Comment choisir la bonne vanne à opercule?

1. Conception de l'opercule

L’opercule est la partie assurant l’étanchéité de la vanne, c’est pourquoi sa conception est cruciale. Prenez en compte: 

Ecrou d'opercule

L’écrou d’opercule connecte la tige et l’opercule. Il y a 2 conceptions de bases : une conception à écrou libre où l’écrou en laiton est glissé dans une baïonnette sur l’opercule, et une conception à écrou fixe où l’écrou est expansé dans l’opercule. 

Avec un écrou fixe le nombre de parties mobiles de la vanne est réduit, ce qui élimine le risque de corrosion dû aux mouvements endommageant la surface de caoutchouc sur le noyau d’opercule. C’est pour cela que l’utilisation d’un écrou fixe est recommandée.

Rails de guidage et protections de rails

L’opercule est exposé à des frictions et à différentes forces lorsque la vanne est manipulée pour son ouverture/fermeture. 

Des rails de guidage correspondants à ceux présents dans le corps de vanne aident à stabiliser la position de l’opercule lors des manœuvres et assurent que la tige ne se déforme pas à des vitesses de flux élevées. Les protections de rails assurent une isolation supplémentaire entre le noyau d’opercule et le média. 

Assurez-vous que les protections de rails soient fixées à l’opercule et qu’une couche de caoutchouc vulcanisé suffisante les recouvre.

Caoutchouc

Il est d’importance vitale  pour l’étanchéité de la vanne que l’opercule soit entièrement vulcanisé par le caoutchouc et que l’épaisseur de revêtement sur les surfaces d’étanchéité soit suffisante pour absorber les impuretés présentes sur le siège de vanne. 

Une liaison résistante entre le caoutchouc et le noyau d’opercule est nécessaire pour assurer une étanchéité parfaite lorsque le caoutchouc est compressé, et pour éviter la propagation de la corrosion même si un objet tranchant pénètre le revêtement lors de la fermeture de la vanne.

2. Qualité de caoutchouc

La qualité du caoutchouc est primordiale pour la durée de vie et le bon fonctionnement de la vanne. Il doit être capable de supporter les agressions continuelles des impuretés et des produits chimiques sans être endommagé, et pouvoir absorber les impuretés présentes sur le siège pour être étanche. Prenez en compte:

Compression rémanente

Le taux de compression rémanente représente la capacité du caoutchouc à retrouver sa forme originale après avoir été déformé. La norme EN 681-1 définie les exigences minimales pour les valeurs de ce taux, mais meilleur il sera, meilleure sera la capacité de l’élastomère à retrouver sa forme et à être 100% étanche année après année.

Formation de biofilm

Des substances organiques migrent du caoutchouc et agissent comme des nutriments pour les microorganismes, ce qui déclenche la formation d’un biofilm provoquant la contamination de l’eau potable. Choisissez donc une vanne avec un élastomère d’opercule permettant une formation de biofilm minimale.

Résistance aux produits chimiques de traitement de l'eau

Le chlore et d’autres substances chimiques sont communément utilisés pour nettoyer les nouvelles conduites ou désinfecter les anciennes. L’ozone et le chlore peuvent aussi être ajoutés en faible quantité pour rendre l’eau potable. Le composé élastomère ne doit pas être dégradé ou craquer au contact de ces produits chimiques présents dans l’eau potable, puisqu’il pourrait alors entrainer l’apparition de corrosion sur le noyau d’opercule.

Approbations pour l'eau potable

Tous les composants élastomères en contact avec l’eau potable doivent être titulaires d’un certificat. Si aucune certification locale n’est demandée, le caoutchouc en contact direct avec l’eau potable devrait être titulaire d’un des certificats majeurs comme DVGW/KTW, KIWA ou NF.

3. Protection externe contre la corrosion

La protection externe contre la corrosion est d’importance majeure pour la durée de vie de la vanne. Un revêtement d’époxy uniforme appliqué selon la norme DIN 3476-1, EN 14901 et les exigences de GSK* et recommandé et inclus:

Grenaillage

Selon norme ISO 12944-4.

Épaisseur

Minimum 250µm sur toutes les surfaces.

Absence de pores

Un détecteur de 3kV avec une brosse de détection et utilisé pour révéler toute imperfection dans le revêtement.

Rèticulation (test MIB)

La polymérisation du revêtement  époxy doit être vérifiée par un test de réticulation (test MIB). 

Quelques gouttes de méthyl isobutyl cétone sont appliquées sur la surface de test de la pièce. Après 30 secondes la surface est essuyée à l’aide d’un chiffon blanc. La surface de test ne doit pas être ternie, et le chiffon doit rester immaculé.

Résistance aux impacts

Un cylindre d’acier est lâché sur une surface revêtue à travers un cylindre d’un mètre de long.  Après chaque impact  la pièce est testée électriquement et aucune imperfection ne doit être détectée.

4. Étanchéité

Il y a deux caractéristiques de conception d'importance majeure:

Étanchéité

Le joint placé autour de la tige retenant la pression à l’intérieur de la vanne. Les joints de tige devraient toujours être conçus pour être sans entretien et avoir la même durée de vie que la vanne ou au moins répondre aux exigences de la norme EN 1074-2. 

La manchette d’étanchéité principale retenant la pression interne devrait être conçue comme un joint hydraulique dont l’étanchéité augmente avec la pression interne. Des joints de sécurité devraient être placés autour de la tige. 

Pour protéger la vanne de la contamination venant de l’extérieur, un joint racleur doit être placé au sommet de la tige. Tous les joints en contact direct avec l’eau potable doivent être fabriqués en EPDM certifié pour cet usage.

Étanchéité corps/chapeau

L’étanchéité entre le corps et le chapeau peut être obtenue par l’utilisation d’un joint placé dans une rainure de la vanne. Cette conception assure que le joint reste correctement placé et ne soit pas éjecté en cas de pic de pression. 

Pour protéger les boulons du chapeau de la corrosion le joint doit les encercler, et ils doivent être complétement englobés dans la vanne de manière à ce qu’aucune surface filetée ne soit exposée à l’environnement.

5. Performance générales

Que la vanne soit manipulée par un volant ou par un actionneur électrique, il est important de prêter attention aux valeurs des couples de manœuvre et de fermeture.

Passage intégral

Pour permettre l’utilisation d’appareil de nettoyage des conduites, le diamètre interne de la vanne doit correspondre à sa taille nominale.

Couple de manœuvre

Le couple nécessaire au passage de la position ouverte à la position fermée doit être compris entre 5 Nm et 30 Nm en fonction de la taille de la vanne. 

Il est important de prendre en compte qu’une vanne au couple de manœuvre inférieur à 5 Nm encourage l’opérateur à fermer la vanne trop rapidement, au risque de provoquer un coup de bélier et des sautes de pressions à l’intérieur de la conduite.

Couple de fermeture

Le couple nécessaire à l’étanchéité de la vanne en position fermée. Ce couple doit être en fonction du diamètre du volant de la vanne de manière à ne pas représenter pour l’opérateur un effort supérieur à 30-40 kg. 

Lorsque la vanne est manipulée par un actionneur électrique ou par un démultiplicateur manuel ce couple doit rester dans les limites standard des actionneurs. Il est important de noter que le plus souvent ces actionneurs ont une plage de couples très large, et que c’est souvent la taille de la bride ISO reliant la vanne à l’actionneur qui détermine son choix. 

On peut donner comme règle générale qu’en fonction de la bride ISO le couple de fermeture doit être au maximum de:

• Bride ISO F-10, 120 Nm maximum
• Bride ISO F-14, 500 Nm maximum
• Bride ISO F-16, 1000 Nm maximum

*GSK: Gütegemeinshaft Schwerer Korrosionsschutz, l’association indépedante de qualité constituée de 30 membres, tous des leaders européens sur le marché de la production de vannes et raccords en fonte. GSK indique les exigences concernant le revêtement lui-même et concernant les procédures de contrôle sur le produit fini.