Robinet à vanne

CHAPITRE 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE
PRINCIPAUX TYPES DE ROBINETS
Robinet à vanne
Le robinet à vanne est beaucoup utilisé dans les canalisations industrielles. C’est un robinet
d’arrêt : il arrête le fluide complètement ou le laisse circuler librement.
De par leur conception, les vannes conviennent donc à un service d’ouverture à pleine capacité.
Lorsque le disque est levé complètement, le courant circule directement sans aucune résistance
(figure 3.1).
Figure 3.1 Robinet à vanne (Crane Canada)
Écrou de volant
Tige
Volant
Tige
Écrou de
Fouloir
fouloir
Garniture
Chapeau
Anneau du
chapeau union
Obturateur
ou disque
Siège
Corps
Position
ouverte
Tige montante
Chapeau union
Obturateur oblique
monobloc
Le siège (cloison de fermeture) est perpendiculaire ou à angle droit avec le courant de la canalisation. Voilà la principale raison pour laquelle les vannes ne sont pas pratiques pour le réglage de
débit ou pour être manœuvrées fréquemment.
Lorsque le disque est fermement descendu, disque et siège ne supportent aucune usure ou fatigue
soutenue. Cependant, chaque fois que la vanne est ouverte rapidement et à pleine capacité, il y a
menace de laminage et d’érosion à la surface du siège par le flux circulant à grande vélocité.
Les mouvements répétés du disque, à demi fermé, sous l’assaut d’un liquide circulant à grande
vélocité, peuvent créer une résistance sur la surface du siège et lui causer des écorchures ou des
rainures du côté du courant. De même, un disque légèrement ouvert peut occasionner de la
turbulence dans le flux et produire des vibrations et des cognements.
Les vannes ne sont pas appropriées pour le réglage du débit ou pour des manœuvres
fréquentes, mais elles sont idéales pour des services où elles sont gardées grandes
ouvertes ou entièrement fermées.
3.4
Plomberie-chauffage
Module 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE
CHAPITRE 3
Robinet à soupape
Les robinets à soupape peuvent être droits ou d’équerre. De plus, dans leur installation, il importe
de tenir compte du sens de la pression.
Robinet à soupape droit
Contrairement aux vannes à sièges perpendiculaires, le siège des robinets à soupape droits est
parallèle au courant. Dès que le contact cesse entre le siège et le disque, l’écoulement débute
(figure 3.2). Cela constitue un avantage très apprécié dans le réglage du débit, avec un minimum
de laminage et d’érosion pour le siège.
Figure 3.2 Robinet à soupape (Crane Canada)
Écrou
de volant
Volant
Tige
Écrou
de fouloir
Fouloir
Garniture
Chapeau
Anneau du
chapeau union
Anneau
de tige
Anneau de
siège du corps
Corps
Position ouverte
Position fermée
La grandeur de l’ouverture du siège est en rela- Figure 3.3 Démontage d’un robinet à soupape
(Crane Canada)
tion directe avec le nombre de tours du volant,
caractéristique distinctive des robinets à disque
de type bouchon, ce qui permet un réglage de
débit très précis. On peut jauger de cette façon
le débit du liquide par le nombre de tours du
volant.
Si des opérations dures et répétées produisent
de l’usure, le problème d’entretien est beaucoup moins sérieux qu’avec les vannes. Le siège
et le disque, dans la plupart des robinets à soupape, peuvent être réparés sans même enlever le
robinet de la canalisation (figure 3.3).
Module 3
Plomberie-chauffage
3.5
CHAPITRE 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE
Robinet à soupape d’équerre
Les robinets à soupape d’équerre (figure 3.4) utilisent le même principe de siège que les robinets à
soupape droits. En fournissant un tournant de 90° dans la conduite, ils offrent ainsi moins de résistance au passage du fluide que le montage d’un robinet droit avec en plus un coude de 90°
(figure 3.5).
Figure 3.4 Robinet à soupape d’équerre (Crane Canada)
Figure 3.5 Avantage du robinet d’équerre (Crane Canada)
Deux
joints ici
Quatre
joints ici
Position du robinet
Un robinet, peu importe le type, fonctionne Figure 3.6 Positions des robinets (Crane Canada)
mieux lorsqu’il est installé verticalement, avec
Toujours
la tige pointant vers le haut (figure 3.6). Toute
la tige en haut!
autre position de la tige, de la verticale à l’horizontale, est satisfaisante, mais demeure tout de
même un compromis.
La pose du robinet avec la tête en bas
n’est pas recommandée à cause des
saletés qui peuvent s’y accumuler
(figure 3.6).
La tige en bas n’est
pas recommandée.
3.6
Plomberie-chauffage
La tige en position
horizontale n’est
pas pratique avec
certains robinets.
Module 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE
CHAPITRE 3
Facteur pression
Dans un robinet à soupape, où doit se trouver la pression? Cette question peut engendrer différentes réponses (figure 3.7), selon les conditions de service.
Sur les canalisations où un courant continu est désiré, il est plus sûr de placer la pression sous le
disque. Par exemple, un disque peut se détacher de sa tige et fermer le robinet automatiquement si
la pression est par-dessus le disque. Si, dans certaines installations, il peut s’avérer dangereux que
le robinet se ferme accidentellement, il faut alors tenir compte de l’emplacement de la pression.
Figure 3.7 Emplacement de la pression (Crane Canada)
Direction de
l’écoulement
Direction de
l’écoulement
Lorsque la pression est sous le
disque, le refroidissement de la tige
peut causer suffisamment de retrait
pour soulever le disque et causer
une fuite.
La pression et la température
par-dessus le disque aident à
l’étanchéité du disque.
En général, cependant, à moins que la pression doive définitivement être sous le disque, un robinet à soupape droit ou d’équerre fournira un meilleur service lorsque la pression est au-dessus du
disque. Le robinet à disque renouvelable en plastique fait exception; dans son cas, une pression
sous le disque prolongera la durée de ce dernier.
Robinet à bille
L’usage des robinets à bille ou à tournant sphéri- Figure 3.8 Robinet à bille (Crane Canada)
que (figure 3.8) s’est accru à la suite du développement des sièges en matériaux synthétiques.
C’est à l’aide de ces derniers, à cause de leur dureté, qu’on a trouvé tant d’usages et d’applications dans des installations d’eau, de vapeur, de
gaz et de produits chimiques. Ce type de robinet
est de plus en plus installé. Quant au corps du
robinet, il est disponible en bronze, en acier au
carbone et en acier inoxydable.
Bille
Siège
La simplicité de la conception du robinet à bille
favorise un fonctionnement sans chocs. Ces robinets très résistants à la pression se ferment hermétiquement. De plus, l’écoulement peut se
faire dans un sens comme dans l’autre. La manette, le plus souvent recouverte d’un isolant en
plastique, indique la position « ouverte » ou « fermée » du robinet.
Module 3
Plomberie-chauffage
3.7
CHAPITRE 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE
Robinet papillon
Le robinet papillon tire son nom du fait que Figure 3.9 Robinet papillon (Crane Canada)
son disque se meut comme l’aile d’un papillon.
Tige
Ouvert, le disque est parallèle au flux du liquide, tandis que fermé, il se place à angle droit
et arrête le flux en pénétrant dans la doublure
qui sort du siège.
Les robinets papillons ont leurs applications surtout dans les installations industrielles, tels les
usines de filtration, d’épuration d’eau, de traitement de gaz ou les centres pétrochimiques.
Corps
Un corps, un obturateur, un siège et une tige
composent le robinet papillon (figure 3.9).
Le corps est généralement en fonte alors que
Obturateur
Siège
l’obturateur peut être en bronze d’aluminium,
en fonte ductile ou en acier inoxydable. Quant
aux sièges, ils sont moulés à partir d’élastomères, tels du caoutchouc nitrile, de l’éthylène- Figure 3.10 Installation de robinet papillon
propylène, etc. Bien entendu, il faut consulter
les spécifications des fabricants et bien connaîRobinet
papillon
tre les fluides à canaliser avant de choisir un
siège de robinet.
En outre, les robinets papillons sont conçus
pour être installés entre les brides de tuyau en
fonte de classe 125 ou en acier de classe 150.
Les gabarits de perçage pour ces brides de tuyau
sont identiques. Les robinets sans brides peuvent être installés entre les brides à surface plate
ou surélevée (figure 3.10).
Boulon
mécanique
Brides
Garniture
Les robinets papillons sans brides comprennent un joint d’étanchéité intégré. Les garnitures de
brides ne doivent pas être utilisées sur ces installations.
Clapet et soupape de retenue
Les clapets de retenue sont utilisés pour empê- Figure 3.11 Clapet de retenue (Crane Canada)
cher le retour du courant sur lui-même dans les
conduites. Le principe de fonctionnement de
tous les clapets de retenue est basé sur deux modèles. La figure 3.11 illustre un clapet de retenue
avec lequel le courant peut s’écouler en ligne
pratiquement droite, comme dans une vanne.
3.8
Plomberie-chauffage
Module 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE
CHAPITRE 3
À la figure 3.12, on peut voir une soupape de Figure 3.12 Soupape de retenue (Crane Canada)
retenue où le courant bifurque en passant dans
le corps du robinet, tout comme dans un
robinet à soupape droit ou d’équerre.
Dans les deux modèles, le courant maintient le
clapet ouvert, tandis que la gravité ou le retour
du courant le ferme automatiquement.
Il va sans dire que la première précaution à suivre en installant des clapets ou des soupapes de
retenue est de s’assurer que le fluide entre par le
bon bout, c’est-à-dire de façon à soulever le
clapet. Une flèche sur le corps du robinet indique le sens de circulation pour l’installation Figure 3.13 Repère de positionnement (Crane Canada)
(figure 3.13).
De par sa conception, le clapet de retenue offre
moins de résistance au passage des fluides et est
fort employé pour les services sous toute pression et particulièrement sur les canalisations de
liquides.
Les soupapes de retenue sont, pour leur part,
surtout recommandées pour l’air, le gaz, l’eau et
les services généraux de vapeur.
Module 3
Plomberie-chauffage
Sens de
circulation
du fluide
3.9