CHAPITRE 3 MONTAGE DE TUYAUTERIE PRINCIPAUX TYPES DE ROBINETS Robinet à vanne Le robinet à vanne est beaucoup utilisé dans les canalisations industrielles. C est un robinet d arrêt : il arrête le fluide complètement ou le laisse circuler librement. De par leur conception, les vannes conviennent donc à un service d ouverture à pleine capacité. Lorsque le disque est levé complètement, le courant circule directement sans aucune résistance (figure 3.1). Figure 3.1 Robinet à vanne (Crane Canada) Écrou de volant Tige Volant Tige Écrou de Fouloir fouloir Garniture Chapeau Siège Anneau du chapeau union Obturateur ou disque Corps Position ouverte Tige montante Chapeau union Obturateur oblique monobloc Le siège (cloison de fermeture) est perpendiculaire ou à angle droit avec le courant de la canalisation. Voilà la principale raison pour laquelle les vannes ne sont pas pratiques pour le réglage de débit ou pour être manœuvrées fréquemment. Lorsque le disque est fermement descendu, disque et siège ne supportent aucune usure ou fatigue soutenue. Cependant, chaque fois que la vanne est ouverte rapidement et à pleine capacité, il y a menace de laminage et d érosion à la surface du siège par le flux circulant à grande vélocité. Les mouvements répétés du disque, à demi fermé, sous l assaut d un liquide circulant à grande vélocité, peuvent créer une résistance sur la surface du siège et lui causer des écorchures ou des rainures du côté du courant. De même, un disque légèrement ouvert peut occasionner de la turbulence dans le flux et produire des vibrations et des cognements. Les vannes ne sont pas appropriées pour le réglage du débit ou pour des manœuvres fréquentes, mais elles sont idéales pour des services où elles sont gardées grandes ouvertes ou entièrement fermées. 3.4 Plomberie-chauffage Module 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE CHAPITRE 3 Robinet à soupape Les robinets à soupape peuvent être droits ou d équerre. De plus, dans leur installation, il importe de tenir compte du sens de la pression. Robinet à soupape droit Contrairement aux vannes à sièges perpendiculaires, le siège des robinets à soupape droits est parallèle au courant. Dès que le contact cesse entre le siège et le disque, l écoulement débute (figure 3.2). Cela constitue un avantage très apprécié dans le réglage du débit, avec un minimum de laminage et d érosion pour le siège. Figure 3.2 Robinet à soupape (Crane Canada) Écrou de volant Volant Tige Écrou de fouloir Fouloir Garniture Chapeau Anneau du chapeau union Anneau de tige Anneau de siège du corps Corps Position ouverte Position fermée La grandeur de l ouverture du siège est en relation directe avec le nombre de tours du volant, caractéristique distinctive des robinets à disque de type bouchon, ce qui permet un réglage de débit très précis. On peut jauger de cette façon le débit du liquide par le nombre de tours du volant. Si des opérations dures et répétées produisent de l usure, le problème d entretien est beaucoup moins sérieux qu avec les vannes. Le siège et le disque, dans la plupart des robinets à soupape, peuvent être réparés sans même enlever le robinet de la canalisation (figure 3.3). Figure 3.3 Démontage d un robinet à soupape (Crane Canada) Module 3 Plomberie-chauffage 3.5
CHAPITRE 3 MONTAGE DE TUYAUTERIE Robinet à soupape d équerre Les robinets à soupape d équerre (figure 3.4) utilisent le même principe de siège que les robinets à soupape droits. En fournissant un tournant de 90 dans la conduite, ils offrent ainsi moins de résistance au passage du fluide que le montage d un robinet droit avec en plus un coude de 90 (figure 3.5). Figure 3.4 Robinet à soupape d équerre (Crane Canada) Figure 3.5 Avantage du robinet d équerre (Crane Canada) Deux joints ici Quatre joints ici Position du robinet Un robinet, peu importe le type, fonctionne mieux lorsqu il est installé verticalement, avec la tige pointant vers le haut (figure 3.6). Toute autre position de la tige, de la verticale à l horizontale, est satisfaisante, mais demeure tout de même un compromis. La pose du robinet avec la tête en bas n est pas recommandée à cause des saletés qui peuvent s y accumuler (figure 3.6). Figure 3.6 Toujours la tige en haut! Positions des robinets (Crane Canada) La tige en bas n est pas recommandée. La tige en position horizontale n est pas pratique avec certains robinets. 3.6 Plomberie-chauffage Module 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE CHAPITRE 3 Facteur pression Dans un robinet à soupape, où doit se trouver la pression? Cette question peut engendrer différentes réponses (figure 3.7), selon les conditions de service. Sur les canalisations où un courant continu est désiré, il est plus sûr de placer la pression sous le disque. Par exemple, un disque peut se détacher de sa tige et fermer le robinet automatiquement si la pression est par-dessus le disque. Si, dans certaines installations, il peut s avérer dangereux que le robinet se ferme accidentellement, il faut alors tenir compte de l emplacement de la pression. Figure 3.7 Emplacement de la pression (Crane Canada) Direction de l écoulement Direction de l écoulement Lorsque la pression est sous le disque, le refroidissement de la tige peut causer suffisamment de retrait pour soulever le disque et causer une fuite. La pression et la température par-dessus le disque aident à l étanchéité du disque. En général, cependant, à moins que la pression doive définitivement être sous le disque, un robinet à soupape droit ou d équerre fournira un meilleur service lorsque la pression est au-dessus du disque. Le robinet à disque renouvelable en plastique fait exception; dans son cas, une pression sous le disque prolongera la durée de ce dernier. Robinet à bille L usage des robinets à bille ou à tournant sphérique (figure 3.8) s est accru à la suite du développement des sièges en matériaux synthétiques. C est à l aide de ces derniers, à cause de leur dureté, qu on a trouvé tant d usages et d applications dans des installations d eau, de vapeur, de gaz et de produits chimiques. Ce type de robinet est de plus en plus installé. Quant au corps du robinet, il est disponible en bronze, en acier au carbone et en acier inoxydable. Figure 3.8 Robinet à bille (Crane Canada) La simplicité de la conception du robinet à bille favorise un fonctionnement sans chocs. Ces robinets Bille Siège très résistants à la pression se ferment hermétiquement. De plus, l écoulement peut se faire dans un sens comme dans l autre. La manette, le plus souvent recouverte d un isolant en plastique, indique la position «ouverte» ou «fermée» du robinet. Module 3 Plomberie-chauffage 3.7
CHAPITRE 3 Robinet papillon Le robinet papillon tire son nom du fait que son disque se meut comme l aile d un papillon. Ouvert, le disque est parallèle au flux du liquide, tandis que fermé, il se place à angle droit et arrête le flux en pénétrant dans la doublure qui sort du siège. Les robinets papillons ont leurs applications surtout dans les installations industrielles, tels les usines de filtration, d épuration d eau, de traitement de gaz ou les centres pétrochimiques. Un corps, un obturateur, un siège et une tige composent le robinet papillon (figure 3.9). Figure 3.9 MONTAGE DE TUYAUTERIE Robinet papillon (Crane Canada) Tige Corps Le corps est généralement en fonte alors que l obturateur peut être en bronze d aluminium, en fonte ductile ou en acier inoxydable. Quant aux sièges, ils sont moulés à partir d élastomères, tels du caoutchouc nitrile, de l éthylènepropylène, etc. Bien entendu, il faut consulter les spécifications des fabricants et bien connaître les fluides à canaliser avant de choisir un siège de robinet. Obturateur Figure 3.10 Installation de robinet papillon Robinet papillon Siège En outre, les robinets papillons sont conçus pour être installés entre les brides de tuyau en fonte de classe 125 ou en acier de classe 150. Les gabarits de perçage pour ces brides de tuyau sont identiques. Les robinets sans brides peuvent être installés entre les brides à surface plate ou surélevée (figure 3.10). Boulon mécanique Garniture Brides Les robinets papillons sans brides comprennent un joint d étanchéité intégré. Les garnitures de brides ne doivent pas être utilisées sur ces installations. Clapet et soupape de retenue Les clapets de retenue sont utilisés pour empêcher le retour du courant sur lui-même dans les conduites. Le principe de fonctionnement de tous les clapets de retenue est basé sur deux modèles. La figure 3.11 illustre un clapet de retenue avec lequel le courant peut s écouler en ligne pratiquement droite, comme dans une vanne. Figure 3.11 Clapet de retenue (Crane Canada) 3.8 Plomberie-chauffage Module 3
MONTAGE DE TUYAUTERIE CHAPITRE 3 À la figure 3.12, on peut voir une soupape de retenue où le courant bifurque en passant dans le corps du robinet, tout comme dans un robinet à soupape droit ou d équerre. Figure 3.12 Soupape de retenue (Crane Canada) Dans les deux modèles, le courant maintient le clapet ouvert, tandis que la gravité ou le retour du courant le ferme automatiquement. Il va sans dire que la première précaution à suivre en installant des clapets ou des soupapes de retenue est de s assurer que le fluide entre par le bon bout, c est-à-dire de façon à soulever le clapet. Une flèche sur le corps du robinet indique le sens de circulation pour l installation (figure 3.13). Figure 3.13 Repère de positionnement (Crane Canada) De par sa conception, le clapet de retenue offre moins de résistance au passage des fluides et est fort employé pour les services sous toute pression et particulièrement sur les canalisations de liquides. Les soupapes de retenue sont, pour leur part, surtout recommandées pour l air, le gaz, l eau et les services généraux de vapeur. Sens de circulation du fluide Module 3 Plomberie-chauffage 3.9