Vannes de décharge - Comment elles fonctionnent

Les vannes de décharge sont conçues pour équilibrer la pression du système et prévenir les dommages en maintenant les pressions en dessous d'un seuil défini. Ces vannes peuvent réduire la pression en aval à un niveau constant lorsqu'elle dépasse une certaine limite, maintenir des pressions soutenues en aval ou en amont, et réduire les pics ou les pulsations de pression pour protéger les équipements en aval. Elles sont des composants cruciaux dans diverses industries, notamment le pétrole et le gaz, le traitement chimique et la fabrication, où un contrôle précis de la pression est essentiel pour la sécurité et l'efficacité. 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

• Modèle et fonctionnement des vannes de décharge à action directe
• Applications des vannes de décharge
• Différences entre les vannes de décharge et les soupapes de sécurité
• Critères de sélection
• Installation des vannes de décharge
• FAQ

Modèle et fonctionnement des vannes de décharge à action directe

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 possède un écrou ou une vis à l'intérieur du boîtier de la vanne qui tourne dans un sens ou dans l'autre 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), qui est réglable ou non, 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 commence à s'ouvrir lorsque la pression du fluide atteint la pression de déclenchement de la vanne et la vanne évacue le fluide dans l'atmosphère. Cela ralentit 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 par 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. Connue sous le nom de dépassement de pression, la différence entre la pression de déclenchement de la vanne et le réglage réel de la vanne de décharge est généralement d'au moins 13,8 bar (200 psi).

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 à l'intérieur du corps de la pompe. Cela crée des zones de basse pression, pouvant potentiellement causer une cavitation.

En s'ouvrant proportionnellement à l'augmentation de la pression, les vannes de décharge contournent le corps. Cela évacue lentement l'excès de pression. En évitant la cavitation, cela augmente la durée de vie de la pompe. Apprenez-en davantage 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, les pompes et les échangeurs de chaleur). Les vannes de décharge aident à éviter les changements de pression inattendus dans les circuits de chauffage.

Systèmes avec équipements sensibles

De même, une pression excessive peut endommager les équipements dans les systèmes pneumatiques à composants multiples. 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, en revanche, s'ouvrent complètement lorsque c'est nécessaire pour éviter une défaillance du système en libérant l'excès de pression. Elles continuent à relâcher la pression dans l'atmosphère jusqu'à ce que ce soit sûr, même si elle descend 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 en pression 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, prenez en compte 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 : Assurez-vous que la pression de consigne de la vanne, qu'elle soit réglable ou non, correspond à la pression nécessaire pour fonctionner dans le système.
• Matériaux du corps et des joints : Assurez-vous que les composants de la vanne sont compatibles avec le fluide.
• Décharge : Assurez-vous que la vanne est de la bonne taille pour évacuer suffisamment lors d'un scénario extrême.
• Réglable/non réglable : 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.

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

Une vanne de décharge réduit-elle le débit ?

Oui, mais cela ne se produit que lorsque la pression dépasse la pression de consigne. En fonctionnement normal, les pressions ne devraient pas dépasser le niveau de consigne, et la vanne reste fermée.

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

Le débit maximal, la pression maximale et la nature du fluide. Les fluides corrosifs peuvent nécessiter des joints, des membranes ou des corps différents. Assurez-vous que la vanne dispose des 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 capable de gérer à la fois le débit élevé et les pressions différentielles courantes dans un scénario de coup de bélier.

Y a-t-il des inconvénients à utiliser des vannes de décharge/de trop-plein dans un bypass ?

Le plus grand inconvénient est la perte d'énergie. Tout ce qui est pompé à travers la vanne n'est par définition pas utilisé en aval. Pour de courtes périodes, ce n'est généralement pas un problème.