Vannes à bille en PVC - Leur fonctionnement

Figure 1 : Exemple de robinet à boisseau sphérique en PVC à double union.

Les robinets à tournant sphérique en PVC (chlorure de polyvinyle) sont des robinets d'arrêt en plastique très répandus. La valve contient une bille rotative avec un alésage au centre. En tournant la bille d'un quart de tour, l'alésage peut être aligné en ligne ou perpendiculairement à la tuyauterie pour ouvrir ou bloquer le flux de média. Les vannes en PVC sont durables, rentables et utilisées pour une grande variété de fluides, y compris l'eau, l'air, les produits chimiques corrosifs, les acides et les bases. Par rapport aux robinets à tournant sphérique en laiton ou en acier inoxydable, ils présentent une résistance moindre à la température et à la pression, ainsi qu'une résistance mécanique plus faible. Ils sont disponibles avec différents raccords de tuyauterie, tels que des manchons à solvant (raccordement par collage), différents types de brides ou des filetages de tuyauterie. Les vannes à double union, ou véritables unions, ont des extrémités de raccordement de tuyaux séparées fixées au corps de la vanne par un raccord fileté. Un véritable robinet à boisseau sphérique d'union avec des douilles et une poignée manuelle est le plus courant. La valve peut être facilement démontée pour être remplacée, inspectée et nettoyée. Pour en savoir plus sur ces vannes polyvalentes, lisez notre article de présentation des vannes à boisseau sphérique.

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Propriétés du PVC

La liste ci-dessous donne un aperçu général des caractéristiques importantes du matériau :

Léger, durable et de longue durée
Recyclable et ayant un impact relativement faible sur l'environnement par rapport à d'autres plastiques
Pas de corrosion
Résistant à de nombreux produits chimiques, acides et bases
Souvent utilisé pour des applications sanitaires, telles que l'eau potable. Le PVC est un matériau important utilisé pour stocker ou transférer des produits alimentaires.
La plupart des robinets à tournant sphérique en PVC jusqu'à DN50 ont une pression nominale maximale de PN16 (16 bars à température ambiante).

Construction et conception

2-voies

Un robinet à boisseau sphérique à deux voies en PVC est un robinet à boisseau sphérique droit doté de deux orifices, une entrée et une sortie. Le fluide ne circule que dans un sens dans ces vannes et elles sont considérées comme étant en ligne avec le reste de l'assemblage. Ces vannes peuvent être ouvertes ou fermées. La fonction quart de tour de la vanne facilite son utilisation et permet de détecter si la vanne est ouverte ou fermée. Si la poignée de la vanne est parallèle à la conduite ou au tuyau, la vanne est ouverte et le fluide s'écoule de l'entrée, à travers l'alésage de la bille, jusqu'à la sortie. Si la poignée est perpendiculaire à la conduite ou au tuyau, la vanne est fermée et le débit du fluide est interrompu.

3-voies

Le robinet à boisseau sphérique 3 voies en PVC est le robinet multivoies le plus couramment utilisé. Cette vanne comporte 3 orifices et deux types de conception : L-port et T-port. Il s'agit de la conception de l'alésage dans la bille, qui est le chemin d'écoulement du fluide. L'orifice en T ou en L permet à la vanne à bille à trois voies de mélanger, de distribuer ou de dévier le flux du média. Par conséquent, il est essentiel de comprendre les exigences de conception de l'alésage pour s'assurer que le débit souhaité est possible, car les orifices peuvent se trouver dans des positions différentes. Ces vannes manuelles à 3 voies sont actionnées par une poignée. Tourner la poignée d'un quart de tour modifie le sens de l'écoulement en fonction de la conception de l'alésage des vannes.

Figure 2 : Conception de port à 3 voies (port en T et port en L)

ISO-top

Un actionneur électrique ou pneumatique peut piloter les robinets à boisseau sphérique en PVC ISO- top. Ces vannes peuvent être à 2 ou 3 voies et sont d'excellentes solutions pour contrôler à distance votre vanne. En général, ces vannes sont dotées d'une bride standard ISO 5211. Les vannes dotées d'une bride ISO-5211 sont souvent appelées "ISO-top". Lors de la sélection d'un actionneur, il est important de vérifier si la vanne et l'actionneur ont la même taille de bride. La norme ISO 5211 prévoit une gamme de tailles de brides, telles que F03, F04, F05 et F07. Un autre paramètre important pour sélectionner l'actionneur adéquat est le couple de fonctionnement de la vanne. Veuillez noter que les valeurs exactes dépendent de multiples facteurs, tels que le type de fluide et la pression. En outre, les valeurs peuvent varier d'un fabricant à l'autre.

Figure 3 : Robinet à boisseau sphérique en PVC ISO-top

Production de chlorure de polyvinyle

Le PVC est l'abréviation de chlorure de polyvinyle et est le troisième polymère synthétique le plus utilisé après le PE et le PP. Il est produit par la réaction de 57 % de chlore gazeux et de 43 % d'éthylène gazeux. Le chlore gazeux est obtenu par électrolyse de l'eau de mer, et la distillation du pétrole brut permet d'obtenir de l'éthylène gazeux. Par rapport à d'autres plastiques, la production de PVC nécessite beaucoup moins de pétrole brut (le PE et le PP nécessitent environ 97 % de gaz éthylène). Le chlore et l'éthylène réagissent pour former de l'éthanedichlore, qui est ensuite transformé en monomère de chlore vinylique. En outre, ce matériau est polymérisé pour former le PVC. Enfin, certains additifs sont utilisés pour modifier les propriétés telles que la dureté et l'élasticité. En raison du processus de production relativement simple et de la grande disponibilité des matières premières, le PVC est un matériau rentable et relativement durable par rapport à d'autres plastiques. Le PVC présente une forte résistance à la lumière du soleil, aux produits chimiques et à l'oxydation due à l'eau.

Qu'est-ce que le U-PVC et le C-PVC ?

U-PVC, ou PVC-U, est l'abréviation de polychlorure de vinyle non plastifié. Ce matériau est également appelé PVC rigide. Lorsque le PVC est mentionné comme matériau de boîtier de vanne, il s'agit toujours de PVC non plastifié. Le U-PVC ne contient pas de phtalates ; ceux-ci ne sont utilisés que pour le PVC flexible.

Le CPVC, ou PVC chloré, a une plus grande résistance à la chaleur et peut être utilisé pour l'eau chaude. La chloration du PVC permet d'obtenir le CPVC. Une solution aqueuse de particules de PVC est chlorée et exposée à la lumière UV. La teneur en chlore est portée à 67 %. Le CPVC est plus cher que le PVC ordinaire et n'est utilisé que dans des applications spécialisées, telles que les chauffe-eau.

Critères de sélection

Les critères de sélection suivants doivent être pris en compte avant de choisir le robinet à boisseau sphérique en PVC pour votre application :

Conception de l'alésage : Le robinet à boisseau sphérique en PVC peut être droit à 2 voies ou avoir un orifice en T ou en L à 3 voies. Pour un écoulement rectiligne, il est préférable d'utiliser une vanne à deux voies. Pour des applications telles que le mélange, la distribution ou la dérivation, on utilise une vanne à trois voies.
Supports d'écoulement : Les vannes en PVC sont adaptées aux milieux corrosifs tels que l'eau de mer, les acides, les bases, les solutions salines et les solvants organiques. Cependant, le PVC n'est pas résistant aux hydrocarbures aromatiques et chlorés.
Température : Le PVC a un point de ramollissement et de fusion relativement bas. Sa plage de température s'étend de -15 à 60°C.
Pression : Le PVC offre une pression nominale inférieure à celle des vannes en laiton ou en acier inoxydable.
Coût : Les robinets à tournant sphérique en PVC constituent l'alternative la plus rentable par rapport aux robinets à tournant sphérique en laiton et en acier inoxydable.

Pour en savoir plus sur le choix d'un robinet à boisseau sphérique adapté à votre application, lisez notre article technique sur le choix des robinets à boisseau sphérique!

Applications

Les vannes en PVC sont utilisées de manière intensive dans une large gamme d'applications commerciales et résidentielles. Voici une liste des marchés typiques où les robinets à tournant sphérique en PVC sont utilisés :