216 WCB) Huile & gaz, vapeur industrielle générale –29 ° C à 425 °C Bien; sensible à la corrosion de co₂ / h₂s à moins d'être enduit
Acier inoxydable (304/316) Nourriture, pharmaceutique, eau de mer –196 ° C à 550 °C Excellent; résiste à un large éventail de produits chimiques
Aciers alliés (WC6 / CRMO) Vapeur à haute température, pétrochimique 450 ° C à 600 °C Haute résistance; Résiste du fluage et de la sulfuration
Duplex / super duplex SS Huile offshore & gaz, chlorures –50 ° C à 300 °C Résistance exceptionnelle à la corrosion des piqûres et des contraintes
Plastiques (PVC / CPVC / PP) Acides, caustiques, eau à faible température 0 ° C à 65 °C Bon pour les acides / bases forts; Plage de température limitée

Connexions de fin (à bride, fileté, soudage)

À bride

Les connexions à bride sont la norme de l'industrie pour les vannes de porte.

Chaque fin de soupape dispose d'un plat, bride circulaire qui s'accouple à une bride correspondante sur le pipeline via des boulons et des joints.

Cet arrangement offre un joint de fuite capable de résister à des pressions et des températures élevées, tout en permettant une installation et une suppression rapides pour l'entretien ou l'inspection.

Enfilé

Extrémités filetées - soit interne (femelle) ou externe (mâle)- sont communs sur les vannes à petites reprises (généralement ≤ dn 50). Ils offrent rapidement, Make-up simple sans avoir besoin de joints ou de boulonnages.

Cependant, Leur enveloppe de service est limitée: Les connexions du thread peuvent se desserrer ou fuir sous des charges cycliques, températures extrêmes, ou balançoires à haute pression, et ne sont donc pas adaptés aux systèmes critiques ou à haute pression.

Soudé

Le soudage fusionne en permanence la valve vers le pipeline, soit via Socket-Weld (pour ≤ dn 50) ou Butt-Weld (pour des tailles plus grandes).

Cette méthode produit un, Joint à haut-lead zéro idéal pour la basse pression, à haute température, ou services critiques de sécurité.

Le compromis est la complexité de maintenance: Le retrait nécessite généralement de couper et de redémarrer le pipeline.

Variations de la tige: Rising vs. tige de non-nage; vis extérieure & joug (OS&Oui)

Syme en plein essor vs. Non-semestre

  • Ascenseur: Le thread de tige engage la porte, Ainsi, à mesure que la valve ouvre la tige s'étend visiblement au-dessus du capot.
    Cela fournit un sans ambiguïté, Indication en quelque sorte de la position de la vanne - Valeur dans les grandes installations ou lorsque des vérifications d'état rapides sont requises.
  • Non-semestre: La tige reste à une hauteur fixe et tourne dans le capot; La porte se déplace en interne.
    Ce design compact convient aux espaces confinés ou à la tuyauterie aérienne, Éliminer les problèmes de dégagement et protéger la tige des risques externes.

Vis extérieure & Joug (OS&Oui)

OS&Les vannes Y sont un sous-type de conception de la montagne dans laquelle les filetages à vis restent externes à la limite de pression, soutenu par un joug soudé. Les avantages incluent:

  • Maintenance accessible: Les fils exposés restent propres et lubrifiés, simplifier le remplacement et la lubrification de l'emballage.
  • Indication de position claire: Le voyage à vis exposé correspond directement à la position de la porte.
  • Capacité à haute pression: Généralement spécifié pour le grand diamètre ou la classe 600+ installations où fiable, L'isolement visible est critique.

4. Types et classification de la vanne de porte

Les soupapes de porte sont conçues dans diverses configurations pour convenir à une pression variable, température, et les caractéristiques des médias.

Basé sur la conception du corps et du disque

Les soupapes de porte diffèrent principalement de la géométrie et de la construction de leur disque (grille) Et comment ce disque interagit avec les sièges du corps.

Vanne de porte de coin solide
Vanne de porte de coin solide

Solide (Rigide) Vanne de porte de coin

  • Géométrie: Célibataire, disque effilé usiné avec un angle de cône de 3 ° à 5 °.
  • Mécanisme d'étanchéité: Contact métal-à métal alors que le disque coincé est forcé dans les sièges effilés assortis.
  • Points forts:
    • Durabilité exceptionnelle dans les services à température constante.
    • La conception la plus simple donne le moins de chemins de fuite et le coût de fabrication le plus bas.
  • Limites:
    • Sensible à la liaison ou au brouillage face à une expansion thermique ou à un désalignement de siège; Le couple d'actionnement peut augmenter jusqu'à 30 %.
    • Pas idéal pour le cyclisme thermique fréquent.

Vanne de porte de coin flexible

  • Géométrie: Disque en une pièce avec une ou plusieurs machines à sous axiales (généralement 1 à 2 coupes) lui permettant de fléchir de 0,5 à 1 mm.
  • Mécanisme d'étanchéité: Les faces effilées maintiennent un contact complet même sous une expansion différentielle entre le disque et le corps.
  • Points forts:
    • Compense automatiquement le désalignement du siège ou la distorsion des fluctuations de la température (± 50 °C).
    • Maintient une pression d'étanchéité uniforme, Réduire le risque de fuite sous le cycle thermique.
  • Limites:
    • Coûts de matériaux et d'usinage légèrement plus élevés (environ 10 à 15 % Premium par rapport aux coins solides).
    • La fatigue de flexion doit être prise en compte dans des applications à cycle très élevé.

Diviser (Double) Vanne de porte de coin

  • Géométrie: Deux demi-disques indépendants liés à un printemps, épingle, ou tie-ri.
  • Mécanisme d'étanchéité: Chaque moitié s'aligne indépendamment à son siège respectif, Assurer un contact métal-métal uniforme.
  • Points forts:
    • Tolérant les imperfections et désalignement des sièges jusqu'à 1 mm sans compromettre le sceau.
    • Idéal pour la haute pression (Classe 600–1500) et des environnements à haute vibration où les coins rigides peuvent brouiller.
  • Limites:
    • Nombre de pièces et complexité accrue; Les stocks de rechange et le temps de maintenance peuvent doubler.
    • Les composants de printemps ou de broches introduisent des points d'usure potentiels supplémentaires.

Vanne de porte de glissière parallèle

  • Géométrie: Plat, faces parallèles sur le disque; Pas de cône inhérent.
  • Mécanisme d'étanchéité: Les ressorts externes ou la pression du système poussent le disque sur le siège en aval; Une épaule usinée empêche souvent le voyageur.
  • Points forts:
    • Force de siège uniforme sur toute la face du disque, Quelle que soit la position de la porte, Réduire le stress et l'usure localisés.
    • Bien adapté aux services abrasifs ou de suspension, À mesure que les forces de coin inférieures minimisent l'incorporation des particules et les forfaits.
  • Limites:
    • Nécessite du matériel auxiliaire (Springs ou ports de bilan de pression), Ajouter le coût et les chemins de fuite potentiels.
    • L'intégrité d'étanchéité dépend de la force printanier ou d'une pression différentielle suffisante; peut ne pas sceller de manière fiable à des pressions très basse.

Basé sur les notes de pression-température

Les soupapes de porte doivent être spécifiées pour correspondre à la fois à la pression de fonctionnement maximale et à la température du système.

Vannes de porte de coin réside
Vannes de porte de coin réside

Les normes définissent des «classes» ou des «évaluations» discrètes qui garantissent la capacité de pression d'une vanne à une température de référence (généralement 38 °C), avec une enveloppe de pression-température admissible au-delà de ce point.

La sélection de la bonne note garantit la sécurité, Performances sans fuite dans toutes les conditions de service attendues.

Normes de notation communes

Standard Désignation Pression @ 38 °C Plage de températures. Matériaux typiques
ANSI / ASME B16.34 Classe 150 ≤ 19 bar –29 ° C à 425 ° C² WCB, CF8M, WC6
Classe 300 ≤ 51 bar –29 ° C à 425 ° C² WCB, CF8M, WC6
Classe 600 ≤ 124 bar –29 ° C à 425 ° C² WCB, WC6, CRMO
Classe 900 ≤ 196 bar –29 ° C à 550 ° C³ WC6, CRMO
Classe 1500 ≤ 258 bar –29 ° C à 550 ° C³ WC6, CRMO, Alliage 625
Classe 2500 ≤ 413 bar –29 ° C à 550 ° C³ Alliage 625, Duplex SS
OIN 5208 / De PN Pn 6 ≤ 6 bar 0 ° C à 120 °C Fer à fonte ductile, PVC
Pn 10 ≤ 10 bar 0 ° C à 120 °C Fer à fonte ductile, PP
Pn 16 ≤ 16 bar –10 ° C à 150 °C Fonte, WCB
Pn 25 ≤ 25 bar –10 ° C à 200 °C WCB, WC6
Pn 40 ≤ 40 bar –10 ° C à 225 °C WC6, CRMO

Vannes de porte spéciale

Vanne de porte à vide ultra élevée
Vanne de porte à vide ultra élevée

Vannes de porte cryogénique

  • Caractéristiques de conception: Bonnets allongés (jusqu'à 2 × hauteur de soupape) à isoler l'emballage à partir de –196 ° C cryogen; alliages à basse température (A351 CF8M, ASTM A182 F304L).
  • Données clés: Fuite ≤ 1 × 10⁻7 m³ / s; allocations de contraction thermique jusqu'à 2 mm.
  • Cas d'utilisation: Traitement du GNL, distribution de gaz industriel.

Vannes de porte à haute température

  • Caractéristiques de conception: Corps en alliage WC6 ou CRMO, Emballages graphite / métalliques évalués à 600 °C, vestes à vapeur en option.
  • Données clés: Force de fluage ≥ 30 MPA à 550 °C; Classe IV de fuite de siège (≤ 0.1 % capacité) à des températures élevées.
  • Cas d'utilisation: Lignes de vapeur surchauffées, fours de raffinerie.

Vannes abrasives et lisan

  • Caractéristiques de conception: Garnitures au visage dur (stellite, Superpositions WC - Co), doublures en céramique / PU, Anneaux de siège sacrificiels remplaçables en moins d'une heure.
  • Données clés: Taux d'érosion < 0.05 mm / an à 10 vitesse de suspension m / s; amélioration de la vie > 5× TRIMES SUR LES NON FORCE.
  • Cas d'utilisation: Résidus, pulpe & lignes de stock, eau chargée de sable.

Résistant à la corrosion / Vannes doublées

  • Caractéristiques de conception: Ptfe / fep remonter à 3 mm d'épaisseur, pièces mouillées en acier inoxydable ou hastelloy, Emballage à double lippe pour gérer les produits chimiques agressifs.
  • Données clés: Compatibilité avec 98 % H₂so₄, 50 % Naoh; Taux de fuite ≤ 1 × 10⁻6 m³ / s.
  • Cas d'utilisation: Dosage acide / caustique, service de chlore, lignes CIP pharmaceutiques.

Vannes de porte é-équilibrées

  • Caractéristiques de conception: Les canaux de contournement internes égalisent la pression sur le disque; Les conceptions de disques équilibrées réduisent les forces de fermeture déséquilibrées de 60–80 %.
  • Données clés: Réduction du couple d'actionnement de 5 000 Nm à 1 000 NM sur un DN 600 Classe 900 soupape.
  • Cas d'utilisation: MAINS D'EAU DE GRAND-DIAMETER, pipelines d'hydrocarbures à haute pression.

5. Paramètres de performance de la vanne de porte

Sélection et charnière de dimensionnement de la gate-valve sur trois mesures de performance clés: Combien de flux ils passent (CV et chute de pression),

À quel point ils scellent (classe de fuite), et combien de force ou de couple est nécessaire pour les faire fonctionner (exigences d'actionnement).

Vanne de grille de fer ductile
Vanne de grille de fer ductile

Chute de pression et coefficient d'écoulement (Cv)

Coefficient d'écoulement (Cv):

Défini comme le nombre de États-Unis. gallons par minute (GPM) de l'eau à 60 ° F qui passera à travers la valve avec un 1 PSI PRESSION DROPT.

Valeurs CV typiques:

Vanne (DN / IN) Kv (m³/heure) Cv (gpm / ps ^ ½)
DN 50 (2″) 50–70 60–85
DN 100 (4″) 200–240 240–290
DN 200 (8″) 800–1 000 960–1 200
DN 300 (12″) 2 500–3 000 3 000–3 600

Chute de pression:

Les soupapes de porte sont à fond à part entière, donc le coefficient de tête de la tête (K) en position entièrement ouverte est très faible - généralement 0,03 à 0,08.

Par exemple, A DN 100 Valve passant 20 m³ / h d'eau donne Δp ≈ 0.05 bar. Le faible ΔP minimise l'énergie de pompage et les coûts opérationnels dans les systèmes de gros pipelines.

Tarifs de fuite et classe de tension

Cours de fuite ANSI / FCI 70‑2:

Classe Fuite maximale (% de capacité de valve par minute)
Classe I ≤ 10 %
Classe II ≤ 1 %
Classe III ≤ 0.1 %
Classe IV ≤ 0.01 %
Classe V ≤ 0.001 %
Classe VI ≤ 0.00001 %
  • Classe IV - nous Les vannes sont utilisées pour les services critiques (par ex., isolement à la vapeur, liquides toxiques ou dangereux).
  • API 598 Test:
    • Test de coquille: Corps de valve sous pression à 1,5 × pression nominale, Aucune fuite autorisée.
    • Test de place: Valve fermée contre la pression nominale (côté amont), avec des fuites admissibles par classe ANSI / FCI (eau ou air).

Vs-Soft-Seat. En métal:

  • Sièges mous (PTFE, élastomères) Atteignez souvent l'étanchéité de la classe VI à des températures basses à modérées (< 200 °C).
  • Sièges métalliques compter sur l'usinage précis et la pression de ligne pour sceller, Généralement la classe IV dans un service à haute température.

Méthodes de couple et d'actionnement opérationnelles

  • Opération manuelle (Roue à main):
    • Augmentation du couple requise avec la taille de la valve, classe de pression, et étanchéité des sièges.
    • Torques manuelles typiques:
Vanne (DN) Classe 150 Couple (Nm) Classe 600 Couple (Nm)
DN 50 15–30 30–60
DN 200 150–250 300–450
DN 600 800–1 200 2000–3000
  • Actionneurs électriques:
    • Fournir un contrôle précis et un couple jusqu'à ~ 10 000 NM pour les vannes de grande pression ou à haute pression.
    • Les fonctionnalités incluent le couple / la rétroaction de position, vitesse variable, et intégration avec DCS / SCADA.
  • Actionneurs pneumatiques:
    • Utilisez de l'air comprimé (4–8 Bar Supply) pour conduire un piston ou un diaphragme, offrant un fonctionnement à grande vitesse et des couples jusqu'à ~ 5 000 Nm.
    • Commun dans les conceptions de sécurité (printemps) pour une fermeture d'urgence.
  • Actionneurs hydrauliques:
    • Employer du liquide incompressible pour générer des couples très élevés (5 000–20 000 Nm) et cyclisme rapide dans des conditions extrêmes.
    • Adapté aux installations à distance ou offshore où l'électricité ou la puissance d'air peut être limitée.

6. Applications dans tous les secteurs

Isolement robuste des vannes de la porte, scellage bidirectionnel, et une résistance minimale à l'écoulement les rendent indispensables dans un large éventail d'industries des processus.

Pièces de soupape de porte
Pièces de soupape de porte

Huile & Gaz

En amont:

  • Isolement de la tête de puits: Vannes de porte (DN 50 - DN 150; Classe 1500–2500) Fournir une fermeture positive sur les arbres de Noël et les collecteurs d'étranglement, gérer les pressions jusqu'à 345 BAR ET SERVICE SOUR (H₂s) conditions.
  • Contrôle du liquide de forage: Tailles dn 25 - dn 100 avec des disques flexibles, régulent les retours de boue et protéger les pompes du reflux.

Au milieu:

  • Blocs de pipeline: DN à grande blindage 600 - DN 1200 Classe 600 Les vannes isolent des sections de pipeline de 20 à 50 km pour l'entretien ou le coching.
    Valve CV dépasse souvent 3 000 Pour accueillir les débits de pétrole brut de 10 000 m³/heure.
  • Stations de compresseur & Skids de mesure: Vannes de classe 900–1500 résiste aux pressions cycliques (jusqu'à 100 cycles / jour) et températures de –40 ° C (hiver) à +50 °C (été).

En aval:

  • Unités de processus de raffinerie: Vannes de porte avec garnitures résistantes à la corrosion (Hastelloy C - 276, Monel) isoler à haute température (400 °C) Aliments des réacteurs et bas de stabilisateur de naphtha.
  • Terminaux de GNL: Vannes de porte cryogénique (Bonnets allongés, options de siège souple) Fonctionnant à –162 ° C assurez l'isolement sans fuite pendant le transfert et le stockage.

Production d'énergie

Service de vapeur:

  • Isolement de la chaudière: Vannes de porte (DN 100 - DN 500; Classe 600–900; Corps WC6 / CRMO, emballage de graphite) manipuler 100–160 bar à la vapeur à 520 °C, Fournir une fermeture critique pour la sécurité pour les commandes de brûleurs et les boucles de surchauffeur.
  • Contournement de la turbine & Lignes de vidange: Classe à haute intégrité 1500 les vannes isolat les réseaux de contournement d'urgence; action rapide des actionneurs pneumatiques ferment 5 secondes pour protéger les turbines lors des événements de voyage.

Eau de refroidissement & Condensat:

  • Isolement du condenseur: DN 300 - DN 800 Classe 150–300 Vannes de porte en fonte ou en carbone 5 000–15 000 m³ / h à 25–40 ° C.
  • Contournement de l'entretien: Les soupapes de la grille à effondrement permettent un nettoyage du pack de tubes de condenseur sans pannes de grille.

Traitement de l'eau et des eaux usées

Consommation d'eau brute:

  • Isolement d'écran: Grand diamètre (DN 800 - DN 2000) Vannes de grille de fer ductile flux de commande de 10 000–30 000 m³ / h des réservoirs, avec les notes de classe 150 à 300 16 bar.
  • Isolement de la station de pompage: DN 150 - DN 400 les vannes protégent les pompes à plusieurs étapes; Les options résilientes offrent une fermeture de classe VI pour empêcher la contamination croisée.

Eaux usées & Effluent:

  • Lignes de boues: Garnitures résistantes à l'abrasion (Tungsten-Carbide Reprognes) Dans DN 100 - DN 300 les vannes supportent des boues avec 10 à 30 % solides et vitesses jusqu'à 3 MS.
  • Contournement de désinfection UV: DN 50 - DN 150 en plastique (PVC / CPVC) Les soupapes de porte résistent au chlore et aux produits de liquide de refroidissement des lampes UV à des températures ambiantes.

Traitement chimique et pétrochimique

Services corrosifs:

  • Lignes acides / alcalines: Vannes de porte de PTFE (DN 15 - DN 200; PN 16 PN 40) poignée 98 % H₂so₄ et 50 % Naoh à 80 °C, Atteindre les taux de fuite ≤ 1 × 10⁻⁶ m³ / s.
  • Chlore & Acide chlorosulfonique: Hastelloy C - 276 TRIPS ET EMBALLAGE DE GRAPHITE À DOUBLE DE LA LIP 120 ° C et 20 bar.

Procédés d'hydrocarbures:

  • Isolement des aliments réactifs: Classe en acier inoxydable 600 Les vannes isolent les matières premières C₄ / C₅ dans les réacteurs à 200 °C, Minimiser les fuites de vapeur et les émissions environnementales.
  • Unités de régénération du glycol: Classe flexible - 300 vannes dans DN 50 - DN 150 poignée de tailles 200 ° C Rich Glycol avec des solides entraînés.

7. Avantages & Inconvénients des vannes de la porte

Avantages

  • Perte de pression minimale
    Lorsqu'il est complètement ouvert, La porte se rétracte complètement, offrant un chemin d'écoulement droit avec des coefficients de tête de tête aussi bas que 0,03 à 0,08.
    Cela se traduit par un Δp négligeable, Réduire l'énergie de pompage et les coûts d'exploitation dans les systèmes à haut débit.
  • Positif, Fermeture bi-directionnelle
    Portes de type coin (solide, flexible ou divisé) générer une pression de contact métal-métal
    Cela augmente avec la pression de la ligne, Fourniture de l'étanchéité ANSI / FCI Classe IV - VI dans les deux directions d'écoulement - essentiel pour l'isolement sûr pendant l'entretien ou les urgences.
  • Compatibilité des médias larges
    Disponible en matériaux de la fonte et de l'acier au carbone à des alliages inoxydables et spéciaux duplex, les soupapes de la grille peuvent accueillir des liquides, gaz, et des boues à travers un pH large et un spectre de température (–196 ° C à +600 °C).
  • Taille et note évolutives
    Fabriqué à partir de DN 10 à dn 2000 et classe ANSI notée 150 à travers 2500 (ou pn 6 - pn 40), Les vannes de la grille conviennent à tout, des petites lignes d'instrumentation aux vannes à blocs de pipeline à grande blindage.
  • Durabilité & Coût du cycle de vie faible
    Avec des internes simples (8–12 parties majeures), extrémités à bride pour un accès facile, et sièges remplaçables,
    Les vannes de porte correctement entretenues peuvent dépasser 20 années de service dans des rôles d'isolement intermittent.
Vanne de porte en laiton
Vanne de porte en laiton

Inconvénients

  • Non destiné à la régulation du flux
    L'ouverture partielle crée une fente étroite qui accélère le liquide, provoquant des turbulences, vibration, et l'érosion des sièges / portes accélérés - CV peut passer jusqu'à 30 % Après des cycles d'exécution répétés.
  • Opération lente & Couple élevé
    Les vannes grandes ou à haute pression peuvent nécessiter 20 à 60 tours pour caresser complètement, et le couple de clôture peut dépasser plusieurs milliers de nm - des boîtes de vitesses à émission ou des actionneurs alimentés pour l'actionnement rapide ou à distance.
  • Empreinte encombrante
    Surtout dans la montagne ou le système d'exploitation&Y Designs, Les soupapes de porte exigent un dégagement vertical important (jusqu'à 400 Voyage de tige MM) et peut peser sur une tonne dans DN ≥ 600 tailles mm, Augmentation des exigences de soutien structurel.
  • Coût initial plus élevé pour les conceptions spécialisées
    Alliages spéciaux, garnitures flexibles ou à rangement, et sièges à haute intégrité (doux ou métallique) Command des primes de 10 à 30 % Types de soupapes plus simples, bien que souvent compensé par une maintenance réduite et une durée de vie plus longue.

8. Installation, Opération, et maintenance

Installation & Alignement

  • Inspection & Orientation: Vérifiez que la vanne et les internes sont sans dommages et propres. Installer avec la direction du pipeline de correspondance de flèche de débit.
  • Extrémités à brides: Aligner les visages parallèles (< 0.5 mm), Utilisez un motif de couple croisé sur les boulons.
  • Extrémités filetées / soudées: Appliquer un scellant approprié sur les fils; Engagez des soudeurs certifiés pour les articulations de la bouche ou du socket.
  • Soutien: Pipotage de l'entrepôt près de la valve (Dans un diamètre de soupape de 1 à 1,5 ×) pour éviter le stress corporel et le désalignement.

Démarrer, Fermer & Étranglement

  • Cyclisme lent: Ouvert / fermer en 1 à 2 minutes (petites valves) ou 3 à 5 minutes (grand) Pour éviter un impact sur le marteau et le siège.
  • Coup complet uniquement: Fonctionne toujours des vannes de porte complètement ouvertes ou fermées - jamais de gaz. Pour le contrôle de débit, Installez une valve globe ou de commande en série.
  • Égalisation de la pression: Sur des lignes élevées différemment, Utilisez un pontage ou une vanne d'égalisation pour équilibrer la pression avant de faire du vélo.

Inspection & Dépannage

  • Vérification visuelle: Inspect mensuel des fuites à l'emballage, bonnet, et se termine.
  • Surveillance du couple: Noter tout > 10 % augmenter - indique l'usure des sièges, Débris, ou corrosion.
  • Service d'emballage: Écrous de la glande rétorque aux spécifications; Remplacez l'emballage au premier signe de suintement ou de dégradation.
  • Remèdes communs:
    • Fuite: Sièges sur les genoux ou la machine; Renouveler l'emballage.
    • Porte de collation: Débris à chasse d'eau, soupape de cycle, inspecter la corrosion.
    • Couple élevé: Nettoyer / lubrifier les fils de tige; sièges réalignes ou remplacer les pièces usées.

Coût du cycle de vie & Fiabilité

  • Ventilation des coûts: Achat initialdre 40%, Installation-- 10%, Maintenance parce 30%, temps d'arrêt ours 20%.
  • Longévité & Retour sur investissement: Bien que les coûts initiaux puissent être plus élevés, Les vannes de porte correctement spécifiées surpassent souvent les alternatives sur 15 à 20 ans de service isolément, en particulier avec les matériaux de maintenance et de qualité préventifs.

9. Normes, Codes & Conformité réglementaire

Conception de gatles, fabrication, essai, et la documentation doit être conforme aux normes et réglementations reconnues pour assurer la sécurité, fiabilité, et conformité légale.

Normes internationales

  • ASME B16.34 «Valves - Flangée, Enfilé, et fin de soudage »
    Définit les notes de pression-température, matériels, dimensions, tolérances, marquage, et les exigences d'inspection pour la porte (et d'autres) Vannes dans les classes 150–2500.
  • API 600 «Vannes de porte d'acier - extrémités fleuries et sur les fesses»
    Spécifie les exigences pour les métaux, Vannes de grille en acier boulonnées utilisées dans l'huile, gaz, et service pétrochimique, y compris les matériaux, conception, inspection, et tester.
  • OIN 5208 «Valves industrielles - tests de pression»
    Standardiquer la coquille, siège, et les procédures de test arrière et les taux de fuite admissibles pour différentes classes de vanne (A - F), Assurer une vérification cohérente des performances dans le monde entier.

Régional & Codes de l'industrie

  • Pédaler (2014/68/UE)
    La directive européenne de l'équipement de pression exigent des exigences de sécurité essentielles, Procédures d'évaluation de la conformité, et le marquage CE pour l'équipement sous pression ci-dessus 0.5 bar, y compris les vannes de la porte.
  • ASME B31.3 «Pipoting de processus»
    Régit la conception, fabrication, assemblée, et inspection des systèmes de tuyauterie dans les produits chimiques, pétrole, et industries connexes; Références Normes de soupape pour l'intégrité de la pression et la compatibilité des matériaux.
  • API 6D «Vannes de pipeline»
    Couvre la conception, essai, et documentation pour les vannes utilisées dans le transport de pipeline de pétrole, gaz, et hydrocarbures, avec des exigences supplémentaires pour les émissions fugitifs et les tests de cycle.
  • Né MR0175 / ISO 15156
    Spécifie les commandes de matériaux et de corrosion pour le service sour (Environnements h₂s), Organiser des alliages qualifiés et des limites de dureté pour empêcher la fissuration du stress sulfure.

10. Comparaison avec d'autres vannes

Fonctionnalité Vanne de porte Valve globe Vanne à billes Vanne papillon
Résistance à l'écoulement Très bas (K ≈ 0,03–0,08) Modéré (K ≈ 5–10) Très bas (K ≈ 0,05–0.1) Faible (K ≈ 0,2–0,5)
Étranglement Pas recommandé Excellent Équitable (risque de cavitation) Bien (Mais CV non linéaire)
Étanchéité Classe IV - nous (sièges métalliques / doux) Classe IV - V (sièges métalliques) Classe VI (sièges mous) Classe IV - nous (Selon le disque)
Bidirectionnel Oui Non Oui Oui
Vitesse de fonctionnement Lent (20–60 tours) Lent (15–40 tours) Très rapide (¼ à demi-tour) Rapide (¼ à demi-tour)
Plage de taille DN 10 - DN 2000+ DN 10 - DN 800 DN 2 - DN 300 DN 50 - DN 2000
Notes de pression ANSI 150–2500 / PN 6-PN 40 ANSI 150–900 / PN 6-PN 40 ANSI 150–600 / PN 6-PN 25 ANSI 150–600 / PN 6-PN 40
Coût (par DN) Modéré Haut Haut Faible
Entretien Modéré (emballage, sièges) Haut (plusieurs parties) Faible (peu de pièces) Faible (peu de pièces)
Empreinte & Poids Grand et lourd en grandes tailles Volumineux Compact Compact

11. Conclusion

Les soupapes de porte restent des composants vitaux dans les systèmes de gestion des fluides dans le monde en raison de leur construction robuste, Capacité de fermeture serrée, et polyvalence entre les régimes de pression et de température.

En comprenant les nuances du design, sélection des matériaux, et les meilleures pratiques de maintenance - et en adhérant aux normes de l'industrie - les ingénieurs peuvent optimiser les performances et la longévité des valves.

Comme intégration numérique, Matériaux avancés, et la fabrication additive remodeler l'industrie, La vanne de porte continuera d'évoluer, sous-tente la prochaine génération de coffre-fort, efficace, et des systèmes de processus fiables.

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