Guide de sélection des types de raccordement d'extrémité de vanne pour l'industrie

Au cœur de tout système de contrôle des fluides se trouve la vanne, et la méthode par laquelle les vannes se connectent aux systèmes de tuyauterie a un impact critique sur la sécurité, la fiabilité et l'efficacité de la maintenance. Avec de nombreuses options de connexion d'extrémité de vanne disponibles, les ingénieurs sont souvent confrontés à des défis de sélection. Cette analyse examine les caractéristiques, les avantages et les limites des différentes méthodes de connexion des vannes tout en fournissant des conseils pratiques de sélection.

Le choix de la connexion de vanne appropriée nécessite une évaluation minutieuse de multiples considérations techniques :

• Pression nominale : Le principal facteur de sélection. Différentes connexions présentent des tolérances de pression variables, ce qui nécessite de vérifier que la méthode choisie peut résister à la pression maximale du système avec une marge de sécurité adéquate. Les systèmes à haute pression exigent généralement des connexions soudées ou à bride, tandis que les options filetées conviennent aux applications à basse pression.
• Prévention des fuites : Une étanchéité efficace reste primordiale. Les connexions soudées offrent une étanchéité supérieure, mais entraînent des coûts d'installation plus élevés. Les raccords filetés et à compression nécessitent des produits d'étanchéité ou des joints pour un confinement correct des fluides.
• Efficacité de l'installation : Les connexions filetées et à compression permettent une installation plus rapide que les alternatives soudées nécessitant un équipement spécialisé. Les systèmes nécessitant une maintenance fréquente peuvent bénéficier de connexions à bride ou à collier.
• Stabilité mécanique : La rigidité de la connexion influence directement la stabilité du système. Les joints soudés et à bride offrent un ancrage supérieur par rapport aux connexions filetées nécessitant souvent un support supplémentaire.
• Accessibilité de la maintenance : En tant que composants sujets à l'usure, les vannes nécessitent un entretien périodique. Les connexions facilement détachables (à bride, à collier) minimisent les temps d'arrêt et les dépenses de maintenance.
• Gestion des stocks : La normalisation des types de connexion dans les systèmes simplifie le contrôle des stocks et réduit la complexité des achats sans compromettre les performances.
• Conformité réglementaire : Les normes spécifiques à l'industrie (ANSI, ASME, DIN) imposent des spécifications de connexion particulières pour garantir la sécurité du système et le respect de la réglementation.
• Contraintes de poids/dimension : Les applications aérospatiales et mobiles privilégient les connexions légères et compactes pour respecter les budgets de poids stricts.
• Considérations de coût : L'analyse du coût total doit englober les matériaux, l'installation et les dépenses de maintenance du cycle de vie tout en répondant aux exigences techniques.

Les connexions filetées offrent des solutions compactes et faciles à installer, les vannes étant généralement dotées de filetages femelles s'accouplant avec des filetages mâles de tuyaux. Des conceptions spécialisées peuvent incorporer des filetages mâles ou des configurations mixtes. Les spécifications de filetage normalisées garantissent la compatibilité :

• NPT (National Pipe Taper) : La norme américaine de filetage conique reposant sur la déformation du filetage pour l'étanchéité, nécessitant du ruban adhésif pour tuyaux ou un produit d'étanchéité pour l'intégrité des fluides. Défini par ANSI/ASME B1.20.1 allant de 1/16" à 24", bien que les tailles supérieures à 4" utilisent généralement des brides.
• BSPT (British Standard Pipe Taper) : Similaire au NPT mais avec un angle de filetage de 55° contre 60° pour le NPT. Bien que les filetages mâles NPT puissent s'engager mécaniquement avec les femelles BSPT, le décalage angulaire empêche une étanchéité fiable.
• BSPP (British Standard Pipe Parallel) : Filetages droits nécessitant des joints toriques ou des joints pour l'étanchéité par compression plutôt que par déformation du filetage.

• Soudure à emboîtement : Comporte des orifices de vanne légèrement plus grands que le diamètre extérieur du tuyau, la soudure étant effectuée autour de la périphérie de l'emboîtement. Courant pour les tuyauteries de moins de 2", offrant une étanchéité fiable. Certaines vannes intègrent des dissipateurs thermiques pour protéger les composants internes pendant le soudage.
• Soudure bout à bout : Nécessite des diamètres de tuyau et de vanne correspondants avec des bords biseautés formant une rainure en V pour le soudage. Fournit une étanchéité robuste pour les systèmes de petit diamètre avec des considérations de protection thermique similaires.
• Brasage : Courant dans la plomberie résidentielle, cette méthode chauffe les douilles de vanne tout en appliquant un métal d'apport qui agit par capillarité autour du joint. Crée des connexions durables résistantes aux coups de bélier et aux cycles thermiques.
• Ciment solvant : Utilisé avec les systèmes PVC/CPVC où le ciment fusionne chimiquement les composants en assemblages permanents. Nécessite une rotation d'un quart de tour lors de l'insertion pour une liaison optimale.

Les brides permettent des connexions réparables conformes aux normes de l'industrie comme ANSI/ASME B16.5 (US) et DIN EN 1092-1/ISO 7005 (européenne) :

• ANSI/ASME B16.5 : Classe les brides par pression nominale (150# à 2500#) avec des cercles de boulons dimensionnés de 1/2" à 24". Les types de face courants incluent la face surélevée (RF) avec des surfaces d'étanchéité en saillie.
• Normes DIN/ISO : Utilisent les désignations DN (diamètre en mm) et PN (pression en bar) allant de DN10 à DN2000 et de PN2.5 à PN100.
• Type à oreilles : Comporte des trous taraudés pour les boulons provenant des brides opposées, adaptés au service en impasse.
• Type à plaquette : Courant pour les vannes papillon, pris en sandwich entre des brides à l'aide de boulons traversants sans engagement fileté.
• Tri-Clamp : Connexions hygiéniques utilisant des colliers articulés comprimant des joints entre des brides rainurées, avec des variantes incluant des conceptions à charnière simple/double.
• SAE J518 : Norme de bride hydraulique comportant des conceptions fendues ou monoblocs avec des rainures pour joints toriques, classées comme Code 61 (3000 psi) ou Code 62 (6000 psi).

• Compression traditionnelle : Utilise des viroles et des écrous de compression qui se déforment contre le tuyau et le corps de la vanne lorsqu'ils sont serrés, courants dans les conduites d'eau résidentielles.
• Push-to-Connect : Permet un assemblage sans outil grâce à des joints toriques internes et des bagues de serrage qui fixent les tuyaux tout en permettant le désengagement du collier de déverrouillage.
• Tuyau barbelé : Connexions simples à basse pression où le tuyau étiré agrippe les barbes de la vanne, en option renforcées avec des colliers de serrage.

Incorporant des écrous filetés qui joignent les extrémités de la vanne aux raccords de tuyaux (soudés, collés ou filetés), les unions facilitent le retrait de la vanne pour la maintenance sans perturber la tuyauterie.

Comporte des surfaces de montage plates avec des joints toriques encastrés qui scellent contre les orifices du collecteur lorsqu'ils sont boulonnés. Courant dans les systèmes pneumatiques comme les installations de vannes solénoïdes NAMUR.