Vannes de décharge - Un guide complet

Une vanne de décharge libère du gaz ou du liquide d'un système fluide lorsque la pression dépasse un seuil spécifié, évitant ainsi des dommages potentiels. Elle utilise généralement un mécanisme à ressort qui ouvre la vanne lorsque la pression d'alimentation dépasse le point de consigne ; cela permet d'évacuer l'excès de pression jusqu'à ce qu'elle revienne à des niveaux sûrs. Ces vannes sont essentielles dans les systèmes de chaudières, les chauffe-eau, les usines chimiques, les réacteurs nucléaires et les systèmes hydrauliques. Cet article fournit un aperçu complet des vannes de décharge, détaillant leur modèle, leurs principes de fonctionnement, leurs applications et leurs procédures d'installation.

Table des matières

• Comment fonctionne une vanne de décharge ?
• Comment régler une vanne de décharge
• Symbole de la vanne de décharge
• Applications des vannes de décharge
• Différences entre les vannes de décharge et les soupapes de sécurité
• Critères de sélection
• Installation de la vanne de décharge
• FAQ

Comment fonctionne une vanne de décharge ?

Une vanne de décharge à action directe (Figure 2) possède une entrée, une sortie et un mécanisme de contrôle du débit (par exemple, un clapet) soutenu par un ressort réglable. Ces vannes ont deux modèles pour ajuster le ressort : externe et interne.

• Externe : Un modèle externe permet d'ajuster le ressort avec un bouton ou une poignée qui se boulonne à l'extérieur de la vanne.
• Interne : Un modèle interne a un écrou ou une vis à l'intérieur du boîtier de la vanne qui tourne dans les deux sens pour desserrer ou raidir le ressort. Le modèle interne nécessite un démontage partiel de la vanne pour ajuster la raideur du ressort.

Une vanne de décharge à action directe limite la pression dans un système qui s'élève au-dessus d'une limite définie. Le ressort de la vanne (Figure 2 étiquetée A) détermine la limite. Si la pression du fluide du système n'est pas assez élevée, elle n'ouvrira pas le mécanisme d'ouverture de la vanne (Figure 2 étiquetée B).

Le mécanisme d'ouverture s'active lorsque la pression du fluide atteint la pression de déclenchement de la vanne ; la vanne évacue alors le fluide dans l'atmosphère, ralentissant l'accumulation de pression dans le système.

Enfin, lorsque la pression du système atteint la limite de pression définie de la vanne, la vanne est complètement ouverte et tout le fluide s'évacue à travers la vanne. Cela arrête le fonctionnement de tous les composants en aval jusqu'à ce que la pression diminue suffisamment pour que la vanne commence à se fermer.

Comment régler une vanne de décharge

Pour modifier le réglage de pression d'une vanne de décharge ajustable, localisez d'abord le mécanisme de réglage, qui peut être une vis ou un bouton. Utilisez une clé Allen de taille appropriée pour tourner la vis de réglage. Une rotation à droite augmente généralement le réglage de pression, tandis qu'une rotation à gauche le diminue. Assurez-vous que le système est complètement dépressurisé avant de le modifier pour éviter les blessures ou les dommages à l'équipement.

Par exemple, une plage de pression réglable de 2 à 8 bar indique que la vanne peut être réglée pour relâcher la pression entre 2 et 8 bar. Tournez la vis dans cette plage pour obtenir la pression de consigne souhaitée.

Symbole de la vanne de décharge

Le symbole d'une vanne de décharge fixe (Figure 3 en haut) présente un carré avec "P" et "R" et une ligne en zigzag, indiquant un dispositif qui s'active à une pression définie en usine pour éviter la surpression. Le symbole de la vanne de décharge réglable (Figure 3 en bas) inclut une flèche à travers la ligne en zigzag, signifiant que les opérateurs peuvent modifier la pression d'activation pour s'adapter aux changements des exigences du processus.

Applications des vannes de décharge

Éviter la cavitation

La cavitation se produit lorsque la pression dans un liquide chute rapidement en dessous de la pression de vapeur. Si une pompe centrifuge pompe contre un système fermé, la surpression doit se décharger dans le boîtier de la pompe. Cela crée des zones de basse pression, qui peuvent potentiellement causer de la cavitation.

En s'ouvrant proportionnellement à l'augmentation de la pression, les vannes de décharge contournent le boîtier. Cela évacue lentement l'excès de pression. En évitant la cavitation, cela augmente la durée de vie de la pompe. Apprenez-en plus en lisant nos guides sur la cavitation et le flashing et la cavitation dans les pompes, les vannes et les tuyaux.

Circuits de refroidissement/chauffage

Les débits peuvent varier considérablement avec des charges intermittentes ou pendant le démarrage ou l'arrêt. Les réactions des chaudières ou des réacteurs connectés peuvent faire monter ou descendre la pression de manière disproportionnée par rapport à l'entrée générée par l'équipement contrôlé par l'utilisateur (par exemple, pompes et échangeurs de chaleur). Les vannes de décharge aident à éviter les changements de pression inattendus dans les circuits de chauffage.

Systèmes avec équipement sensible

De même, une pression excessive peut endommager l'équipement dans les systèmes pneumatiques avec plusieurs composants. Une vanne de décharge peut éviter une défaillance prématurée de l'équipement et faire partie d'un plan de maintenance préventive.

Différences entre les vannes de décharge et les soupapes de sécurité

Les vannes de décharge s'ouvrent progressivement et maintiennent l'équilibre des systèmes fluides pendant les opérations normales. Elles font partie du fonctionnement du système. Les soupapes de sécurité, cependant, s'ouvrent complètement lorsque nécessaire pour éviter une défaillance du système en relâchant l'excès de pression. Elles continuent à relâcher la pression dans l'atmosphère jusqu'à ce que ce soit sûr, même si elle tombe en dessous du seuil.

La façon dont ces vannes gèrent la pression est différente. Les vannes de décharge se ferment rapidement après l'ouverture. Elles se ferment près de la pression de consigne. Les soupapes de sécurité se ferment plus loin de la pression de consigne et ont une montée lente avant de s'ouvrir complètement.

Lisez notre article sur les différences entre les soupapes de sécurité et les vannes de décharge pour en savoir plus.

Critères de sélection

Lors de la sélection d'une vanne de décharge, considérez les critères suivants. Lisez notre guide sur la sélection des vannes de décharge et des soupapes de sécurité pour plus d'informations.

• Pression de consigne : La pression de consigne est le point auquel la vanne de décharge s'ouvre. Choisissez une vanne avec une plage de pression de consigne qui correspond aux conditions de fonctionnement du système. Une pression de consigne trop basse peut provoquer une ouverture prématurée, tandis qu'un réglage trop élevé risque de provoquer une surpression. Une vanne réglable est avantageuse si la pression de consigne souhaitée est inconnue ou susceptible de changer pendant la durée de vie de la vanne.
• Matériaux du corps et du joint : Assurez-vous que les composants de la vanne sont compatibles avec le fluide.
  • Les matériaux courants pour le corps sont le laiton et l'acier inoxydable. Le laiton convient à un usage général, offrant une bonne résistance à la corrosion. L'acier inoxydable est idéal pour les environnements difficiles, offrant une résistance supérieure à la corrosion et à la température.
  • Le matériau du joint peut être du FKM ou du Téflon. Le FKM offre une excellente résistance chimique et convient aux applications à haute température impliquant des huiles et des solvants, bien qu'il ne soit pas résistant au méthanol, à l'eau chaude ou à la vapeur. Le PTFE (Téflon) est hautement résistant à presque tous les fluides mais n'est pas flexible.
• Débit de décharge : La capacité de décharge est le volume que la vanne peut évacuer par heure. Assurez-vous que la capacité correspond aux scénarios potentiels de surpression. Une capacité insuffisante peut ne pas relâcher la pression assez rapidement, tandis qu'une capacité excessive peut conduire à une décharge inutile.

Installation de la vanne de décharge

Les vannes de décharge fonctionnent mieux en aval des zones à haute pression dans un système. Une application courante consiste à installer une vanne près du refoulement d'une pompe. Lisez notre guide sur l'installation des vannes de décharge et des soupapes de sécurité pour plus d'informations.

FAQ

Qu'est-ce qu'une vanne de décharge ?

Une vanne de décharge limite ou contrôle la pression dans un système. Elle s'ouvre automatiquement à une pression définie et fournit un relâchement proportionnel et lent.

Une vanne de décharge réduit-elle le débit ?

Oui, mais cela ne se produit que lorsque la pression dépasse le niveau défini. Pendant le fonctionnement normal, les pressions ne devraient pas dépasser le niveau défini, et la vanne devrait rester fermée.

Que faut-il rechercher lors de la sélection d'une vanne de décharge ?

Le débit maximum, la pression maximale et la nature du fluide. Les fluides corrosifs peuvent nécessiter des joints, des diaphragmes ou des corps différents. Assurez-vous que la vanne a les approbations nécessaires pour votre application.

Les vannes de décharge peuvent-elles prévenir les coups de bélier ?

Oui, certains modèles le peuvent. Pour éviter complètement les coups de bélier, utilisez un modèle spécifique qui peut s'adapter à la fois au débit élevé et aux pressions différentielles courantes dans un scénario de coup de bélier.

Qu'est-ce qu'une vanne de décharge dans un chauffe-eau ?

Une vanne de décharge dans un chauffe-eau est un dispositif de sécurité qui relâche l'excès de pression pour éviter les dommages au réservoir ou l'explosion lorsque la pression ou la température dépasse les limites de sécurité.

Quand remplacer une vanne de décharge ?

Remplacez une vanne de décharge si elle fuit, montre des signes de corrosion ou de dommages, ne s'ouvre pas à la pression définie, ou a plus de 3 à 5 ans, selon les directives du fabricant et les conditions.