Robinets de régulation de débit pour produits chimiques corrosifs et abrasifs
Les robinets de régulation ont souvent une durée de vie limitée lorsqu’elles sont exposées à des produits chimiques corrosifs, en particulier en présence de particules solides.
Il s’agit d’un domaine du génie chimique où l’application des connaissances traditionnelles ne suffit tout simplement pas.
Les robinets de régulation SAFI sont conçues pour offrir la meilleure résistance aux produits chimiques corrosifs et érosifs, ainsi qu’une faible récupération de pression, le tout à un prix très attractif.
Le rôle d’un robinet de régulation est de créer une chute de pression conforme aux exigences du procédé. Les robinets à tournant sphérique de régulation de débit à orifice en V SAFI sont conçues et fabriquées en fonction des données du procédé.
L’orifice en V est usiné par commande numérique (CNC) afin d’obtenir la courbe caractéristique de débit requise. Tous les nouveaux modèles sont testés sur notre banc d’essai dynamique afin de valider la courbe de débit.
La sphère et la plaque d’orifice en V sont généralement fabriquées en PVDF afin d’offrir une résistance maximale à l’érosion.
Benefices
Applications
INDUSTRIES :
FLUIDES COURANTS :
- Usines de chlore et de soude
- Stations d'épuration
- Usine de pâte à papier
- Usine de matériaux pour batteries
- Saumure
- Chlore liquide
- Acide chlorhydrique
- Soude caustique
- Carbonate de sodium
- Hypochlorite de sodium
- Chlorure ferrique
- Sulfate de zinc
- Chlorure de cuivre
- Chlorate de sodium
- Acide sulfurique
- Dioxyde de chlore
- Sulfite de sodium
- Brome
- Eau de chaux
- Eau régale
- Sulfate de cuivre
- Et bien d'autres encore
La "VENA CONTRACTA"
Tout type de robinet de régulation de débit présente une section de passage rétrécie appelée « Vena Contracta ».
Dans cette zone, le flux est accéléré jusqu’à atteindre une vitesse élevée. Il en résulte une turbulence qui dissipe l’énergie et génère ainsi la chute de pression souhaitée (ΔP).
Lorsque la vitesse d’écoulement est élevée, les produits chimiques corrosifs provoquent toutes sortes de dommages aux matériaux.
Contactez notre équipe technique pour mieux comprendre le phénomène de la "Vena Contracta", ses conséquences et nos solutions.
PVDF: le meilleur matériau pour résister à l'abrasion
La résistance à la corrosion des métaux est généralement évaluée dans des fluides au repos. Cependant, à des vitesses d'écoulement élevées et en présence de turbulences, un phénomène appelé « corrosion induite par l'érosion » commence à détruire même les métaux dits « résistants à la corrosion ».
Dans ce type de situation, les polymères solides offrent une solution économique qui surpasse même les « métaux spéciaux » et autres matériaux exotiques.
Tous les polymères ne se valent pas en matière de résistance aux vitesses d'écoulement élevées, à la turbulence et à l'érosion, ainsi qu'aux agressions chimiques. Le tableau ci-dessous présente la résistance à l'abrasion de plusieurs polymères, telle que déterminée par l'essai « TABER » ASTM D4060 (roue CS-10). Les matériaux qui résistent le mieux à l'érosion sont ceux dont la valeur est la plus faible dans ce tableau. Il convient de noter que le PVDF présente une meilleure résistance que l'acier inoxydable.
Hormis le polyamide, qui ne peut être utilisé en raison de sa faible résistance chimique, le matériau présentant la meilleure résistance à l’abrasion est le PVDF. Ce matériau doit être privilégié pour toutes les pièces du robinet constituant la « Vena contracta ». Lorsque le PVDF ne peut être utilisé pour des raisons chimiques, comme dans le cas des hydroxydes concentrés, le PPH et l’ECTFE constituent des alternatives acceptables.
On constate aisément que le PTFE, qui présente la plus faible résistance à l’abrasion de tous les polymères, constitue le pire choix pour le contact avec le fluide dans la « Vena contracta ». Cependant, en raison de sa résistance chimique quasi universelle, le PTFE est souvent utilisé comme revêtement intérieur dans les vannes de régulation, qu’il s’agisse de vannes à soupape ou de vannes à membrane. Ces vannes subissent une détérioration rapide des pièces d’étranglement du débit, telles que les disques, les sièges, les membranes, etc.
Sièges à orifice en V et vannes à pointeau
Selon le type de robinet (à soupape, à membrane, papillon, à bille à orifice en V, etc.), la perte de charge dans la « Vena Contracta » sera plus ou moins importante.
Une forte perte de charge entraîne une vitesse d'écoulement élevée. Or, c'est précisément cette vitesse d'écoulement élevée dans la « vena contracta » qui provoque des dommages dans les milieux corrosifs et abrasifs.
Les vannes à siège droit présentent une perte de charge moins importante dans la « vena contracta » que les vannes à membrane, à papillon et à bille à passage intégral.
Cependant, lorsqu’ils sont correctement conçus, les robinets à tournant sphérique à orifice en V présentent une perte de charge aussi faible que celle d’une vanne à siège droit. La perte de charge dans la « vena contracta » est caractérisée par le « coefficient de récupération de pression » FL de la vanne. La valeur de FL varie entre 0 et 1. Une valeur proche de 1 correspond à une perte de charge plus faible.
La vitesse dans la « Vena Contracta » varie de manière inverse à la perte de charge. Les vannes à siège droit et les robinets à tournant sphérique à orifice en V présentent donc une vitesse maximale plus faible dans la « Vena Contracta ». Les vannes à membrane et les vannes papillon sont les moins performantes.
Grâce à leur conception unique, nos robinet à tournant sphérique à orifice en V et nos vannes à pointeau à encoche en V présentent un FL similaire à celui des vannes à siège droit.
Courbes caractéristiques
La courbe caractéristique doit être adaptée au procédé. Il existe différentes « profondeurs » d’Equal% en fonction des données du procédé.
Nos robients offrent des profils d’orifice et d’aiguille adaptés, conçus selon les conditions de procédé spécifiées par le client afin d’obtenir les meilleurs résultats.
Si vous ne savez pas quelle configuration choisir, n’hésitez pas à nous contacter.
Positioneur et actionneur
Les composants non métalliques sont privilégiés dans les environnements corrosifs.
Les robinets SAFI sont équipées d'accessoires résistants à la corrosion. Nos ingénieurs ont obtenu les meilleurs résultats avec les positionneurs Samson dotés d'un boîtier en polyphthalamide, ainsi qu'avec les actionneurs Max-Air dotés d'un corps de cylindre en polyarylamide.
Toutes nos conceptions peuvent être adaptées aux spécifications du client.
Exemple d'application
Usine: Aditya Birla Chemicals, Thailand.
Service: Sodium Hypochlorite (NaOCl)
En service depuis 2013.
Robinet à trounant sphérique SAFI (série 2029) en PVDF avec joints en FPM (VITON), positionneur Samson et actionneur Max-Air.
Vous remarquerez que la structure de support qui était nécessaire pour l'ancienne vanne métallique lourde n'est plus nécessaire pour ce robinet léger !
