Know-How Régulateurs de pression différentielle

Tâche

Les régulateurs de pression différentielle réagissent à une pression différentielle Δp entre deux points de mesure. Selon l'application, une pression différentielle croissante ouvre/ferme la vanne. La vanne fonctionne de manière automotrice sans énergie auxiliaire et sans capteurs de mesure externes.

Variantes de vannes

Mankenberg propose différentes variantes dont les points de mesure de la pression différentielle varient, chaque détendeur ou régulateur de pression amont peut être utilisé comme base pour un régulateur de pression différentielle.

Détendeur comme base

Si la pression en aval de la vanne doit augmenter par la pression différentielle ajustée (force du ressort), la base est un détendeur qui se ferme lorsque la pression différentielle augmente. La pression de commande + la force du ressort donne la pression aval.

Lorsque la conduite n'est pas sous pression, la vanne est ouverte et se ferme dès que la pression différentielle ajustée est dépassée.

Régulateur de pression amont comme base

Si la pression en amont de la vanne doit augmenter par la pression différentielle ajustée (force du ressort), la base est un régulateur de pression amont qui s'ouvre lorsque la pression différentielle augmente. La pression de commande + la force du ressort donne la pression amont.

Lorsque la conduite n'est pas sous pression, la vanne est fermée et s‘ouvre dès que la pression différentielle ajustée est dépassée.

Un point de mesure indépendant de la conduite principale

Si l‘espace de commande n'est pas séparé, la pression amont ou aval sert de point de mesure. Le deuxième point de mesure peut être indépendant de la conduite principale dans laquelle le régulateur de pression différentielle DV est installé.

Deux points de mesure indépendants de la conduite principale

Avec cette variante du régulateur de pression différentielle DV, les deux points de mesure peuvent être indépendants de la conduite principale dans laquelle la DV est installée. L’espace de commande est séparé.

p₁ = pression amont           p₂= pression aval          p_ST = pression de commande         p_E = pression de réglage (différence de p_ST+ à p_ST-)

Sélection du type de vanne et du diamètre nominal

Avec le plus grand débit et la plus petite chute de pression Δp, calculez la valeur caractéristique de la puissance de fonctionnement, la valeur K_v (voir "Dimensionnement des vannes"). Choisissez une vanne dont la valeur K_vs est au moins 30 % supérieure à la valeur K_v calculée. Les liquides très visqueux ou qui s'évaporent lors de la détente nécessitent des surcharges additionnels.

Les vannes ne doivent pas être surdimensionnées. Elles fonctionnent au mieux dans une plage de 10 à 70 % de leur valeur K_vs.

Pour les vannes basées sur un détendeur, tenez compte du rapport de réduction, pression amont p₁ divisée par la pression aval p₂. La pression amont agit via le clapet pour ouvrir, la pression aval via le système de membrane et de ressort pour fermer. Si le rapport de réduction calculé à partir des données de fonctionnement est supérieur à celui indiqué, la vanne ne peut pas se fermer.

Sélection de la pression nominale et du matériau

Le niveau de pression nominale doit être supérieur - sans marge de sécurité - à la pression maximale du système. Tenez compte de l'influence de la température (voir DIN 2401-1/DIN EN 1333).

Le choix du bon matériau se fait en tenant compte des conditions de service et de la nature du fluide dans l'installation du client.  Les exploitants d'installations doivent vérifier la compatibilité des composants de leurs installations avec les fluides, il faut éventuellement choisir des matériaux spéciaux comme le duplex, le superduplex, l'Hastelloy® ou le titane.

Pour la résistance à la corrosion voir Corrosion

Sélection de la plage de réglage

Pour une bonne précision de régulation, choisissez la plage de réglage de manière à ce que la pression différentielle souhaitée se situe à sa limite supérieure.

Sélection des élastomères

Choisissez les élastomères en fonction de la température de service et des exigences du fluide. Les gaz peuvent par exemple se diffuser dans les élastomères sous haute pression et provoquer ensuite des dommages en cas de détente.

Vitesse d‘écoulement

Nous recommandons les vitesses d'écoulement suivantes en fonction de la perte de pression et du niveau sonore admissible:

Liquides  1 - 5 m/s
Vapeur saturée  10 - 40 m/s
Vapeur surchauffée  15 - 60 m/s
Gaz jusqu‘à 2 bar  2 - 10 m/s
Gaz supérieurs à 2 bar  5 - 40 m/s

Conduite d‘impulsion

Prévoyez des conduites d'impulsion. Les régulateurs de pression différentielle nécessitent, selon le type, une ou deux conduites d'impulsion. Raccordez-les à une distance de 10 fois le diamètre nominal de la vanne.

La conduite d‘impulsion doit être rigide ; les tuyaux élastiques peuvent provoquer des vibrations.

Dispositifs de sécurité

Installez une soupape de sécurité afin de ne pas dépasser la pression de service maximale autorisée de la vanne.

Protection

Pour protéger la vanne des dommages causés par les particules solides présentes dans le fluide, un filtre ou un tamis doit être installé et entretenu régulièrement.

Étanchéité du siège

Ces vannes ne sont pas des robinets d’arrêt qui garantissent une fermeture étanche des vannes. En position de fermeture, elles peuvent présenter un taux de fuite correspondant aux classes de fuites II – V selon DIN EN 60534-4 e/ou ANSI FCI 70-2:

Classe de fuite II (cône de vanne double siège à étanchéité métallique) = 0,5 % de la valeur K_VS
Classe de fuite III (cône de vanne à étanchéité métallique) = 0,1 %  de la valeur K_VS
Classe de fuite IV (cône de vanne à étanchéité en PTFE) = 0,01 % de la valeur K_VS
Classe de fuite V (cône de vanne à étanchéité souple) = 1,8 x 10^-5 x Δp x D* [l/h]
(*D=diamètre du siège)

L'augmentation de l'étanchéité du siège doit être expressément mentionnée lors de la commande. Des joints coniques spéciaux et des surfaces de commande plus grandes permettent d'améliorer considérablement l'étanchéité.

En fonctionnement, les particules solides entraînent souvent des dommages et des fuites de siège.

Fermeture étanche

Pour le montage, l'entretien et la fermeture étanche du système, prévoyez des organes d'arrêt en amont et en aval de la vanne. Lors de la fermeture des organes d'arrêt, la vanne en amont du régulateur doit toujours être fermée en premier. Pour le fonctionnement de secours, une conduite de dérivation peut être nécessaire.

Blindage

Pour les fluides abrasifs et les fluides dont la chute de pression (pression amont moins pression aval) est supérieure à 25 bars, le clapet doit être blindé, et au-delà de 150 bars, le siège également.

Position d‘installation

Nous recommandons le montage dans une conduite horizontale, normalement avec la cloche du ressort vers le bas.

Mise en service

Les régulateurs de pression différentielle ne doivent pas être démarrés et utilisés soudainement. Il faut éviter d'actionner soudainement les vannes en amont ou en aval.

Préréglage de la pression

La pression différentielle souhaitée peut être réglée par précontrainte/décompression d'un ressort au moyen d'une vis de réglage.

Les régulateurs de pression différentielle sont normalement livrés avec un ressort détendu. La pression différentielle la plus faible est donc préréglée en usine. Le réglage de la valeur de consigne souhaitée en tendant le ressort doit se faire sous débit.

Entretien

Les régulateurs de pression différentielle doivent être nettoyés et entretenus régulièrement.

ATEX

Dans toutes les zones où des atmosphères explosives peuvent être présentes, les appareils et les systèmes de protection doivent être choisis en fonction du groupe d'appareils et de la LPE conformément à la directive ATEX 2014/34/UE. Mankenberg propose des modèles ATEX spéciaux avec les déclarations de conformité UE correspondantes. Vous trouverez de plus amples informations sur nos pages ATEX.

Appareils exempts d'huile et de graisse ou de silicone

Veuillez impérativement veiller à l'absence d'huile et de graisse ou de silicone lors des commandes ultérieures et du montage des pièces de rechange et d'usure.

En cas de conditions de service extrêmes et dans tous les cas de doute, veuillez demander conseil à notre technicien.

Les consignes de sécurité, les modes d'emploi, etc. DOIVENT être respectées.