Qu'est-ce qu'une soupape de fiche？

1. Introduction

Une vanne de fiche est une valve rotative d'un quart de feu qui régule le flux en faisant tourner un bouchon cylindrique ou conique à l'intérieur du corps de la valve.

Lorsque la bouche du fiche s'aligne sur les ports d'entrée et de sortie, Le fluide passe librement; Une rotation de 90 ° ferme le port.

Vannes de bouchons modernes - remets par le biais des progrès de la métallurgie, usinage, et la technologie d'étanchéité - sont essentiels dans l'huile & gaz, chimique, traitement de l'eau, et les industries de la génération de pouvoir.

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

UN vanne de bouche est un simple, Vanne de quarts de retour robuste utilisée pour commencer, arrêt, ou détourner le flux de fluide dans les systèmes de tuyauterie.

À la base, La valve se compose d'un creux, «bouchon» cylindrique ou effilé qui se trouve dans une cavité assortie dans le corps de la valve.

Quand le passage interne du bouchon (l'alésage) s'aligne avec les ports du pipeline, fluide coule librement; Un tour à 90 ° du bouchon tourne l'alésage des ports, Arrêter le flux.

Clé Composants de vanne

• Corps: Abrite le bouchon et fournit des connexions d'entrée / sortie (à bride, fileté, ou soudé).
• Prise: L'élément rotatif, en forme de cylindre droit ou de cône, contenant le port(s).
• Sièges: Fournir un scellement entre le bouchon et le corps; Peut être des surfaces métal-métal ou des inserts résilients (PTFE, caoutchouc).
• Tige & Manipuler / actionneur: Transmet le couple de l'opérateur (levier, boîte de vitesse, actionneur pneumatique ou électrique) à la prise.

Principes de fonctionnement

Contrôle du flux rotatif

Les vannes de bouche fonctionnent en faisant tourner le bouchon autour de son axe - requise juste un quart de virage pour l'ouverture complète ou la fermeture complète.

Cela permet une actionnalité rapide: Le fonctionnement manuel typique prend moins d'une seconde, et les actionneurs pneumatiques ou électriques automatisés peuvent terminer la course en 0,5 à 2 secondes.

Formation du joint

• Joints métalliques à la métal: La surface durs du bouchon (Souvent recouvert de stellite) Contacte directement l'alésage du corps.
  Sous la pression de la ligne, Le bouchon appuye dans le corps, Améliorer le sceau.
  Ces valves résistent aux températures jusqu'à 550 ° C et applications à haute pression (Classe ANSI 600 et au-dessus), mais nécessitent un couple de rupture plus élevé (100–500 nm pour les vannes DN 50–200).
• Résilient (Doux) Sièges: Les anneaux élastomères ou PTFE autour de l'alésage du bouchon fournissent un joint conforme avec un couple minimal (10–50 nm pour les vannes DN 15 à 100).
  Les vannes de bouchons à plusieurs niveaux atteignent l'arrêt de bulle par API 598 mais sont généralement limités aux températures ci-dessous 200 ° C et pressions sous la classe ANSI 300.

Exigences de couple & Actionnement

Le couple pour faire fonctionner une vanne de fiche dépend de la taille, type de siège, et les conditions de service. En règle générale:

• DN à plusieurs niveaux 50 les vannes nécessitent ~ 15 nm pour s'ouvrir; DN à plusieurs niveaux 200 vannes jusqu'à 60 Nm.
• DN à régime métallique 50 les vannes peuvent avoir besoin 100 Nm; DN à régime métallique 200 vannes jusqu'à 400 Nm.

Actionnement manuel: Levier ou la main-d'œuvre, Souvent avec une boîte de vitesses pour les plus grandes vannes.
Actionnement pneumatique: Cylindres à double action ou à ressort pour les, Fonctionnement fiable du quart de tour - Temps de cycle <1 s.
Actionnement électrique: Offre un contrôle de position précis et une rétroaction pour l'intégration avec les systèmes DCS / SCADA; temps de course typique de 2 à 5 s.

3. Types et conceptions de base de la vanne de fiche

La vanne de fiche est conçue dans diverses configurations pour répondre à un large éventail d'exigences de processus.

Les distinctions de conception clés sont basées sur la méthode de lubrification, brancher la géométrie, configuration du port, et chemin d'écoulement interne.

Lubrifié vs. Vannes de bouchons non lubrifiés

• Vanne de bouchon lubrifiée
  Ces vannes reposent sur l'injection d'un scellant - généralement un graphite- ou composé basé sur PTFE - entre la fiche et le corps de soupape.
  Le lubrifiant joue plusieurs rôles: il réduit la friction pendant le fonctionnement, Améliore l'intégrité de l'étanchéité, et fournit une barrière protectrice contre les médias corrosifs ou abrasifs.
• Vanne de bouche non lubrifiée
  Ces conceptions utilisent des matériaux d'auto-lubrification, comme PTFE (Polytétrafluoroéthylène) avec renforcement de fibres de verre - pour le siège ou employez des bouchons enduits durs (par ex., Nickel électrolaire ou revêtements chromés durs avec dureté de surface > 60 CRH) pour minimiser les frictions.

Brancher les configurations: Cylindrique, Conique & Trunnion

• Conique (Effilé) Prise
  Avec un cône qui correspond à l'angle de siège du corps de la valve, Les bouchons coniques sont auto-alignés sous pression de ligne, Fournir un sceau plus sûr et étanche à la fuite.
  Ils sont particulièrement efficaces dans les applications à haute pression (≥2 500 psi / 172 bar).
• Bouchon cylindrique
  Ces bouchons ont des côtés parallèles et reposent sur des sièges à ressort ou des inserts résilients pour maintenir le contact.
  Les configurations cylindriques sont mieux adaptées aux systèmes de pression faible à modérée et sont souvent utilisés dans les conceptions de vannes compactes ou à faible coût.
• Bouchue montée sur Trunnion
  Dans cette conception, Le bouchon est guidé par des trunnions supérieurs et inférieurs, qui réduisent les exigences et l'usure des surfaces d'étanchéité.
  Cette structure est préférée pour les vannes de grand diamètre (≥12 ″) ou applications extrêmement à haute pression (jusqu'à 15,000 psi / 1,034 bar), comme les systèmes de protection sous-marine ou de pression à haute intégrité (Hipps).

Vanne de bouchons multiport

• Vanne de bouche à trois voies
  Conçu avec des passages de bougie en forme de L ou en T pour détourner le flux entre trois ports.
  Commun dans le mélange, contournement, ou services de divertissement (par ex., Mélanger les cours d'eau chaude et froide, systèmes d'échantillonnage, ou commutation de ligne).
• Vanne de bouchons à quatre voies
  Inclure des passages internes en forme de croi.
  Ceux-ci sont largement utilisés dans les opérations chimiques par lots et l'alternance d'alimentation des réacteurs, permettant des séquences de processus complexes avec un nombre minimal de valve.

Configurations de taille de port: Port complet vs. Port réduit

• Vanne de bouchons de port complet
  Le passage à débit interne correspond au diamètre du pipeline de connexion (par ex., Une valve de 2 pouces a un port de 2 pouces).
  Cette conception minimise la chute de pression et est essentielle lorsque l'efficacité du débit ou le coching est critique.
  CV typique pour une vanne de fiche complète de 2 ″: ~ 50.
• Vanne de bouchons de port réduit
  Le chemin d'écoulement est une taille de tuyau nominal plus petite que les connexions d'entrée / sortie (par ex., une valve de 2 pouces avec un alésage de 1,5 pouce).
  Cette conception réduit les coûts de matériaux et de fabrication mais introduit une chute de pression plus élevée.
  CV typique pour une vanne de port réduit de 2 ″: ~ 30.

4. Matériaux et construction d'une vanne de bouchon

La sélection des matériaux et la construction d'une vanne de bouchons sont essentielles à ses performances, durabilité, et compatibilité chimique dans les environnements industriels exigeants.

Chaque composant - le corps, prise, sièges, et les joints internes - sont conçus en utilisant des matériaux adaptés pour résister aux pressions spécifiques, températures, et les médias de traitement.

Corps & Boucher les matériaux

Siège & Matériaux de doublure

Lubrifiants (pour les vannes de bouchons lubrifiés)

5. Caractéristiques de performance de la vanne de fiche

Les vannes de fiche sont connues pour leur fonctionnement simple, scellage robuste, et capacités de flux bidirectionnelles.

Cependant, Leur performance varie considérablement en fonction de la conception, sélection des matériaux, et les conditions de service.

Notes à température pression

Les vannes de bouche sont évaluées en fonction des normes de l'industrie telles que API 599 et OIN 17292, qui définissent des limites de pression de fonctionnement sûres à différentes températures.

Ces notes dépendent fortement de la valve matériau du corps et conception de siège.

Étanchéité & Cours de fuite

Boucler les vannes, surtout avec des sièges doux ou une graisse injectée, peut réaliser Arrêt étanche. Les normes de fuite sont testées par:

• API 598: Protocole de test de pression pour les vannes industrielles
• OIN 5208: Classification de fuite de valve
• Classe VI de fuite (siège molle): Essentiellement nul de fuite visible
• Classe IV de fuite (siège en métal): Acceptable pour la plupart des services de gaz et de liquide industriels

Vannes de bouchons lubrifiés compter sur la graisse pour maintenir l'intégrité du joint et nécessiter une réinjection périodique, alors que versions non lubrifiées Utilisez des manches élastomer ou PTFE qui peuvent porter au fil du temps.

Caractéristiques de flux (Valeurs CV)

Exposition de vannes de bouche Comportement de contrôle de débit linéaire ou égal, Selon la géométrie du port (Round VS. rectangulaire ou en V).

Bien que principalement utilisé pour l'isolement, Certaines conceptions de bouchons permettent étranglement modéré.

• Vanne de bouchons de port complet (2-pouce):

• • CV ≈ 45–55 (Efficacité de débit élevée)

• Vanne de bouchons de port réduit (2-pouce):

• • CV ≈ 25–35 (Putche plus élevée)

Cv (Coefficient d'écoulement) représente le débit en gallons / minute d'eau à 60 ° F qui circulera à travers la valve avec un 1 PSI PRESSION DROPT.

Exigences de couple & Actionnement

Les vannes de bouche nécessitent généralement couple de fonctionnement plus élevé que les vannes à balle ou à papillon en raison de plus grandes zones de contact entre le bouchon et le siège.

6. Champs d'application des vannes de fiche

• Huile & Gaz (En amont, Au milieu, En aval)
• Chimique & Industrie pétrochimique
• Eau & Traitement des eaux usées
• Production d'énergie
• Pulpe & Industrie du papier
• Exploitation minière & Traitement des minéraux
• CVC & Services de construction
• Nourriture & Industrie des boissons
• Marin & Ingénierie offshore
• Pharmaceutique & Industrie de la biotechnologie
• GNL & Systèmes cryogéniques
• Acier & Plantes métallurgiques
• Raffinage & Bornes de stockage en vrac
• Textile & Industrie de la teinture
• Systèmes de protection incendie

7. Avantages et limitations de la vanne de fiche

Avantages de la vanne de fiche

• Design simple: Composants internes minimaux, rendre la maintenance simple.
• Opération rapide: 90-Degré quart de tour permet une action ouverte / close rapide.
• Arrêt serré: Excellente capacité d'étanchéité, surtout avec des sièges résilients ou un lubrifiant.
• Scellage bidirectionnel: Scellés efficacement dans les deux directions de flux.
• Taille compacte: Dimensions courtes en face à face par rapport aux vannes Gate ou Globe.
• Options multi-ports: Disponible en configurations à 3 voies ou à 4 voies pour le détournement de débit ou le mélange.
• Haute durabilité: Adapté à l'abrasif, corrosif, ou médias de suspension (avec des matériaux appropriés).
• Maintenance en ligne: De nombreux conceptions permettent l'entretien sans retirer la valve du pipeline.

Limites de la vanne de fiche

• Couple de fonctionnement élevé: Surtout dans les soupapes en métal ou plus grandes; peut nécessiter un équipement ou un actionneur.
• Usure de friction: Les conceptions métal-métal peuvent éprouver des forfaits et porter au fil du temps.
• Besoins de lubrification: La soupape de bouchon lubrifiée nécessite un rediffusion périodique pour maintenir le scellement et la facilité de fonctionnement.
• Coût: Peut être plus cher que les vannes à billes dans des plages de pression / température similaires.
• Étranglement limité: Pas idéal pour un contrôle de débit précis en raison de l'érosion et de l'usure potentielles en positions partiellement ouvertes.
• Contraintes de taille: Moins courant dans les tailles ci-dessus 24 pouces en raison des limites de couple et de fabrication.

8. Comparaison: Vanne de bouche Vs. Balle, Grille, et des valves de papillon

Résumé:

• Utiliser des vannes de fiche Lorsque vous avez besoin d'une fermeture serrée, scellage bidirectionnel, ou le flux multi-port dans des services difficiles comme les boues ou les produits chimiques.
• Vannes à bille sont idéaux pour l'arrêt rapide et la chute de pression minimale dans les applications multimédias propres.
• Vannes à vanne Association peu fréquente dans les systèmes à grands alésages.
• Vannes papillon Excel dans l'espace limité, environnements à basse pression avec de grands diamètres.

9. Dimensionnement, Sélection & Directives d'installation

• Médias et conditions: Faire correspondre le corps et les matériaux des sièges à la chimie fluide, température, et la pression.
• Dimensionnement: Utilisez des calculs CV pour garantir le débit requis à ΔP attendu; Sélectionnez des actionneurs pour offrir un couple de 1,5 × rupture.
• Installation: Bouchon d'orientation verticalement dans des vannes lubrifiées pour éviter la mise en commun des graisses; Maintenir 1 × longueur de soupape du tuyau droit de chaque côté pour des performances optimales.

10. Entretien, Inspection & Dépannage

• Lubrification: Tous les 6 à 12 mois ou 5,000 cycles; Utiliser la graisse approuvée par le fabricant.
• Remplacement des sièges: Dans de nombreux designs, Les sièges peuvent être modifiés en ligne sans élimination du corps.
• Problèmes communs: Goulant sur des sièges métalliques résolus par relubrification; Les fuites d'emballage en graphite corrigées par reconditionnement; Brancher l'érosion abordé par les superpositions Stellite ou la rénovation des sièges.

11. Normes, Certifications & Essai

• API 599: Procédures d'inspection et de test.
• OIN 17292: Exigences de performance pour le plug, balle, et des valves de papillon.
• MSS SP-79 / SP-80: Lignes directrices pour les vannes de bouchons lubrifiés et non lubrifiés.
• Certifications: Monogramme API, Marquage CE, Notes SIL pour les systèmes instrumentés de sécurité.

12. Conclusion

Les vannes de bouchons offrent un mélange unique de simplicité, vitesse, et versatilité à travers une gamme diversifiée d'industries de processus.

En sélectionnant soigneusement le corps, prise, et les matériaux de siège - et en adhérant aux meilleures pratiques de dimensionnement, installation, et maintenance - les ingénieurs peuvent tirer parti des vannes de bouche pour une isolation fiable, dérivation, et contrôle du débit rudimentaire dans pratiquement tous les services de fluide.

CE: Solutions de coulée de soupape de haute précision pour les applications exigeantes

CE est un fournisseur spécialisé de services de coulée de soupape de précision, Offrir des composants de haute performance pour les industries qui nécessitent une fiabilité, intégrité de pression, et précision dimensionnelle.

Des pièces moulées brutes aux corps et assemblages entièrement usinés, CE Offre des solutions de bout en bout conçues pour répondre aux normes mondiales strictes.

Notre expertise de casting de valve comprend:

Moulage d'investissement Pour les corps de valve & Garniture

Utilisation de la technologie de coulée de cire perdue pour produire des géométries internes complexes et des composants de soupape de tolérance serrée avec des finitions de surface exceptionnelles.

Moulage au sable & Moule de moule à coquille

Idéal pour les corps de valve moyenne à grande, brise, et bonnets - offrir une solution rentable pour les applications industrielles robustes, y compris l'huile & Génération de gaz et d'électricité.

Usinage de précision pour l'ajustement de la valve & Intégrité de joints

Usinage CNC des sièges, fils de discussion, et les faces d'étanchéité garantissent que chaque pièce de distribution répond aux exigences de performance dimensionnelle et d'étanchéité.

Plage de matériaux pour les applications critiques

Des aciers inoxydables (Cf8 / cf8m / cf3 / cf3m), laiton, fer à fonte ductile, aux matériaux duplex et à haut alliage, CE fournit des moulages de soupape construits pour fonctionner en corrosif, à haute pression, ou environnements à haute température.

Que vous ayez besoin de vannes de contrôle sur mesure, boucler les vannes, vannes de globe, robinets-vannes, ou production à volume élevé de pièces moulées de soupape industrielles, Celui-ci est votre partenaire de confiance pour précision, durabilité, et assurance qualité.

FAQ

Quand devrais-je choisir une vanne de fiche sur une vanne à billes?

Optez pour boucler les vannes dans les services à haute température ou abrasifs, ou où un simple tour de tour, Une opération bidirectionnelle est nécessaire.

À quelle fréquence une soupape de bouchon lubrifiée doit-elle être réhabillée?

Généralement tous les 6 à 12 mois ou après 5 000 à 10 000 cycles, en fonction de la gravité du service.

Les vannes de la branche peuvent être utilisées pour le service de limitation?

La limitation limitée est possible avec des bouchons égaux, Mais l'usure des sièges augmente; Les soupapes de globe excellent à un contrôle de débit précis.

Ce qui provoque une fuite de soupape de bouche et comment est-il corrigé?

Usure ou dommage aux sièges et aux bouchons entraîne des fuites; Remède via le remplacement du siège, Branchez le recaper, ou ré-lubrification pour les vannes métal-métal.