1. Définition fondamentale et composition structurelle
Un robinet à tournant sphérique est un robinet à mouvement rotatif d'un quart de tour, caractérisé par un disque sphérique (la bille) percé d'un trou traversant de précision. Cette bille rotative, actionnée par une tige reliée à des leviers manuels ou à des actionneurs automatisés, offre une capacité d'arrêt exceptionnelle dans les pipelines transportant des liquides, des gaz ou des fluides multiphasiques.
Composants principaux:
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Bille: Généralement en acier inoxydable (ASTM A351 CF8M) ou chromée pour la résistance à la corrosion
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Sièges: PTFE, thermoplastiques renforcés ou métal sur métal pour les applications à haute température
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Tige: ASTM A182 F6a avec conception anti-éjection
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Corps: Coulé/usiné selon les normes ASME B16.34
2. Mécanismes opérationnels et mesures de performance
2.1 Principe de fonctionnement
Le robinet régule le débit grâce à une rotation de 90°:
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0° (Ouvert): L'alésage s'aligne sur l'axe du pipeline, offrant une restriction de débit minimale (Cv ≈ 50 % supérieure aux vannes à vanne)
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90° (Fermé): L'alésage devient perpendiculaire, les sièges formant des joints étanches bidirectionnels (taux de fuite ≤ 100 ppm selon API 598)
2.2 Indicateurs de performance clés
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Paramètre |
Plage standard |
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Pression nominale |
ANSI 150~2500 (PN 20~420) |
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Plage de température |
-196°C (cryogénique) à 650°C (alliages spéciaux) |
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Couple d'actionnement |
20~800 Nm (varie selon la taille/pression) |
3. Taxonomie industrielle et critères de sélection
3.1 Variantes de conception
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Flottant vs monté sur tourillon: Pour ≤DN300 (flottant) vs grand alésage haute pression (monté sur tourillon)
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Orifice intégral/réduit: Alésage à 100 % pour le raclage vs 80 % pour l'étranglement
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Configurations multiport: Modèle en L/T à 3 voies pour la déviation du débit
3.2 Matrice de compatibilité des matériaux
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Fluide |
Matériau recommandé |
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HCl ≤ 30% |
Hastelloy C276 |
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Vapeur surchauffée |
ASTM A217 WC9 |
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Boues abrasives |
Revêtement en carbure de tungstène |
4. Applications spécifiques au secteur
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Pétrole et gaz: Arbres de Noël sous-marins (conformes à la norme API 6DSS)
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Pharmaceutique: Conceptions ultra-propres compatibles CIP/SIP (ASME BPE)
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Nucléaire: Actionneurs certifiés SIL3 pour ECCS
5. Maintenance et prévention des défaillances
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Problèmes courants: Érosion du siège (atténuée par le durcissement au stellite)
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Émissions fugitives: Joints de tige conformes à la norme ISO 15848-1
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Sécurité incendie: Conceptions testées au feu selon API 607/6FA