Robinets à bille à gaz : Leur importance et leur fonctionnalité

Les robinets à boisseau sphérique pour gaz sont des composants essentiels de divers systèmes de distribution de gaz. Ils contrôlent le débit de gaz et assurent la sécurité et la fiabilité des opérations résidentielles, commerciales et industrielles. Les robinets à boisseau sphérique pour gaz ont une construction robuste, une tolérance aux pressions et températures élevées, et respectent des normes industrielles et des tests stricts pour la sécurité du personnel et des équipements. Cet article présente les caractéristiques, les critères de sélection, les applications et les normes industrielles des robinets à boisseau sphérique pour gaz.

Table des matières

• Qu'est-ce qu'un robinet à boisseau sphérique pour le gaz ?
• Caractéristiques
• Choix d'un robinet à boisseau sphérique pour le gaz
• Applications
• Normes relatives aux robinets à boisseau sphérique pour le gaz
• Test des robinets à boisseau sphérique pour le gaz
• FAQ

Qu'est-ce qu'un robinet à boisseau sphérique pour le gaz ?

Un robinet à boisseau sphérique pour gaz est un robinet quart de tour dont l'élément de fermeture est un boisseau creux et perforé. La sphère est percée en son centre d'un trou, ou orifice, qui permet ou limite le flux de gaz lorsque la vanne est actionnée. Lorsque la bille est alignée avec le tuyau ou la tuyauterie, la vanne s'ouvre, permettant au gaz de passer. Inversement, lorsque la bille est tournée perpendiculairement à la trajectoire du flux, la vanne est fermée, obstruant le flux de gaz.

Les robinets à boisseau sphérique pour gaz sont rapides et fiables, ce qui les rend adaptés aux applications où un contrôle rapide du débit de gaz est crucial, comme dans les systèmes d'arrêt d'urgence ou les opérations de contrôle des processus. Les systèmes de tuyauterie utilisent des robinets à boisseau sphérique pour transporter des fluides tels que le gaz de pétrole liquéfié (GPL), les gaz naturels, les hydrocarbures et les huiles chimiques. Ces vannes contrôlent efficacement le débit des fluides dans les systèmes à usage résidentiel, commercial ou industriel.

Caractéristiques

Les robinets à tournant sphérique pour gaz présentent des caractéristiques uniques qui les rendent mieux adaptés aux demandes et exigences particulières des applications gazières, garantissant ainsi un fonctionnement sûr et efficace.

• Conception anti-incendie : Les robinets à tournant sphérique pour gaz ont souvent une conception anti-incendie pour renforcer la sécurité en cas d'incendie ou d'exposition à des températures extrêmes. Cette conception inclut des caractéristiques telles que des joints métal-métal et des matériaux résistants au feu comme le graphite, afin d'éviter les fuites et de maintenir l'intégrité de l'étanchéité même dans les applications à haute température. Les joints métal-métal impliquent généralement un contact entre des surfaces métalliques, telles que la bille et le corps de la vanne ou la tige et le corps de la vanne. Le contact métal-métal crée un joint robuste qui peut résister à des conditions de pression et de température élevées, minimisant ainsi le risque de fuite.
• Capot allongé : Le chapeau étendu fournit une isolation et une protection supplémentaires pour la tige et la garniture, ce qui permet à la vanne de fonctionner de manière fiable dans des températures extrêmes.
• Conception antistatique : Les robinets à tournant sphérique pour gaz intègrent souvent des caractéristiques antistatiques afin d'éviter l'accumulation d'électricité statique, qui peut être dangereuse dans les applications gazières. Il s'agit par exemple de ressorts de mise à la terre ou de matériaux conducteurs, qui dissipent toute charge statique susceptible de s'accumuler pendant le fonctionnement de la vanne.
• Etanchéité de la tige et du siège : Les robinets à tournant sphérique pour gaz sont souvent dotés de mécanismes d'étanchéité de la tige et du siège améliorés pour assurer une fermeture étanche et minimiser les fuites de gaz. Il s'agit notamment de sièges à ressort, de garnitures à charge vive ou d'autres technologies d'étanchéité pour maintenir l'intégrité et réduire le risque de fuite de gaz.
• Poignée jaune : Les robinets à boisseau sphérique pour gaz se distinguent des autres robinets par leur poignée jaune (figure 1), ce qui signifie qu'ils sont approuvés par la CSA et peuvent être utilisés avec des gaz inflammables (voir plus loin). Bien que la poignée jaune ne soit pas officielle, elle permet de distinguer les robinets à boisseau sphérique à gaz des autres.
• Robinet pilote : Les vannes de gaz sont équipées de robinets pilotes pour les manomètres qui contrôlent et surveillent la pression du fluide. Ces jauges permettent d'effectuer des tests de pression afin de s'assurer que le système fonctionne dans les limites des niveaux de pression acceptés.

Choix d'un robinet à boisseau sphérique pour le gaz

Tenez compte des directives de la Gas Appliance Regulation (GAR) lorsque vous choisissez un robinet à boisseau sphérique pour le gaz. Le robinet à boisseau sphérique pour gaz doit être conforme aux exigences du système, telles que la pression, la température et les configurations de montage, comme un robinet à boisseau sphérique classique. Le choix d'un robinet à boisseau sphérique pour le gaz doit également tenir compte de quelques critères spécifiques, comme indiqué ci-dessous :

• Caractéristiques d'écoulement : Considérer les caractéristiques du flux de gaz dans le système. Certains gaz peuvent présenter un écoulement turbulent ou contenir des particules ou des contaminants. Dans ce cas, le choix d'un robinet à boisseau sphérique pour gaz dont la conception minimise les perturbations de l'écoulement, comme un orifice complet ou des options de garniture uniques (caractéristiques spécifiques ou modifications des composants internes du robinet conçues pour optimiser les caractéristiques de l'écoulement et minimiser les turbulences), peut contribuer à maintenir un écoulement régulier du gaz et à réduire le risque de colmatage ou d'érosion.
• Classification des fuites des robinets à boisseau sphérique de gaz : Les robinets à boisseau sphérique sont classés en fonction de leur taux de fuite. Les deux classifications couramment utilisées sont API 598 et ANSI/FCI 70-2.
  • L'API 598 définit six classes de taux de fuite, allant de la classe I (aucune fuite visible) à la classe V (fuite importante autorisée).
  • La norme ANSI/FCI 70-2 introduit un système de classification plus précis, allant de la classe I à la classe VI, la classe VI représentant la fermeture la plus étanche et les fuites les plus faibles.
• Matériaux : Les robinets à boisseau sphérique à gaz fonctionnent dans des conditions de température et de pression élevées. Il est essentiel de prévenir les fuites de fluides, étant donné la nature combustible de la plupart des fluides de travail. Ces robinets à boisseau sphérique pour gaz sont à siège métallique ou PTFE afin d'éviter toute possibilité de fuite de fluide. L'aluminium, le cuivre, l'acier inoxydable et le laiton sont des choix populaires pour les boîtiers de robinets à boisseau sphérique.
• Conception : Les robinets à boisseau sphérique pour gaz peuvent avoir une conception à boisseau flottant ou à boisseau monté sur tourillon. Les robinets à tournant sphérique flottant s'appuient sur la pression du fluide pour créer une étanchéité entre la sphère et les sièges. Les robinets à tournant sphérique montés sur tourillon ont un ancrage mécanique du tournant sphérique en haut et en bas, ce qui permet des pressions plus élevées et des applications de plus grande taille tout en maintenant d'excellentes performances d'étanchéité.
• Mécanisme de soulagement de la cavité : Les robinets à tournant sphérique pour gaz intègrent souvent un mécanisme de décharge de la cavité afin d'éviter une accumulation excessive de pression dans la cavité du robinet. Ce mécanisme consiste généralement en un petit trou de décharge ou un évent en amont ou en aval de la bille. Il libère le fluide piégé dans la cavité, minimisant ainsi le risque d'endommagement ou de dysfonctionnement de la valve.
• Respect des normes industrielles : Les robinets à boisseau sphérique pour le gaz sont conçus et fabriqués pour répondre aux normes et réglementations spécifiques de l'industrie, telles que celles établies par des organisations comme l'American Gas Association (AGA), l'American Petroleum Institute (API) ou l'Organisation internationale de normalisation (ISO). Il peut s'agir de normes de conception antidéflagrantes ou de sécurité intrinsèque, de résistance au feu ou de certifications de sécurité.

Consultez notre guide de sélection des robinets à tournant sphérique pour plus de détails sur les paramètres à prendre en compte lors de la sélection d'un robinet à tournant sphérique.

Applications

Les robinets à boisseau sphérique pour gaz trouvent de nombreuses applications dans diverses industries où le contrôle, la régulation et l'isolation de différents gaz sont nécessaires. Voici quelques applications typiques des robinets à boisseau sphérique dans des systèmes gaziers spécifiques :

• Gaz de pétrole liquéfié (GPL) : Les vannes à bille sont couramment utilisées dans les systèmes GPL pour les applications résidentielles, commerciales et industrielles. Ils assurent un contrôle efficace et une fermeture sûre du GPL, permettant une utilisation fiable dans les réseaux de distribution, les réservoirs de stockage, les bouteilles et les équipements tels que les brûleurs, les appareils de chauffage et les cuisinières.
• Systèmes de gaz industriels : Les vannes à bille sont essentielles dans les systèmes de gaz industriels, tels que l'oxygène, l'azote et l'argon. Ils assurent un contrôle sûr et fiable dans les usines de production de gaz, les installations de stockage et les réseaux de distribution, et soutiennent les processus de fabrication, les opérations de soudage et les applications de laboratoire.
• Systèmes de gaz médicaux : Dans les établissements médicaux, les robinets à boisseau sphérique sont utilisés dans les systèmes de gaz médicaux pour distribuer et réguler différents gaz.
• Industrie pétrolière et gazière : Les robinets à boisseau sphérique pour gaz sont essentiels dans les systèmes de têtes de puits, les pipelines, les raffineries, les usines pétrochimiques et les installations de stockage, car ils contrôlent le flux de gaz naturel, de méthane et d'autres hydrocarbures pendant l'extraction, le traitement et la distribution.

Normes relatives aux robinets à boisseau sphérique pour le gaz

La plupart des pays disposent d'un organisme chargé de veiller à ce que la conception et les caractéristiques des robinets à boisseau sphérique soient sûres.

• Institut américain du pétrole (API) : L'API élabore des normes, notamment API 6D et API 608, pour les vannes de pipeline et les vannes industrielles utilisées dans l'industrie du pétrole et du gaz.
• Société américaine des ingénieurs en mécanique (ASME) : L'ASME établit des normes, telles que la norme ASME B16.34, pour la conception, les matériaux et les performances des robinets à boisseau sphérique pour le gaz.
• Association canadienne de normalisation (CSA) : La CSA élabore des normes, telles que la norme CSA Z245.15, pour les vannes de pipeline utilisées au Canada. Ils fournissent également des certifications et des évaluations pour les robinets à boisseau sphérique à gaz.
• British Standards Institution (BSI) : BSI développe et publie des normes, notamment la norme BS EN 331, qui spécifie les exigences relatives aux robinets à boisseau sphérique utilisés dans les systèmes de distribution de gaz au Royaume-Uni.
• Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches (DVGW) : Le DVGW établit des normes pour les technologies du gaz et de l'eau en Allemagne. Ils disposent de règles spécifiques, telles que le DVGW G 260, pour les robinets à boisseau sphérique utilisés dans les systèmes de distribution de gaz.
• Nederlands Normalisatie-instituut (NEN) : Le NEN est l'organisme national de normalisation des Pays-Bas chargé d'élaborer et de promouvoir des normes dans divers secteurs.
• Organisation internationale de normalisation (ISO) : L'ISO est un organisme international de normalisation qui élabore des normes pour diverses industries, y compris les robinets à boisseau sphérique pour le gaz. Par exemple, la norme ISO 17292 spécifie les exigences relatives aux robinets à tournant sphérique en métal utilisés dans l'industrie du gaz naturel et les industries connexes.

Les pressions nominales et les désignations spécifiques peuvent varier en fonction des normes régionales, des réglementations et des spécifications du fabricant.

Test des robinets à boisseau sphérique pour le gaz

Le test des robinets à boisseau sphérique implique diverses procédures pour évaluer leur performance, leur intégrité et leur conformité aux normes de l'industrie.

• Test de pression : La soupape est soumise à des pressions élevées (environ 1,5 fois la pression nominale) pour simuler les conditions de fonctionnement réelles et vérifier sa capacité à résister à la pression nominale spécifiée sans fuite ni défaillance. Les tests de pression consistent généralement à augmenter progressivement la pression et à surveiller tout signe de fuite ou de problème d'intégrité structurelle.
• Essai d'étanchéité : Le test d'étanchéité est crucial pour s'assurer que le robinet à boisseau sphérique maintient un joint étanche et ne permet pas de fuite de gaz, ce qui pourrait présenter des risques pour la sécurité.
• Test de débit : Le test de débit permet d'évaluer les performances du robinet à boisseau sphérique en termes de capacité à réguler le débit de gaz de manière précise et cohérente. Ce test mesure des paramètres tels que le débit, la perte de charge et la réaction de la vanne aux changements de conditions de débit.
• Test d'endurance : Les tests d'endurance évaluent la durabilité à long terme et la fiabilité opérationnelle du robinet à boisseau sphérique. Il s'agit de soumettre la vanne à des cycles répétitifs d'ouverture et de fermeture, simulant ainsi sa durée de vie prévue dans des conditions de fonctionnement normales. Ce test garantit que la vanne peut supporter un usage fréquent sans détérioration des performances ou de l'intégrité structurelle.

FAQ

Peut-on utiliser un robinet à boisseau sphérique pour le gaz ?

Oui, les robinets à tournant sphérique sont couramment utilisés pour les applications gazières car ils assurent un contrôle efficace, une fermeture fiable et une facilité d'utilisation dans les systèmes gaziers.

Quelle vanne utiliser pour le gaz naturel ?

Un robinet à boisseau sphérique pour le gaz est un excellent choix pour le gaz naturel. Ils sont fiables, durables et offrent une bonne étanchéité.

Un robinet à boisseau sphérique pour le gaz peut-il être utilisé pour l'eau ?

Bien que les robinets à boisseau sphérique pour gaz soient principalement conçus pour être utilisés avec des gaz, ils peuvent également être utilisés pour des applications dans le domaine de l'eau dans certains cas. Il convient toutefois de tenir compte de la compatibilité des matériaux, des pressions et des températures nominales, ainsi que des certifications ou normes applicables aux applications dans le domaine de l'eau.

Quelles sont les différences entre les robinets à boisseau sphérique pour l'eau et le gaz ?

Les robinets à tournant sphérique pour l'eau peuvent utiliser des matériaux plus compatibles avec l'eau et avoir des pressions nominales plus faibles. Les robinets à tournant sphérique pour le gaz peuvent nécessiter des certifications ou des approbations spécifiques pour les applications gazières, qui peuvent ne pas être nécessaires pour les robinets à tournant sphérique pour l'eau.