Matériaux de Vannes à Bille

Matériaux des vannes à bille

Vanne à bille

Figure 1 : Vanne à bille

Un robinet à bille est une vanne d'arrêt à quart de tour qui contrôle l'écoulement du fluide à l'aide d'une bille rotative munie d'un trou. La sélection du bon matériau pour le robinet à boisseau sphérique est une étape cruciale dans le processus de sélection du robinet à boisseau sphérique. En fonction du milieu et de l'environnement, plusieurs matériaux comme l'acier inoxydable, l'acier au carbone et le laiton peuvent être utilisés pour fabriquer le boîtier, la bille et le joint de ces vannes. Cet article traite des matériaux les plus utilisés pour la fabrication des robinets à boisseau sphérique.

Table des matières

Matériaux des robinets à bille

Les matériaux tels que l'acier inoxydable, le laiton et le PVC (chlorure de polyvinyle) sont les matériaux les plus couramment utilisés dans les vannes à bille. La boule est généralement fabriquée en acier chromé, en laiton chromé, en PVC ou en acier inoxydable. Les sièges de soupape sont généralement en téflon, mais ils peuvent aussi être en métal ou en d'autres matériaux synthétiques. Pour en savoir plus, lisez notre article sur la résistance chimique des matériaux .

vannes à bille en PVC

Le PVC (chlorure de polyvinyle) résiste à la plupart des acides, des bases, des solutions salines et des solvants organiques. Le PVC est bon marché (à l'exception des vannes ISO-top) et ce matériau est largement utilisé pour l'approvisionnement en eau, l'irrigation et le drainage en milieu corrosif. Le PVC ne convient pas aux températures supérieures à 60°C et ne résiste pas aux hydrocarbures aromatiques et chlorés. Lesvannes à bille en PVC ont une longue durée de vie et une meilleure résistance à la corrosion et à la cavitation. Cependant, ces vannes ne sont pas aussi solides que le laiton ou l'acier inoxydable et ne conviennent pas aux applications à haute pression et température. Les vannes à bille en PVC sont couramment utilisées pour contrôler le flux d'air, d'eau et de produits chimiques corrosifs.

Une vanne à bille en PVC à 2 voies

Figure 2 : Une vanne à bille en PVC à 2 voies

Vannes à bille en laiton

Le laiton est plus solide que le plastique et donc plus cher. Le laiton résiste mieux à la chaleur que le plastique. Les vannes à bille en laiton constituent donc un choix idéal pour les applications de plomberie domestique. Le laiton est très malléable et peut être soudé facilement, contrairement à l'acier inoxydable. Parfois, du plomb est ajouté au laiton (généralement moins de 2 %) ; choisissez donc une variante sans plomb pour les applications de robinetterie à bille impliquant de l'eau potable. Le laiton présente une meilleure résistance à la corrosion que le bronze et la fonte. Le laiton peut se décomposer lorsqu'il est exposé à des niveaux élevés de chlore.

Les vannes en laiton sont couramment utilisées pour des applications concernant l'eau potable, le pétrole, l'air et le gaz. Les solutions de chlorure (comme l'eau de mer) ou l'eau déminéralisée peuvent entraîner une dézincification. La dézincification est un type de corrosion où le zinc est éliminé de l'alliage, ce qui donne une structure poreuse dont la résistance mécanique est considérablement réduite. Le boîtier en laiton rend les vannes à bille économiques et résiste aux applications à haute pression, haute température et haut débit. Les autres principaux critères de sélection des vannes à bille manuelles à 2 voies en laiton avec homologation comprennent la taille du raccord, le matériau du joint, la pression nominale et la température nominale.

  • Les robinets à boisseau sphérique pour les applications d'eau potable ont un agrément KTW et/ou DVGW.
  • Les robinets à boisseau sphérique pour les applications de gaz ont une approbation DIN-EN 331 et/ou DVGW.
  • Les vannes à bille pour les applications d'oxygène sont fabriquées dans un matériau qui ne contamine pas l'oxygène.

Des homologations sont nécessaires pour des applications spécifiques concernant l'eau potable, le gaz et l'oxygène. En effet, le support est sensible ou potentiellement dangereux si un composant tombe en panne ou contamine le support. Lisez notre article sur les vannes à bille pour l'eau potable pour plus d'informations.

Vanne à bille en laiton

Figure 3 : Vanne à bille en laiton

Vannes à bille acier inoxydable

L'acier inoxydable est un métal très durable et résilient utilisé pour les applications à haute température et sous pression. L'acier inoxydable résiste mieux à la corrosion et aux fuites que le laiton. L'acier inoxydable 316 est très résistant aux chlorures ; les vannes à bille fabriquées dans ce matériau peuvent donc être utilisées dans des environnements marins. Ces vannes sont souvent utilisées dans des applications impliquant des températures élevées et des produits chimiques comme les piscines, l'eau de mer et les installations d'osmose. Les types 304 et 316 sont les types d'acier inoxydable les plus courants ; toutefois, le type 316 présente la meilleure résistance à la corrosion. Les robinets à bille en acier inoxydable nécessitent un couple de manœuvre plus élevé que les robinets à bille en PVC ou en laiton. Ce facteur doit être pris en considération lorsqu'une vanne en acier inoxydable est actionnée par un actionneur pneumatique ou électrique. Les robinets à boisseau sphérique en acier inoxydable sont dotés de conceptions et d'approbations spécialisées pour les applications de gaz et d'oxygène. Ces vannes sont conformes à l'agrément DVGW et à la norme DIN-EN 331. Les homologations font référence au type de support à utiliser dans diverses conditions.

Vanne à bille à 2 voies en acier inoxydable

Figure 4 : Vanne à bille à 2 voies en acier inoxydable

Robinets à bille en bronze

Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain ; ce matériau est solide et malléable (il ne se fissure pas rapidement). Les pièces en bronze sont fabriquées en coulant le matériau dans un moule ou en fabriquant un lingot de bronze préfabriqué. Le bronze a un aspect extérieur rugueux et poreux, avec de petites cavités à la surface, résultant du processus de moulage. Les alliages de bronze avec des additifs sélectifs peuvent maintenir un polissage sur leur surface. Le bronze présente de nombreux avantages, comme une ductilité élevée (résistance à la fissuration), un faible coût (par rapport au laiton) et une résistance à la corrosion. Les vannes à bille en bronze sont utilisées pour le contrôle de la direction du débit, la fermeture du débit et les soupapes de sûreté. Mais le bronze contient une quantité plus élevée de plomb que le laiton, ce qui rend les vannes à bille en bronze douteuses pour les applications d'eau potable. Les vannes en bronze sans plomb peuvent être utilisées pour l'eau potable si elles répondent aux restrictions de la loi sur l'eau propre.

Robinet à bille en bronze

Figure 5 : Robinet à bille en bronze

Robinets à bille en fonte

La fonte est un alliage composé de 96 à 98 % de fer, de 2 à 4 % de carbone et d'infimes quantités de silicone. La fonte a une tolérance à la température très élevée ; certaines fontes peuvent supporter des températures supérieures à 11500C (21000F). La résistance à la pression de la fonte dépend de sa classe. Les types les plus courants sont la classe 125 et la classe 250. À basse température, la bride en fonte de classe 125 est conçue pour des pressions de 150 à 200 psi. La fonte de classe 250 peut fonctionner avec des pressions nominales de 300 à 500 psi et est donc plus résistante. Ces valeurs de pression peuvent varier en fonction des types d'embouts de raccordement utilisés.

La fonte est extrêmement solide, et elle est insensible aux vibrations. Le matériau présente une excellente résistance à l'usure et une bonne tolérance à la température. Mais la fonte n'est pas ductile par nature. Par conséquent, toute flexion peut provoquer la fissuration du matériau en fonte et le rendre inutilisable. La fonte peut fonctionner à des températures plus élevées que le PVC, mais elle se corrode avec le temps. Les vannes à bille en fonte sont économiques et coûtent beaucoup moins cher que les vannes à bille en PVC et en métal.

Matériaux d'étanchéité des vannes à bille

Les différents matériaux d'étanchéité utilisés dans les vannes à bille sont présentés ci-dessous. Lisez notre article sur la résistance chimique des matériaux pour plus d'informations sur l'adéquation d'un matériau avec les différents fluides utilisés dans la vanne à bille.

NBR (caoutchouc nitrile)

Le NBR présente une bonne résistance à l'usure générale et à la compression. Le matériau convient aux vannes à bille impliquant des fluides tels que les produits pétroliers, les solvants et l'alcool, mais ne convient pas aux solvants polaires et aux liquides de frein. Le NBR est sensible aux influences climatiques. Les joints en NBR ne peuvent assurer une étanchéité continue pour les fluides gazeux qu'à basse température, par rapport aux propriétés d'étanchéité du FKM.

FKM (Viton)

Les joints FKM ont une excellente résistance aux médias, au vieillissement et à l'ozone. Le FKM convient aux applications de vannes à bille à moyenne et haute température et présente une résistance thermique supérieure à celle du PTFE. En outre, le FKM présente une résistance, des capacités d'étanchéité et une flexibilité supérieures à celles du PTFE. Le matériau présente une excellente résistance chimique globale, ce qui le rend adapté aux carburants, aux huiles et aux solvants. Le matériau présente une résistance chimique universelle supérieure à celle du NBR. Le FKM est généralement utilisé pour fabriquer des joints toriques, des joints d'étanchéité et des joints pour les vannes à bille.

EPDM

L'EPDM convient à l'eau, à la vapeur et à l'alcool, mais présente une faible résistance à l'huile et aux solvants généraux. L'EPDM est plus économique que le FKM et coûte environ un huitième de son prix. Mais ce matériau n'est pas un excellent choix pour une utilisation à haute température, contrairement au FKM.

PTFE (Téflon)

Le PTFE convient aux applications des vannes à bille impliquant une température et une pression élevées. Le matériau est non élastique et présente une bonne résistance à l'usure, à l'abrasion et à la plupart des produits chimiques. Le PTFE offre une résistance supérieure à presque tous les fluides par rapport au FKM, mais au prix d'une flexibilité limitée.

FAQs

Quel matériau est utilisé pour la vanne à bille ?

Les matériaux les plus courants pour les vannes à bille sont le laiton, l'acier inoxydable et le PVC. La boule est généralement fabriquée en acier chromé, en laiton chromé, en acier inoxydable ou en PVC. Les sièges sont souvent en téflon mais peuvent également être fabriqués dans d'autres matériaux synthétiques ou en métal.

À quoi servent les vannes à bille en laiton ?

Les vannes à bille en laiton sont couramment utilisées dans les systèmes de plomberie commerciaux et résidentiels, les systèmes CVC, les puits d'eau, etc. Le laiton est une excellente option tant qu'aucun fluide hautement corrosif ne passe par la vanne.