Types de clapets anti-retour : Quel modèle convient à votre ligne ?

Réponse rapide

Les clapets anti-retour sont des vannes unidirectionnelles automatiques. Les principaux types sont les clapets à battant, à disque basculant, à double disque, à levée, axiaux, à membrane, à soupape d'arrêt et à pied. Choisissez en fonction de la propreté du fluide, de la stabilité du débit, de l'orientation de la conduite et de la vitesse de fermeture. GOWIN propose des clapets anti-retour à battant en acier moulé de 1/2 à 60 pouces, de classe 150 à 2500, avec un vérin d'amortissement en option.

Qu'est-ce qu'un clapet anti-retour et que fait-il réellement ?

Un clapet anti-retour est une vanne unidirectionnelle qui s'ouvre lorsque le débit se déplace dans la direction prévue et se ferme lorsque le débit s'arrête ou s'inverse. Il n'a ni poignée ni actionneur. Le fluide pousse l'obturateur pour l'ouvrir, et un ressort ou un poids peut aider à son retour.

Ce comportement automatique est le but, et aussi la limite. Un clapet anti-retour protège une pompe, un compresseur, un compteur ou un collecteur contre le reflux. Il ne régule pas le débit, ne maintient pas une pression définie et n'agit pas comme une vanne de régulation. Si le processus nécessite un point de consigne, le dispositif correct est une vanne de régulation. Le guide de étranglement explique où cette tâche appartient.

Les pièces de base sont le corps, le siège, l'obturateur et un couvercle. L'obturateur peut être un disque, une paire de demi-disques, une bille, un piston ou une membrane. Cette forme décide du comportement de la vanne, c'est pourquoi les acheteurs comparent les types de clapets anti-retour par la conception de l'obturateur plutôt que par le seul matériau du corps.

Vous pouvez voir toute la famille sur le catégorie des clapets anti-retour page.

Quels sont les principaux types de clapets anti-retour ?

Huit conceptions couvrent la plupart des programmes industriels. Ils diffèrent par le chemin que prend l'obturateur.

Clapet anti-retour à battant. Un disque est suspendu à un axe de charnière au-dessus du siège. Le flux avant le soulève, et il retombe lorsque le flux ralentit. Le disque ouvert se trouve à l'extérieur de l'alésage, de sorte que la perte de charge est faible. La conception est simple et peu coûteuse, c'est pourquoi elle est la norme pour l'eau, la vapeur et le service général. C'est un mauvais choix lorsque le flux s'inverse souvent, pulse ou varie considérablement en vitesse, car le disque peut claquer.

Clapet anti-retour à disque basculant. Le disque est en forme de dôme et monté excentré, de sorte qu'il bascule plutôt qu'il ne pivote. La course est plus courte, la fermeture est plus rapide et l'étanchéité est meilleure à faible débit ou à débit pulsé. Il nécessite toujours une conduite horizontale ou un flux vertical ascendant.

Clapet anti-retour à double disque de type wafer. Deux demi-disques à ressort sont montés sur une charnière commune à l'intérieur d'un corps court de type wafer. La course courte permet une fermeture rapide et une longueur installée compacte. Il est normalement proposé au-dessus de 2 pouces, et il a des limites de service qui doivent être vérifiées pour l'hydrogène, les liquides chauds, la vapeur et le service alternatif.

Clapet anti-retour à levée. Un disque, une bille ou un piston se soulève du siège et revient avec l'aide d'un ressort ou d'un poids. Le flux change de direction autour du siège, de sorte que la perte de charge est plus élevée que dans un clapet anti-retour à battant. Ces conceptions conviennent aux liquides propres et aux gaz non condensables, et elles sont courantes aux sorties de pompes alternatives.

Clapet anti-retour axial. Un disque à ressort se déplace en ligne droite le long de l'axe de la conduite à l'intérieur d'un corps profilé. La fermeture est très rapide et le coup de bélier est faible. Il convient à la décharge de compresseur, mais pas aux compresseurs alternatifs.

Clapet anti-retour à membrane. Une membrane élastomère remplace le siège métal sur métal. Il gère les boues, les fluides visqueux et corrosifs, et le service sanitaire, et il peut être installé dans n'importe quelle position.

Clapet anti-retour à soupape d'arrêt. L'obturateur d'un clapet anti-retour à levée est combiné à une fonction d'arrêt manuelle dans un corps de type globe. La vanne peut être fermée manuellement puis fonctionne comme un clapet anti-retour lorsqu'elle est rouverte. Il apparaît dans les chaudières, les services à haute température et les services d'hydrocarbures.

Clapet de pied. Un clapet anti-retour à l'entrée d'une conduite d'aspiration. Il maintient la pompe amorcée et empêche la colonne de se vider lorsque la pompe s'arrête.

Le tableau résume les principaux types de clapets anti-retour avant les exceptions détaillées.

Le clapet à levée contre clapet à battant l'article compare les deux familles les plus courantes. Pour une isolation à course linéaire plutôt qu'une fonction anti-retour, un robinet à soupape est le point de départ habituel.

Quel clapet anti-retour gère les fluides sales ou visqueux ?

Les milieux propres vous offrent le plus large choix parmi les types de clapets anti-retour. Les milieux sales le réduisent rapidement.

Un clapet à battant tolère certains solides en suspension car le disque se soulève hors du trajet du flux et le siège est une simple face. Ce n'est pas une solution pour les boues lourdes, où les solides peuvent s'accumuler sur la charnière et maintenir le disque ouvert.

Un clapet à bille est souvent la meilleure solution pour les milieux visqueux et les petits solides. La bille roule loin du siège plutôt que de glisser sur un guide, de sorte que les fibres et les particules sont moins susceptibles de le bloquer. Le compromis est une perte de charge plus élevée et un siège que les particules dures peuvent endommager.

Un clapet à membrane isole le mécanisme du milieu avec une membrane élastomère. Cela convient aux boues, aux produits visqueux et aux fluides corrosifs, ainsi qu'aux lignes sanitaires qui nécessitent un nettoyage. La membrane est une pièce d'usure, le plan de maintenance doit donc l'inclure.

Un clapet à piston est le cas inverse. Il guide la fermeture de près, ce qui assure un comportement stable à haute pression mais le rend intolérant aux solides qui peuvent rayer le guide.

GOWIN propose un vérin d'amortissement en option sur sa gamme de clapets à battant en acier moulé. Le vérin ralentit le déplacement du disque et réduit l'impact à la fermeture. C'est une aide mécanique, pas une garantie contre le coup de bélier, et la nécessité de l'utiliser doit être confirmée par rapport au flux réel et à la configuration de la tuyauterie.

Quelle conception se ferme assez rapidement pour protéger une pompe ?

La vitesse de fermeture détermine si la vanne protège le système ou l'endommage.

Un clapet à battant repose sur la gravité et le flux inverse pour se fermer. Sur une longue conduite avec une pompe à arrêt rapide, le flux inverse peut prendre de la vitesse avant que le disque ne se pose, et le pic de pression résultant remonte le long de la conduite. Un contrepoids ou un vérin d'amortissement peut ralentir la dernière partie du trajet et réduire l'impact. Il ne peut pas éliminer le coup de bélier.

Un clapet à double battant se ferme plus rapidement car chaque demi-disque parcourt un court arc et les ressorts initient la fermeture dès que le flux avant diminue. C'est pourquoi il est souvent choisi à la sortie de pompe sur les skids compacts. Le même court trajet le rend moins tolérant aux flux pulsés si les ressorts ne sont pas adaptés au service.

Un clapet axial assure la fermeture la plus rapide des conceptions courantes. Le disque parcourt une courte distance droite et le ressort est préchargé contre le flux. Il est utilisé lorsque la protection contre le coup de bélier est importante, comme au refoulement des compresseurs.

Un clapet à levée avec ressort se ferme rapidement et est souvent utilisé aux sorties de pompes alternatives, où un disque à battant pourrait vibrer.

Aucun de ces modèles ne doit être choisi uniquement à partir d'un catalogue. Le comportement à la fermeture dépend de la vitesse du flux, de la longueur de la conduite, de la courbe de la pompe et du fluide. Une vanne surdimensionnée pour le flux fonctionne partiellement ouverte, vibre et s'use. Les données de dimensionnement sont aussi importantes que le nom du modèle.

La position d'installation change-t-elle le choix ?

Oui, et c'est le détail le plus souvent manqué sur un planning.

Un clapet à battant nécessite normalement une conduite horizontale ou une conduite verticale avec un flux ascendant. En flux vertical descendant, la gravité maintient le disque ouvert et la vanne peut ne pas se fermer. Il en va de même pour un clapet à disque basculant.

Un clapet à double battant de type wafer fonctionne bien en flux vertical ascendant et en conduites horizontales. Son corps court le rend facile à installer entre les brides, c'est pourquoi il est présent sur les ensembles skids. Vérifiez les positions autorisées avant de fixer l'orientation sur le dessin.

Un clapet à levée sans ressort ne doit pas être installé en flux vertical descendant. Avec un ressort, la plage de positions s'élargit, mais le ressort doit être adapté à la pression d'amorçage.

Un clapet axial peut fonctionner en flux vertical descendant car c'est le ressort, et non la gravité, qui ramène le disque. Un clapet à membrane peut être monté dans n'importe quelle position car la membrane est la seule pièce mobile.

La configuration de la tuyauterie est également importante. Un clapet anti-retour placé près d'un coude ou d'un réducteur voit un flux perturbé, ce qui peut faire osciller le disque. La règle générale est de prévoir une section de tuyauterie droite en amont et en aval. La distance exacte dépend de la conception et de la taille de la ligne, elle doit donc figurer dans les instructions d'installation plutôt que dans une règle générique.

Lorsque la ligne nécessite également une isolation, la catégorie des vannes papillon et les vannes papillon wafer sont des voisins courants sur le même skid.

Comment spécifier un clapet anti-retour sans surpayer ?

Commencez par le service, puis laissez le modèle suivre.

Les quatre premiers points de données sont la taille de la ligne, la classe de pression, la température et le milieu. Ceux-ci déterminent le corps et le matériau du siège. Les points suivants sont le débit, la perte de charge admissible et le comportement de fermeture requis. Ce n'est qu'alors que vous devriez choisir la famille de conception.

Un surdimensionnement se manifeste généralement de deux manières. La première est une classe de pression supérieure à celle requise par la ligne, ce qui ajoute de l'épaisseur de paroi, du poids et du coût sans améliorer le service. La seconde est une vanne trop grande pour le flux réel. Un clapet surdimensionné fonctionne partiellement ouvert, vibre et use son guide. Adapter la vanne au flux réel est plus précieux que d'ajouter une fonctionnalité premium.

La spécification doit également fixer le raccordement d'extrémité, la dimension face à face, l'orientation d'installation et l'exigence de test. Un clapet anti-retour avec une bride à face surélevée ne s'accouplera pas avec une contre-bride à face plate sans adaptateur, et un corps wafer nécessite la bonne longueur de boulon de bride. Le guide des connexions d'extrémité couvre les options courantes.

Pour un projet qui suit une norme de tuyauterie, nommez la norme et la révision. GOWIN liste sa gamme de clapets à battant en acier moulé selon BS 1868, ASME B16.34 et GB/T 12236. Le article sur les normes de clapets à battant API 6D explique comment les documents API et ASME divisent le travail, et l'aperçu API 6D couvre la norme de vanne plus large.

Sélection des matériaux mérite sa propre ligne sur la demande de prix. L'acier au carbone est le défaut pour l'eau, le pétrole et le gaz dans sa plage de température. L'acier inoxydable ou un alliage est nécessaire pour les milieux corrosifs ou les basses températures. Le guide des matériaux de vannes explique les principales familles et où chacune s'arrête.

Enfin, demandez la base de test et le paquet de certificats. Un clapet anti-retour est testé pour l'étanchéité de la coque et l'étanchéité du siège, et la fuite acceptable dépend de la conception du siège. Indiquez la norme, le milieu de test et la limite d'acceptation afin que deux fournisseurs répondent à la même question.

Conclusion

Les huit types de clapets anti-retour ci-dessus couvrent la plupart des programmes, de sorte que la décision se résume généralement à la ligne plutôt qu'au catalogue.

Pour une conduite horizontale d'eau, de vapeur ou utilitaire avec un débit constant, un clapet à battant est généralement la solution la moins chère. Le clapet anti-retour en acier moulé la gamme couvre de 1/2 à 60 pouces, de la classe 150 à 2500 et de -196 à +560 C, avec des extrémités RF, RTJ ou BW.

Clapet anti-retour en acier moulé

Fermeture rapide et actions flexibles du disque de soupape.

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Pour un skid compact ou une décharge de pompe où l'espace est limité et la fermeture rapide est importante, un clapet anti-retour à plaquettes doubles est le premier candidat. Confirmez le plancher de taille et les limites de service avec le fournisseur.

Pour les milieux sales, visqueux ou corrosifs, optez pour un clapet à bille ou un clapet à membrane plutôt que de forcer une conception à battant. Pour un service propre à haute pression, un clapet à piston est le choix le plus stable.

Pour une conduite qui nécessite à la fois une protection anti-retour et une isolation manuelle, un clapet d'arrêt évite d'ajouter une deuxième vanne. Il coûte plus cher qu'un simple clapet à levée, de sorte que l'économie doit provenir de la vanne retirée et de l'assemblage plus court.

Si la conduite est mieux desservie par une famille différente, la catégorie des vannes à boisseau sphérique ou la vanne à boisseau sphérique flottante couvrent le devoir d'isolement. La catégorie des vannes à soupape, la vanne à soupape API 600 et la catégorie des vannes à globe couvrent les principales alternatives d'isolement et de régulation.

Un clapet anti-retour est un petit poste de ligne qui peut arrêter une pompe, un compresseur ou un collecteur entier. Passez le temps sur les données de devoir, pas sur la brochure.

Envoyez le fluide de service, la taille, la pression, la température et le dessin pertinent pour un devis.