Le clapet anti-retour mal compris

Trop souvent, cette valve est injustement blâmée lorsque des problèmes se produisent, mais le véritable coupable est son utilisation dans les mauvaises applications.

Les vannes peuvent être les vannes les plus mal comprises jamais inventées. Si vous mentionnez des clapulades à la plupart des membres du personnel de la plante, la réponse typique est «ils ne fonctionnent pas». En fait, ces membres du personnel ont peut-être supprimé les internes ou repeupler le système pour éviter d'utiliser les clapulades. En d'autres termes, ces vannes peuvent être la valve la moins populaire utilisée aujourd'hui.

Cet article explorera les bases des clapets anti-retour, comment ils fonctionnent, quels types il y a, comment les sélectionner et les installer, comment résoudre leurs problèmes et pourquoi ils ne sont pas toujours la cause du problème.

En termes simples, un clapet anti-retour permet le débit dans une direction et empêche automatiquement le débit arrière (débit inversé) lorsque le fluide dans la ligne inverse la direction. Ils sont l'une des rares vannes automatisées auto - qui ne nécessitent pas d'aide pour s'ouvrir et fermer. Bien que certains puissent être équipés de dispositifs pondérés et humides à l'extérieur pour des circonstances spéciales, la majorité n'a aucune assistance extérieure comme le montre le contrôle / désactivation ou d'autres vannes. Contrairement à d'autres vannes, ils continuent de travailler même si l'installation de l'usine perd de l'air, de l'électricité ou de la pression hydraulique, ou l'être humain qui pourrait les faire cycler manuellement.

Comme pour les autres types de vannes, les clandes à carreaux se trouvent dans une gamme complète de tailles, de matériaux et de connexions finales. Les tailles de ligne varient de 1/8 de pouce ou plus à 50 pouces et plus. Ils sont faits de bronze, de fonte, de plastiques, d'acier au carbone, divers grades d'acier inoxydable et d'alliages tels que Hastelloy, Inconel, Moneel et Titane. Les connexions d'extrémité incluent le filetage, la soudure à douille, la soudure de bout, le type à bride, le rainage, la plaquette et l'insertion.

Les clapulades se trouvent partout, y compris à la maison. Si vous avez une pompe de puisard au sous-sol, un clapet anti-retour est probablement dans la ligne de décharge de la pompe. En dehors de la maison, ils se trouvent dans des industries telles que le dessalement, l'eau et les déchets, les produits chimiques, les aliments et les boissons, la géothermie, l'exploitation minière, le pétrole et le gaz, l'électricité, la pulpe et le papier, le raffinage et plus encore.

Le clapet anti-retour mal compris

Comme les autres vannes, les clapulades sont utilisées avec une variété de milieux: liquides, air, autres gaz, vapeur, condensat et dans certains cas des liquides avec des particules ou des boues. Les applications incluent la pompe et la décharge du compresseur, les lignes d'en-tête, les disjoncteurs, non - relief de pression du code, les lignes de vapeur, les lignes de condensat, les pompes d'alimentation chimique, les tours de refroidissement, le chargement des racks, les lignes de purge d'azote, les chaudières, les systèmes HVAC, les services publics, les pompes à pression, les pompes de chape, les-}, les stations et les lignes injustes.

Comment ils fonctionnent

Les clapets anti-retour sont sensibles au débit et comptent sur la pression et le débit de la ligne pour s'ouvrir et se fermer. Le disque interne permet à l'écoulement de transmettre, ce qui ouvre la valve. Le disque commence à fermer la valve à mesure que le débit avant diminue ou est inversé, selon la conception. La fonction ou le but d'un clapet anti-retour est d'empêcher le flux inversé. La construction est normalement simple avec seulement quelques composants tels que le corps, le siège, le disque et la couverture. Selon la conception, il peut y avoir d'autres éléments tels qu'une tige, une épingle à charnière, un bras de disque, un printemps, une balle, des élastomères et des roulements.

L'étanchéité interne du disque et du siège du clapet anti-retour repose sur la pression de la ligne «inverse» par opposition à la force mécanique utilisée pour les vannes de contrôle activées / désactivées. Pour cette raison, les taux de fuite de siège admissibles sont plus importants pour les clapulades à contre-courant qu'avec les vannes de contrôle ON / OFF. MSS SP - 61 "Testing de pression des vannes en acier", publié par la fabricant de standardisation Society, est une norme utilisée par les fabricants pour effectuer des tests de fermeture de sièges et de coquilles pour les clapulades (ainsi que d'autres vannes). Les facteurs affectant la fuite du siège du clapet anti-retour comprennent la pression inversée, les milieux et ce dont le matériau du siège est fait (comme le métal ou un élastomère). Les surfaces des sièges en métal et en PTFE permettra généralement une certaine fuite tandis que les élastomères tels que Buna - n et Viton fournissent un arrêt étanche à la bulle (fuite zéro).

Pour cette raison, les élastomères doivent être pris en compte pour les milieux aériens / gaz et le scellement de pression faible -. Des considérations importantes lors de l'utilisation d'élastomères pour de telles vannes sont la température de service et la compatibilité de l'élastomère avec le support.

Quel est le clapet anti-retour idéal?

Quel que soit le type ou le style de vanne, le service gratuit de problèmes - proviendra de vannes de taille pour l'application, pas nécessairement la taille de la ligne. Idéalement, le disque est stable par rapport à l'arrêt interne en position ouverte lorsqu'il s'écoule ou complètement fermé lorsqu'il n'y a pas de débit ou de vérification. Lorsque ces conditions sont remplies, aucun bavardage du disque ne se produira, empêchant ainsi une défaillance prématurée de la valve. Malheureusement, la plupart des vannes à contre-courant sont sélectionnées de la même manière que les vannes de contrôle activées / désactivées sont sélectionnées par la taille de la ligne et le désir du plus grand CV disponible. Cela ignore le fait que contrairement aux vannes de contrôle ON / désactivé qui ont l'actionnement (manuel, pneumatique, hydraulique ou électronique), seules les conditions d'écoulement déterminent les performances internes du clapet anti-retour.

Les internes à carreaux sont sensibles à l'écoulement, contrairement aux vannes de contrôle ON / ONF. S'il n'y a pas assez de débit et de pression pour ouvrir complètement le clapet anti-retour, le bavardage de garniture se produit à l'intérieur de la vanne. Il en résulte une usure prématurée, un potentiel de défaillance et une chute de pression plus élevée que calculée.

Chaque fois qu'une partie métallique se frotte contre une autre partie métallique, l'usure est un résultat. Cela conduit à une défaillance éventuelle du composant lui-même. Une défaillance de composante peut entraîner la vanne qui n'exécute pas sa fonction, ce qui, dans le cas d'un clapet à carreau, est d'empêcher le flux inversé. Dans les cas extrêmes, une défaillance pourrait entraîner l'échappement des composants dans la ligne, provoquant une défaillance ou une non-performance d'autres vannes ou équipements dans la ligne.

En règle générale, la chute de pression est calculée en fonction de l'ouverture de la clape de rétroaction à 100% comme avec les vannes de contrôle ON / OFF. Cependant, si le débit n'est pas suffisant pour atteindre l'ouverture complète et que le clapet anti-retour n'est que partiellement ouvert, la chute de pression sera plus élevée que ce qui est calculé. Cela est dû à la maximum du CV effectif de la vanne lorsque le clapet anti-retour est partiellement ouvert. Dans cette situation, un CV à grande échelle devient en fait préjudiciable au clapet anti-retour (contrairement aux vannes de contrôle sur / désactivées). Il en résulte un bavardage du disque et une défaillance éventuelle. Ce n'est pas le cas avec d'autres vannes. Par exemple, avec une vanne de porte complètement ouverte, le coin est hors du chemin d'écoulement. Par conséquent, l'écoulement à travers la valve n'affecte pas les performances du coin, que ce débit soit faible, moyen ou élevé.

Différents types de clapulades sont disponibles. Certains des types les plus populaires sont inclus ci-dessous. Tout cela peut être utilisé pour les supports propres. Comme pour d'autres types de vannes, des clapulades spécialisées peuvent être trouvées pour des applications uniques. Bien qu'aucun type de vanne n'est bon pour toutes les applications, chacun présente ses avantages.

Prendre le temps de contacter le fabricant pour aider à la sélection peut vous aider à trouver le meilleur ajustement. Cela est particulièrement vrai si vous rencontrez des problèmes avec le type de clapet anti-retour actuellement installé.

Chèque de balançoire

Les vérifications de swing sont une conception simple à l'aide d'un disque attaché à un bras qui est articulé en haut de la vanne (en position de 12 heures). Le débit inversé et la gravité aident la valve à fermer. Les contrôles de swing peuvent être utilisés pour la plupart des médias et offrent généralement une bonne capacité d'écoulement. Ils ne doivent être installés qu'en position d'écoulement horizontal. En effet, ils ne fonctionneront pas correctement dans les positions d'écoulement verticales. Ils n'ont pas non plus tendance à bien sceller dans des applications à basse contre-pression. Ces clapets anti-retour varient en taille de ½ pouce et plus petits à 50 pouces et plus, et sont disponibles avec des connexions filetées, soudure à douille, à bride ou à l'extrémité de soudure. Les contrôles de swing sont généralement faciles à inspecter et à maintenir. Dans la plupart des cas, les réparations peuvent être effectuées avec la valve dans la ligne. En raison de leur conception, les vérifications de swing ne sont pas rapides - Vannes de fermeture en raison de la distance de déplacement de l'ouverture complète à la fermeture. Cela signifie qu'ils sont très sensibles aux problèmes de marteau d'eau. La plupart des clapets anti-retour de swing rencontrent ANSI B16.10 face - à - Dimensions du visage et permettra le pigging de la ligne. Il y a une variation de la vérification du swing appelé la vérification du disque inclinable. Cependant, cette version ne permet pas de pigging de ligne.

Chèque de piston / popet

Les clapets d'échec de style Piston ou Poppet sont disponibles en ligne, incliné (y -}), ou conceptions de corps conventionnelles (90 degrés T -). Tous les types sont considérés comme un style de clapet anti-retour silencieux qui empêche le marteau à eau et le débit inversé. Il le fait en utilisant un disque assisté à ressort - en ligne avec l'écoulement qui a une courte distance de déplacement, ce qui a entraîné une valve de fermeture rapide -. Alors que la vitesse avant commence à ralentir, l'assistance à ressort commence à fermer le disque. Au moment où la vitesse vers l'avant atteint zéro, le disque de soupape est fermé contre le siège avant que le débit inversé puisse se produire, empêchant les surtensions de pression dans la ligne et empêchant ainsi le marteau à eau. La plupart des conceptions peuvent être installées dans n'importe quelle position, y compris le flux vers le bas si le ressort approprié est installé. Les clapulades anti-piston / poppet sont disponibles de 1/4 à 24 pouces et plus. La conception du corps sélectionnée déterminera la chute de pression; Les conceptions en ligne offriront les meilleures performances de flux. Les clapets anti-retour Piston / Popet sont disponibles avec plusieurs connexions d'extrémité différentes, notamment des connexions filetées, à bride, soudables, etc. Des connexions d'extrémité spéciales sont disponibles, mais vous devrez consulter le fabricant du clapet anti-retour. Certains de ces clapulades peuvent être inspectés et réparés en ligne. Idéalement, ce style de clapet anti-retour ne doit être utilisé que pour un service multimédia propre sans particules.

Vérification de l'insertion de la bride

Les clapets anti-retour des insert de la bride sont un clapet anti-retour extrêmement compact, la plaquette - pour la tuyauterie à bride. Ils sont couramment utilisés dans la ligne - et varient de ½ pouce à 20 pouces. Ce style est également considéré comme un type de contrôle silencieux qui aide à prévenir le marteau à eau. En conséquence, ils auront un printemps interne qui aide à la fermeture de la valve. La vérification de l'insertion de la bride et sa conception compacte permettent de lui être ajoutée à un système existant avec une modification minimale de la tuyauterie requise.

Vérification guidée du centre

Les clapulades guidés du centre sont un autre type de clapet anti-retour silencieux. Ils sont également conçus pour empêcher le marteau à eau ainsi que le débit inversé. Ce style est similaire au piston / poppet. Il relève également de MSS SP125 et 126 pour les spécifications. Ils sont disponibles dans des styles à bride avec des tailles de 2 à 24 pouces et parfois plus grandes. De même, ce style convient le mieux aux supports propres sans particules.

Chèques de balle

Les clapulades à billes utilisent une balle à l'intérieur du corps pour contrôler le mouvement de l'écoulement. Ce style est également considéré comme un type de contrôle silencieux. La balle est libre de tourner, entraînant une usure uniforme et une action d'essuyage entre la balle et le siège.

Cette fonctionnalité rend les vérifications de balle utiles pour les supports visqueux. Les contrôles de balle se trouvent généralement dans des tailles plus petites de 2 pouces et moins. Certaines conceptions incluent un ressort pour aider à la fermeture et à utiliser dans les styles de degrés 90 - installés en lignes verticales. Selon la conception du corps, les chutes de pression avec les types de balles peuvent être plus élevées qu'avec d'autres types de clapulades. Des vérifications de balle sont disponibles dans diverses connexions d'extrémité, y compris la soudure filetée et à douille. Certaines conceptions corporelles permettent une réparation / inspection en ligne.

Sélection

Parmi les nombreux facteurs à considérer lors de la sélection d'un clapet à contre-contrôle figurent la compatibilité des matériaux avec le milieu, l'évaluation de la pression de la vanne (ANSI), la taille des lignes, les données d'application (flux, la conception / conditions de fonctionnement), l'installation (horizontale, le flux vers le haut ou le flux vers le bas), la connexion finale, les dimensions de l'enveloppe (en particulier si vous remplacez une valve existante pour éviter les modifications de tuyaux), les exigences de levage et les exigences spéciales, telles que l'oxygène, le nettoyage de l'oxyge

Il existe de nombreuses conceptions de clapulades à carreaux, les plus anciens et les plus courants étant le chèque de swing.

Résolution de problèmes

Lors du remplacement d'un clapet anti-retour, il est utile de poser les questions simples suivantes:

Pourquoi est-ce que je remplace cette valve?

Quel était le problème?

Parfois, nous sommes tellement occupés ou absorbés dans d'autres choses, nous oublions que la cause peut aider à la solution.

Les problèmes de clapets de contrôle courants comprennent le bruit (marteau à eau), les vibrations / bavardages, l'écoulement inversé, le collage, les fuites, les internes manquants, l'usure des composants ou les dommages. Cependant, il convient de mentionner que normalement la cause réelle est la mauvaise taille, le printemps et / ou le style pour l'application du clapet anti-retour. Dans de tels cas, le problème est l'application, pas le clapet anti-retour.

Deux des problèmes les plus courants avec les clapulades sont des dimensières incorrectes ou une installation incorrecte. Le dimensionnement incorrect se présente sous l'une des deux formes. Si le CV de soupape est trop petit pour l'application, vous verriez une chute de pression très élevée qui pourrait entraîner une usure prématurée de la valve en raison des vitesses élevées impliquées. Plus souvent, si le CV de la vanne est trop grand pour l'application, il n'y aura pas suffisamment de chute de pression créée à travers le clapet anti-retour pour l'ouvrir complètement. Tout clapet anti-retour qui n'est pas complètement ouvert a une forte probabilité de bavardage qui entraînera une défaillance prématurée de la vanne. Une installation incorrecte implique de ne pas avoir la quantité appropriée de tuyau droit en amont du clapet anti-retour. Idéalement, un minimum de 10 diamètres de tuyaux de tuyau droit en amont du clapet anti-retour est souhaité. Il s'agit d'assurer un joli flux laminaire passant par le clapet anti-retour. Des distances plus courtes peuvent provoquer des turbulences d'écoulement et un rotation qui peuvent porter prématurément n'importe quel style de clapet anti-retour.

Les exemples de certains autres problèmes pour les clapulades comprennent l'écoulement inversé et le marteau à eau. Dans les deux situations, une valve de fermeture rapide - est souhaitée. Le débit inversé peut être coûteux, surtout s'il se produit à la décharge d'une pompe et que la pompe tourne vers l'arrière. Le coût de réparation ou de remplacement de la pompe, plus les temps d'arrêt de l'usine, dépasse de loin le coût de l'installation du bon clapet anti-retour en premier lieu. Avec un marteau à eau, vous avez besoin d'un clapet anti-retour - plus rapide pour éviter les surtensions de pression et les ondes de choc qui en résultent qui se produisent lorsque le disque claque dans le siège, envoyant du bruit, des vibrations et des sons de martèlement qui peuvent rompre les tuyaux et les équipements de dommage et les supports de tuyaux.

Si les internes sont manquants ou présentent une usure excessive, deux facteurs peuvent se produire. Premièrement, si le clapet anti-retour sélectionné n'a pas suffisamment de débit pour le maintenir contre son arrêt, une vanne avec un CV inférieur est nécessaire pour empêcher le bavardage des internes. Deuxièmement, si le clapet anti-retour est utilisé à la décharge d'un compresseur d'air ou de gaz alternatif, une vanne de spécialité avec une conception amorti ou un Dashpot pour gérer un cycle de fréquence élevé - est nécessaire. Le collage peut se produire lorsque l'échelle ou la saleté est piégée entre le disque et l'alésage du corps. La fuite peut se produire par des dommages au siège ou au disque ou à des déchets simples dans la ligne. Un élastomère est nécessaire pour fournir une fuite nulle.

Installation

Lors de l'installation des clapulades, pointez la flèche d'écoulement dans le sens de l'écoulement pour permettre à la vanne d'effectuer sa fonction prévue. La flèche de débit peut être trouvée sur le corps ou la balise. Assurez-vous que le type de soupape fonctionnera dans la position installée. Par exemple, tous les clapets anti-retour ne fonctionneront pas dans une ligne verticale avec un flux vers le bas, et les clapettes anti-piston conventionnelles ou 90 - ne seront pas effectuées dans une ligne verticale sans ressort pour repousser le disque dans le chemin d'écoulement. Le disque dans certains clapulades s'étend dans le pipeline lorsque les vannes sont complètement ouvertes. Cela pourrait interférer avec les performances d'une autre vanne boulonnée directement dans le clapet anti-retour. Comme nous l'avons discuté plus tôt, si possible, installez le clapet anti-retour un minimum de 10 diamètres de tuyaux en aval de tout composant d'ajustement ou de système de tuyauterie qui pourrait provoquer des turbulences. Remarquez, j'ai dit "si c'est possible". Après tout, combien de clandes à contre-courant avez-vous vu boulonné à la décharge d'une pompe? Beaucoup! Une bonne source de référence pour l'installation de chèques et d'autres styles de vannes est MSS SP-92 «Guide des utilisateurs de valves», publié par la Manufacturers Standardisation Society.

Comment sont les clapulades comme les portes?

Enfin, j'aime comparer les clapets anti-retour aux portes -, que cette porte soit à votre bureau ou à votre maison. En règle générale, vous ouvrez la porte de votre bureau au début de la journée et la fermez à la fin, ce qui est similaire à ce qui se passe lorsqu'une pompe est à vélo. Cependant, si quelqu'un se tient à votre porte et le fait constamment l'ouvrir et la fermeture, que pourrait-il se passer? Dans la plupart des cas, les épingles à charnière échoueraient, car ils sont le lien faible dans le fonctionnement de votre porte.

Les clapets anti-retour sont confrontés à une situation similaire. Des épingles, des tiges, des ressorts ou d'autres composants constamment cyclées peuvent échouer. C'est pourquoi il est important de sélectionner correctement les clapulades pour leurs applications spécifiques. La taille de la ligne n'est pas nécessairement égale à la taille du clapet anti-retour. Un clapet anti-retour avec un CV élevé dans une application à faible débit est condamné dès le début. Ce n'est pas la faute du clapet anti-retour, c'est la faute de la mauvaise sélection pour l'application. Le clapet anti-retour sélectionné aurait bien fonctionné dans des conditions d'écoulement appropriées. Malheureusement, le clapet anti-retour installé est blâmé pour l'échec, alors qu'en réalité le coupable était l'application. Il est toujours préférable d'examiner les conditions d'application et de service avec le fabricant avant d'acheter un clapet anti-retour pour s'assurer que le style et les options corrects sont sélectionnés.