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FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE VANNES DE REGULATION ET POSITIONNEURS 1.

FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE VANNES DE REGULATION ET POSITIONNEURS 1. Introduction Une vanne de régulation agit comme une résistance variable dans une tuyauterie, elle engendre une chute pression. Dans la plupart des boucles de régulation, la vanne est sujette à de plus sévères conditions de température, pression, corrosion et contamination que les autres constituants. Une vanne de régulation est constituée de deux éléments principaux: - Le corps de vanne - Le servomoteur. SERVO MOTEUR ARCADE PLATEAU DE MEMBRANE NOIX D’ACCOUPLEMENT BRIDE PRESSE ETOUPE CORPS ENTREE FLUIDE SORTIE FLUIDE CHAPEAU CLAPET GUIDE BAS DU CLAPET SIEGE GUIDE HAUT DU CLAPET RESSORT GARNITURES ANNEAU GRAISSEUR PLAQUE INDICATRICE DE COURSE VIS DE REGLAGE DU RESSORT BOITIER IINFERIEUR RESSORT MEMBRANE SIGNAL INSTRUMENT TIGE DU CLAPET Vanne de régulation FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 2. Terminologie 2.1 Corps de vanne C’est l’élément de la vanne connectée à tuyauterie et à travers lequel circule le fluide. Les vannes de petite dimension sont connectées par raccords "union". Les vannes de grande dimension sont connectées par brides ou par soudage. 2.2 Chapeau de presse étoupe Elément installé sur le sommet du corps de vanne. Sert de guide à la tige de clapet(s), contient le presse étoupe et supporte le servomoteur. Pour des températures >= 200 °C, des ailettes de refroidissement sont utilisées Pour des températures <= 20 °C, un chapeau à extension est employé 2.3 Presse étoupe Les rondelles de presse étoupe doivent assurer l’étanchéité du corps avec un minimum de friction sur la tige. Généralement réalisées en matière souple et compressible comme le téflon (t < = 230 °C) ou le graphite(t > 230 °C). Périodiquement, la pression sur les rondelles doit être réglée correctement pour minimiser les fuites; par l’intermédiaire de la bride et du fouloir Pour une étanchéité absolue, un soufflet solidaire de la tige de clapet est employé et un PSH / PSHH peut être installé pour détecter toute fuite sur ce soufflet RESSORT GARNITURE JEU GARNITURE TEFLON EN V ADAPTATEUR FEMELLE ADAPTATEUR MALE TIGE CLAPET BRIDE PRESSE ETOUPE GRAIN DU PRESSE ETOUPE (FOULOIR) GOUJON PRESSE ETOUPE CORPS Chapeau de presse étoupe FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 2.4 Système d’obturation Comprend: tige de vanne, ensemble clapet(s) / siège(s) guides de tige (manchons et bagues) Différents jeux de systèmes d’obturation peuvent être disponibles pour un même corps de vanne Ils permettent de changer le coefficient et la caractéristique de débit de la vanne sans changer l’ensemble de la vanne. 2.5 Armature Supporte l’ensemble du servomoteur. Permet l’accès à l’accouplement tige de vanne / tige de servomoteur et au réglage de la tension du ressort. La corrosion due à l’eau de mer offshore fragilise cette armature et peut provoquer sa rupture même dans des conditions normales de fonctionnement. 2.6 Servomoteur Peuvent être électriques et hydrauliques, mais le servomoteur pneumatique membrane / ressort est le plus utilisé dans les boucles de régulation. Le servomoteur pneumatique utilise soit de l’air soit du gaz instrument. FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 3. Position de sécurité Quand il n’y a plus de pression sur le servomoteur, le ressort ramène la vanne dans sa position ouverte ou fermée, cette position étant définie à la construction. Une vanne "Fail Close" ou fermée par manque d’air, se ferme quand il n’y a plus de pression sur le servomoteur. Une vanne "Fail Open" ou ouverte par manque d’air, s’ouvre quand il n’y a plus de pression sur le servomoteur. Le choix dépend essentiellement des conditions de sécurité pour le procédé. VANNE OUVERTE NORMALEMENT OUVERTE VANNE FERMEE NORMALEMENT FERMEE 4. Sens d’action Pour le servomoteur Directe: une augmentation de la pression provoque une sortie de la tige Inverse: une augmentation de la pression provoque une rentrée de la tige Pour le corps de vanne Directe: une sortie de la tige provoque la fermeture du système d’obturation Inverse: une sortie de la tige provoque l’ouverture du système d’obturation Pour la vanne Servomoteur direct + corps direct = vanne. "FC". Servomoteur direct + corps inverse= vanne. "FO". Servomoteur inverse + corps direct = vanne. "FC". Servomoteur inverse + corps inverse = vanne. "FO". FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 5. Différents types de vannes 5.1 Vannes simple siège / clapet Moins chers à l’achat, elles présentent une bonne étanchéité à la fermeture. Mais de fortes pressions différentielles créent des conditions d’instabilités près de la fermeture; des servomoteurs de grand diamètre doivent être utilisés pour compenser forces. Généralement installées de façon à ce que la pression du fluide tende à ouvrir le système d’obturation pour éviter une fermeture trop brutale. BRIDE PRESSE ETOUPE ECROU D’ARCADE RESSORT GARNITURES CHAPEAU SIEGE REVERSIBLE BRIDE DE FOND GUIDE DU CLAPET CLAPET VPORT ENTREE FLUIDE SORTIE FLUIDE CORPS CORPS : ACTION DIRECT CLAPET DESCEND LA VANNE SE FERME NOTE :LE SIEGE SERT DE GUIDE AU CLAPET Vannes simple siège / clapet réversible BRIDE PRESSE ETOUPE ECROU D’ARCADE RESSORT GARNITURE CHAPEAU SIEGE REVERSIBLE ENTREE FLUIDE BRIDE DE FOND CORPS SORTIE FLUIDE CLAPET VPORT REVERSIBLE GUIDE DU CLAPET CORPS :ACTION INVERSE CLAPET DESCEND LA VANNE S’OUVRE Vannes simple siège / clapet inversé FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 5.2 Vannes double siège / clapet Les forces sur le système d’obturation tendent à s’équilibrer du fait que le fluide essaye d’ouvrir un clapet et de fermer l’autre. Ces faibles forces permettent une meilleure stabilité de la vanne et de choisir un servomoteur de plus faible diamètre pour une vanne de même capacité. La plupart des systèmes d’obturation sont également réversibles Elles ne permettent pas une très bonne étanchéité à la fermeture due au fait que les deux clapets ne peuvent jamais porter en même temps sur les deux sièges. CHAPEAU GUIDE HAUT DU CLAPET SORTIE FLUIDE ENTREE FLUIDE GRAND CLAPET TYPE LINEAIRE PETIT CLAPET TYPE LINEAIRE GUIDE BAS DU CLAPET BRIDE DE FOND CORPS Vannes double siège / clapet FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 5.3 Vannes à cage C’est une vanne de type simple siège / clapet qui associe les avantages de la vanne double siège / clapet Le système d’obturation permet un excellent guidage du clapet (piston) et un échange rapide de la cage (cylindre). La possibilité d’installer un joint torique autour du piston réduit les possibilités de fuite. Le piston est équilibré, car la pression avale agit de part et d’autre de ces faces. La direction préférentielle du débit se fait de l’extérieur vers l’intérieur du piston pour assurer une meilleure stabilité. Les ouvertures de la cage sont usinées en fonction de la caractéristique de débit. La plupart des systèmes d’obturation sont également réversibles ENTREE FLUIDE SORTIE FLUIDE CAGE AVEC CARACTERISTIQUE DE DEBIT A OUVERTURE RAPIDE CAGE SIEGE CLAPET GUIDE DE CLAPET CORPS :ACTION DIRECT CLAPET DESCEND LA VANNE SE FERME Vannes à cage FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 6. Vannes rotatives 6.1 Vannes papillon Un disque en métal installé dans une manchette de faible longueur pivote par l’intermédiaire d’une tige accouplée à un servomoteur. Demande un minimum d’espace pour son installation et assure une grande capacité de débit avec une faible perte de charge. Peut nécessiter un servomoteur à piston, le couple de fonctionnement pouvant être élevé. Pour une bonne étanchéité, un revêtement souple comme le téflon ou le nitrile doit être utilisé. Un disque standard permet une bon réglage sur un angle de 60° avec une caractéristique de débit égale pourcentage. SIEGE SOUPLE AXE DISQUE NERVURE CORPS ENTRE BRIDE BRIDES BRAS DE COMMANDE BRAS D’ARTICULATION ARCADE DU SERVOMOTEUR AXE DE COMMANDE Vannes papillon FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 6.2 Vannes à boule Contient une sphère ou boule de diamètre nominal généralement égal à celui de la tuyauterie. La boule peut pivoter de 90° par l’intermédiaire d’une tige accouplée à un servomoteur. La boule est en contact continu avec un joint torique qui assure une excellente étanchéité. Les vannes à boule standards sont utilisées dans les systèmes de sécurité (TOR). Les vannes à boule modifiée avec une échancrure en "V" ont une caractéristique égale pourcentage et conviennent aux fluides visqueux, chargés de particules solides ou de fibres. Le fluide a tendance à fermer le système d’obturation, le servomoteur doit s’opposer à cet effet. VANNE A BOISSEAU SPHERIQUE TYPE : VBALL PARTIELLEMENT OUVERTE Vanne à boule et servomoteur à membrane ENTREE FLUIDE SORTIE FLUIDE CHAPEAU AXE DE COMMANDE AXE DE GUIDAGE OBTURATEUR SPHERIQUE PRESSE ETOUPE SIEGE JOINT SIEGE Vanne à boule – vue en coupe FORMATION OPERATEUR PRODUCTION SURFACE 6.3 vannes à clapet semi rotatif excentré Le clapet excentré peut pivoter de 50° par l’intermédiaire d’une tige accouplée à un servomoteur. A la fermeture, le servomoteur produit un couple de torsion sur la tige, le bras du clapet fléchit et force le pourtour du clapet en appui sur le siège. Pas de sens préférentiel pour le fluide; mais, en fonction de sa direction, il a tendance à ouvrir ou fermer la vanne. Généralement, cette direction est choisie en fonction des conditions de sécurité; si la vanne est FO, le fluide devra avoir tendance à ouvrir la vanne. SIEGE OBTURATEUR CORPS BAGUE DE SERRAGE BORD D’ATTAQUE DE L’OBTURATEUR BORD DE FUITE DE L’OBTURATEUR Corps de vanne à clapet semi rotatif excentré OBTURATEUR SIEGE ENTREE FLUIDE ARBRE uploads/Litterature/ actuateurs-de-controle.pdf