Que se passe-t-il en cas de dysfonctionnement de la vanne de dérivation ?

Lorsque le contrôle du débit échoue, ses fonctions essentielles (telles que la distribution des fluides, la régulation du débit, l'équilibrage de la pression, etc.) sont directement affectées, ce qui peut entraîner une réduction de l'efficacité du système, des dommages aux équipements et même des risques pour la sécurité. Les symptômes et conséquences spécifiques dépendent du type de vanne de régulation de débit et de son application. Voici les détails :
I. Défaillances courantes des vannes de régulation de débit et leurs symptômes
1.Fuite
Fuite interne : mauvaise étanchéité entre le noyau de la vanne et le siège, provoquant une fuite de liquide du côté haute pression vers le côté basse pression.
Symptômes : débit de dérivation de sortie insuffisant, pression du système fluctuante, consommation d'énergie accrue.
Par exemple, dans un système hydraulique, une fuite interne dans une vanne de régulation de débit peut entraîner un mouvement incohérent de plusieurs cylindres, voire même un fonctionnement incohérent.
Fuite externe : dommages aux connexions du corps de vanne (par exemple, brides, filetages) ou aux joints (par exemple, joints toriques) entraînant une fuite de liquide dans l'environnement.
Symptômes : Taches d'huile ou d'eau sur place ; contamination potentielle de l'environnement ou risque d'incendie (par exemple, fuite de mazout).
Par exemple, dans les pipelines de produits chimiques, les fuites de liquides corrosifs peuvent corroder les fondations des équipements ou mettre en danger la sécurité des personnes.
2.Adhérence ou blocage
Adhésion du noyau : corps étranger (tel que particules métalliques, résidus d'huile) dans le corps de la vanne, gênant le mouvement du noyau de la vanne.
Symptômes : la vanne de régulation de débit ne régule pas le débit ou la direction, et le système ne répond pas ou ne fonctionne pas correctement du tout.
Dans les systèmes d'irrigation agricole, par exemple, une vanne de régulation du débit de limon peut empêcher certains arroseurs de produire de l'eau.
Particules solides ou substances cristallines sur lesquelles des liquides se déposent pour limiter le mouvement.
Symptômes : diminution du débit de sortie et pression du système anormalement élevée.
Dans le système de dessalement de l’eau de mer, par exemple, la cristallisation du sel peut bloquer la vanne de régulation du débit et affecter l’efficacité de l’utilisation de l’eau.
3. Rapport de débit inégal
Défaut de la vanne de régulation de débit à rapport fixe : usure du noyau de la vanne ou rupture du ressort, modifier le rapport de débit prédéfini.
Symptômes : la répartition inégale de plusieurs affluents affecte la stabilité du processus.
Par exemple, dans un réacteur chimique, un rapport déséquilibré de matières premières peut entraîner une diminution de la qualité du produit ou des réactions secondaires.
Défaut de la vanne de régulation de débit à rapport réglable : le mécanisme de réglage endommage (tel que la poignée, l'actionneur électrique) et obstrue le réglage du débit.
Symptômes : Le système ne s'adapte pas aux conditions de fonctionnement changeantes, ce qui entraîne une efficacité réduite. Étude de cas : des débits non contrôlés peuvent affecter la répétabilité des résultats expérimentaux dans les systèmes de distribution de liquides de laboratoire.
4. Pression anormale
Déséquilibre de pression : la vanne de régulation de débit ne peut pas maintenir la même pression entre plusieurs branches, ce qui entraîne une différence de pression excessive.
Phénomène : vibration des équipements, augmentation du bruit, rupture prématurée des joints.
Étude de cas : Dans un circuit de synchronisation hydraulique, un déséquilibre de pression entraînera une charge inégale sur les cylindres, ce qui entraînera une défaillance mécanique.
Fluctuations de pression : une vitesse de réponse insuffisante de la vanne de régulation de débit ou un débit excessif dans le système entraînera de fréquentes variations de pression.
Phénomène : Vibration des canalisations, instabilité des lectures des jauges, durée de vie des équipements plus courte.
Étude de cas : Dans un système de transport de gaz, les fluctuations de pression peuvent entraîner un mouvement irrégulier des soupapes de sécurité et une interruption de l'alimentation en gaz.
V. Bruit et vibrations
Éclipse de gaz ou vaporisation : chute soudaine de pression qui provoque la formation et l'éclatement de bulles (éclipse de gaz), ou vaporisation lorsqu'un liquide traverse un flux d'air restreint.
Phénomène : La vanne de régulation de débit émet un bruit strident, corrosion ponctuelle de la surface du corps de la vanne.
Étude de cas : Dans un système à vapeur, la vaporisation peut entraîner une usure rapide du siège de vanne.
Vibration mécanique : le noyau est bloqué ou les pulsations sont fréquentes, ce qui fait vibrer le corps de la vanne.
Phénomène : raccords de tuyauterie desserrés, fissure du corps de vanne.
Étude de cas : Dans un système de découpe au jet d'eau à haute pression, les vibrations de la vanne de régulation de débit peuvent entraîner des fuites dans les tuyaux.
ii. Conséquences d'une défaillance de la vanne de régulation de débit
1. Efficacité réduite du système
Débit insuffisant : Débit de sortie inférieur à celui prévu, ce qui entraîne un fonctionnement lent de l'équipement ou une capacité de production réduite.
Étude de cas : Dans la chaîne de production, la vanne de régulation de débit hydraulique fonctionne mal, ce qui peut retarder le mouvement du bras du robot et réduire l'efficacité de la production.
Consommation d'énergie accrue : les fuites internes ou les fluctuations de pression obligent les pompes à travailler plus fort, ce qui augmente la consommation d'énergie.
Étude de cas : Si la vanne de régulation du débit d'eau de refroidissement du système de climatisation tombe en panne, cela peut entraîner une circulation fréquente du compresseur et augmenter la consommation d'énergie.
2. Dommages matériels
Usure mécanique : roulements, engrenages, etc. en raison d'un déséquilibre de pression ou d'une augmentation des vibrations et d'une défaillance prématurée.
Étude de cas : Dans les machines de construction, une vanne de régulation de débit de fluide hydraulique défectueuse peut provoquer la rupture des joints de cylindre et nécessiter le remplacement de l'ensemble du système hydraulique.
Dommages causés par la chaleur : un débit insuffisant entraîne une mauvaise dissipation de la chaleur, provoquant une surchauffe.
Etude de cas : dans le groupe électrogène, le blocage de la vanne de régulation du débit d'eau de refroidissement peut entraîner une fissuration du bloc moteur. Risques de sécurité
Fuites provoquant des incendies/explosions : Les fuites de liquides inflammables (par exemple fioul, gaz naturel) peuvent s'enflammer sur des feux ouverts ou des surfaces chaudes.
Par exemple, une fuite dans une vanne de distribution de gaz dans le pipeline d'une station-service peut provoquer une accumulation de gaz et conduire à une explosion électrostatique.
Fuite de substances toxiques : Dans les systèmes chimiques, le rejet de liquides corrosifs ou toxiques peut mettre en danger la santé humaine.
Par exemple, dans la production de chlore-alcali, une défaillance du joint de vanne peut entraîner une fuite de chlore gazeux, entraînant des incidents d'empoisonnement.
4. Problèmes de contrôle des processus
Diminution de la qualité du produit : un débit ou une proportion déséquilibrée affecte les conditions de réaction, entraînant des produits de qualité inférieure.
Dans l’industrie pharmaceutique, par exemple, les défaillances de la vanne de distribution diélectrique peuvent affecter la croissance cellulaire et réduire l’efficacité des vaccins.
Temps d'arrêt de la production : un dysfonctionnement grave nécessite un temps d'arrêt, entraînant une perte économique.
Dans la fabrication de semi-conducteurs, par exemple, des vannes de distribution d'eau ultra-défectueuses peuvent interférer avec le nettoyage des plaquettes et bloquer des lignes de production entières.
III. Dépannage et correction
1. Diagnostic
Inspection visuelle : vérifiez les fuites, les relevés des compteurs et les fluctuations du manomètre.
Inspection auditive : des bruits anormaux peuvent indiquer une cavitation, une vibration ou une perturbation.
Contrôle tactile : une surchauffe du corps de la vanne peut indiquer une fuite interne ou une mauvaise dissipation thermique.
Test des instruments : utilisez des détecteurs de fuites à ultrasons, un débitmètre ou des capteurs de pression pour déterminer l'emplacement du défaut.
2.Mesures correctives
Arrêt d'urgence : si un défaut entraîne un risque pour la sécurité (comme une fuite ou une surchauffe), arrêtez immédiatement le système et isolez la vanne de distribution.
Lavage et entretien : Nettoyez régulièrement le corps de la vanne et remplacez les filtres ou les joints.
Calibrage et réglage : recalibrez le rapport de débit des vannes de distribution proportionnelles réglables.
Remplacement des pièces de rechange : remplacez les composants très usés ou endommagés, tels que les obus de valve et les ressorts.
3. Mesures préventives
Sélection de vannes de haute qualité : Matériaux résistants à la corrosion et aux hautes pressions (ex : inox, hardénite) selon les conditions d'utilisation.
Installer des filtres : installer des filtres en amont de la vanne de distribution pour empêcher les impuretés de pénétrer.
Inspection périodique : établir un plan de maintenance, vérifier les joints, les manomètres et les débitmètres.
Formation des opérateurs : assurez-vous que les opérateurs connaissent le fonctionnement et les précautions de sécurité de la vanne de distribution. IV. INTRODUCTION I. INTRODUCTION 1 -6 2
La défaillance d'une vanne de dérivation peut entraîner une série de réactions en chaîne, allant de l'efficacité aux incidents de sécurité, l'ampleur de l'impact dépend du type de système et de la gravité de la défaillance. Une maintenance régulière, une surveillance-en temps réel et une réponse rapide peuvent réduire efficacement le risque de panne et garantir un fonctionnement stable du système. Une conception redondante ou des vannes de secours sont recommandées pour les applications critiques telles que le traitement chimique, l'énergie et l'aérospatiale afin d'améliorer la fiabilité du système.