Lors de la sélection de la vanne adaptée aux applications industrielles, il est essentiel de comprendre les valeurs nominales de pression et de température.
De nombreux professionnels du domaine ont du mal à comprendre des termes tels que Classe, Note et PN, qui peuvent entraîner des erreurs coûteuses s'ils sont mal compris.
Ce guide vous aidera à comprendre ces concepts afin que vous puissiez sélectionner des vannes en toute confiance.
Commençons par les bases et comprenons les unités de pression courantes que vous rencontrerez lorsque vous travaillerez avec des vannes industrielles.
Le PSI signifie Pounds per Square Inch (livres par pouce carré), l'unité de mesure de pression la plus utilisée dans les pays anglophones. Il s'agit d'une unité fondamentale qui mesure la force appliquée sur une surface d'un pouce carré.
Pour référence, 3 000 PSI correspondent à environ 206 bars, tandis que 6 000 PSI correspondent à environ 413 bars. Ces conversions sont essentielles lorsque l'on travaille avec des spécifications internationales.
Le PSIG (Pound per Square Inch Gauge) représente la pression relative à la pression atmosphérique telle que lue sur un manomètre. Le « G » indique que nous mesurons la différence entre la pression interne et la pression atmosphérique ambiante.
Lorsque vous mesurez la pression d'un pneu de voiture, vous lisez la PSIG, soit la différence entre l'air à l'intérieur du pneu et l'air extérieur. Au niveau de la mer, la pression d'air absolue est d'environ 14,7 psi, donc une pression de pneu de 30 PSIG signifie que la pression absolue à l'intérieur est de 44,7 psia (livres par pouce carré, absolue).
Bien que le Système international (SI) utilise le pascal comme unité de pression officielle, le bar est plus couramment utilisé dans les environnements industriels européens. Un bar équivaut à 100 000 pascals ou 100 kilopascals.
La conversion entre bar et psi est simple : 1 bar = 14,5 psi. Cette conversion est cruciale lorsqu'il s'agit d'équipements provenant de différentes régions.
La pression à laquelle une vanne peut résister dépend de plusieurs facteurs, notamment du matériau de construction et de la température de fonctionnement. Diverses normes et nomenclatures existent pour clarifier ces spécifications.
La classe ANSI est principalement utilisée pour vannes à brides, définissant la pression maximale que la vanne peut supporter à différentes températures. Les principales classes de pression comprennent 125, 150, 250, 300, 400, 600, 900, 1500 et 2500.
De nombreux professionnels utilisent des abréviations telles que LBS, LB, CL ou # de manière interchangeable pour désigner ces classes. Historiquement, la nomenclature de 1973 utilisait des termes tels que 150LBS, mais les normes modernes préfèrent CL (par exemple, CL 150).
Il est essentiel de faire la distinction entre PSI (unité de pression) et ANSI Class. Une pression de travail de 150 PSI (10 bar) n'est pas la même que CL 150 (qui peut supporter environ 20 bar à température ambiante).
La pression nominale (PN) est principalement utilisée dans les normes européennes, notamment DIN, EN, BS et ISO. Cette classification indique directement la pression de fonctionnement de la vanne en bar.
Par exemple, une vanne PN250 fonctionne à une pression de 250 bars (environ 3 625 psi) et ne correspond pas à la classe ANSI 250. Cette distinction est cruciale lors de l'approvisionnement en vannes à l'international.
WOG signifie « eau, huile, gaz » et représente une pression nominale pour les vannes à température ambiante (généralement de -29 °C à 38 °C). Selon la norme MSS-SP-25, WOG est synonyme de CWP (pression de travail à froid).
La mesure est simple : 600 WOG correspondent à 600 psi à température ambiante. N'oubliez pas de ne pas confondre cela avec les valeurs nominales. Par exemple, 2 000 WOG correspondent à 2 000 PSI, ce qui équivaut approximativement à CL 800 ou PN 140.
La pression maximale admissible (MAWP) correspond à la pression maximale à laquelle une vanne est conçue pour fonctionner à une température spécifique. Dérivée du code ASME sur les appareils à pression, il ne s'agit pas de la pression d'éclatement mais plutôt de la pression maximale de fonctionnement sûre.
La MAWP doit toujours être égale ou supérieure à la pression de conception, et les unités sont toujours indiquées (par exemple, MAWP 1500 PSI).
Il est essentiel de comprendre la corrélation entre les normes européennes et américaines lorsque l'on travaille avec des équipements internationaux. La norme API 6D fournit des équivalences entre les valeurs nominales et les valeurs nominales de classe.
| Norme européenne (EN 1092-1/ISO-7268) | Classe (ASME B16.34) |
| PN 20 | CL 150 |
| PN 50 | CL 300 |
| PN 64 | CL 400 |
| PN 100 | CL 600 |
| PN 150 | CL 900 |
| PN 250 | CL 1500 |
| PN 420 | CL 2500 |
En dehors de la norme API 6D, il existe plusieurs équivalences utilisées commercialement :
| PN | Classe |
| PN 140 | CL 800 |
| PN 690 | CL 4000 |
| PN 750 | CL 4500 |
La classe 800 est répertoriée dans la norme API 602 et équivaut à une pression d'environ 132,4 bars ou 1 920 psi. Elle sert de classe intermédiaire entre 600 et 900, souvent arrondie à PN140 ou 2 000 PSI.
Un point crucial que beaucoup négligent est que les valeurs de pression nominales des vannes varient en fonction de la température. La même vanne peut supporter des pressions différentes en fonction de sa température de fonctionnement et du matériau de construction.
Par exemple, une vanne de classe 1500 en acier inoxydable 316 peut supporter 248 bars à 25 °C, mais seulement 166 bars à 250 °C. La vanne de la même classe en acier au carbone A105 peut supporter 255 bars à 25 °C et 209 bars à 250 °C.
C'est pourquoi vous devez consulter les tableaux de pression et de température spécifiques à chaque matériau pour déterminer la classe de vanne appropriée à vos conditions d'application.
Plusieurs termes décrivent différents aspects de la pression dans les applications de vannes, et la compréhension de ces distinctions est importante pour une sélection appropriée.
Il s'agit de la pression à laquelle l'équipement fonctionne dans des conditions normales. Elle représente la pression quotidienne à laquelle la vanne sera soumise dans votre système.
La pression de conception est égale à la pression de service plus toute surpression pouvant survenir pendant le fonctionnement. Cela permet de tenir compte des fluctuations de pression et de fournir une marge de sécurité.
Comme mentionné précédemment, il s'agit de la pression maximale à laquelle le fabricant indique que l'équipement peut fonctionner en toute sécurité. Elle ne doit jamais être dépassée pendant le fonctionnement normal.
Il s'agit de la pression à laquelle les fabricants testent les équipements sans fuite (ou avec un coefficient de fuite convenu). Ces tests durent généralement peu de temps.
Pression à laquelle l'équipement subit des dommages irréversibles. Ce point est rarement testé jusqu'à la rupture réelle et représente un point de défaillance catastrophique qui ne devrait jamais être approché dans la pratique.
La différence entre les valeurs PSI, les valeurs nominales de classe et les valeurs PN peut sembler être une minutie technique, mais ces distinctions déterminent si vos systèmes industriels fonctionnent en toute sécurité ou échouent de manière catastrophique.
Chez Lianke Valve, nous avons pu constater de visu comment une sélection appropriée de vannes basée sur une compréhension précise des rapports pression-température permet d'éviter les temps d'arrêt et de prolonger la durée de vie des équipements. Depuis 1982, notre parcours, d'une petite usine de machines à des spécialistes des vannes à pincement et des produits à revêtement fluoré, nous a appris une vérité : dans les applications de vannes industrielles, la précision est importante.
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