1. Overview
Une vanne à boisseau sphérique est une vanne rotative quart de tour qui régule le débit par la rotation d'un disque sphérique. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :
- Excellente étanchéité (les sièges métalliques atteignent la classe ANSI VI)
- Résistance minimale à l'écoulement (la conception à passage intégral correspond à l'ID du pipeline)
- Fonctionnement rapide (rotation à 90° pour ouverture/fermeture complète)
- Longue durée de vie (les conceptions résistantes à l'usure supportent plus de 100 000 cycles)
2. Main Components
| Component | Description |
| Body | Construction moulée/forgée (WCB, CF8, acier duplex) ; connexions : à brides/à souder bout à bout/filetées |
| Balle | Sphère polie avec précision (Ra≤0,8μm) ; matériaux : acier au carbone 304/316 SS, nickelé, revêtement céramique |
| Seat | Joint souple (PTFE/RPTFE) ou joint métallique (alliage Stellite) |
| Stem | Conception anti-éclatement ; traité thermiquement 17-4PH ; garniture en graphite avec compensation par ressort en acier inoxydable |
| Actuation | Manuel/pneumatique/électrique/hydraulique (support de montage ISO 5211) |
3. Types
(1) Par conception
- Balle flottante
- La balle appuie contre les sièges via la pression du média
- Gamme de tailles : DN15~DN200
- Pression : PN16~PN40
- Monté sur tourillon
- Rotule fixée par tiges supérieures/inférieures ; les sièges absorbent la pression
- Gamme de tailles : DN50~DN1200
- Pression : PN16~PN250 (ANSI 150~2500)
(2) Par alésage
- Alésage intégral : ID = ID du pipeline (pour le raclage)
- Alésage réduit : ID ≈ 80 % ID du pipeline (rentable)
(3) Special Types
- V-Port Ball : encoche en V pour un contrôle précis (≈caractéristique à pourcentage égal)
- Corps en trois parties : amovible pour l'entretien
- Entrée par le haut : conception réparable en ligne
4. Specifications
| Parameter | Range | Notes |
| Size (DN) | DN8~DN1200 | Custom designs for larger sizes |
| Pressure Rating | PN10~PN420 (ANSI 150~2500) | Vannes à tourillon haute pression jusqu'à 2500 lb |
| Temperature | -196℃~550℃ | Traitement cryogénique pour basses températures |
| Media | Eau/huile/gaz/acides/boues | Revêtement en fluor pour milieux corrosifs |
| Leakage Class | ANSI Classe IV/V/VI | Les sièges en métal atteignent la classe VI |
| Vitesse de fonctionnement | Pneumatique : 0,5 s (le plus rapide) | Grandes vannes électriques : 10-30 sec |
5. Applications
① Oil & Gas
- Vannes de sectionnement de pipeline (API 6D)
- Vannes cryogéniques GNL (acier inoxydable austénitique -196℃)
② Chemical
- Milieux corrosifs (revêtus de PTFE)
- Réacteurs haute pression (vannes à tourillon forgé)
③ Power
- Alimentation de chaudière (vannes forgées à joint dur)
- Conduites de vapeur (vannes à soufflet)
④ Water Treatment
- Réseaux municipaux (revêtement époxy plein passage)
- Eaux usées (revêtement céramique résistant à l'usure)
⑤ Specialized
- Semi-conducteur (gaz de très haute pureté)
- Systèmes marins (vannes d'eau de mer en bronze)
6. Selection Guide
| Application | Recommended Type |
| Water/gas (PN16) | Bille flottante + sièges PTFE |
| Huile haute pression (PN100) | Monté sur tourillon + sièges en métal |
| Acides/bases | Bille doublée de fluor/Hastelloy |
| Cryogenic LNG (-196℃) | Vannes SS traitées cryogéniquement |
| Boues abrasives | Billes revêtues d'alliage dur |
7. Pros & Cons
✔ Advantages
- Fermeture étanche aux bulles (bidirectionnelle)
- Entretien facile (remplacement du siège en ligne pour certains modèles)
- Conception ignifuge (certifiée API 607)
✖ Limitations
- Ne convient pas à l'étranglement (sauf V-port)
- Coût élevé des vannes de grand diamètre/haute pression
8. Standards
- API 6D : Vannes de pipeline
- API 608 : Robinets à boisseau sphérique métalliques à brides
- ISO 17292 : Vannes pour le pétrole et la pétrochimie
- ASME B16.34: Pressure-temperature ratings
9. Maintenance
- Inspecter la garniture de tige tous les trimestres
- Tests annuels d'intégrité des joints pour les vannes haute pression
- Conceptions à soufflet pour environnements corrosifs
Conclusion
Les vannes à boisseau sphérique excellent en termes d'étanchéité et de résistance aux faibles débits, ce qui les rend indispensables pour les systèmes de tuyauterie industrielle. Un choix judicieux, basé sur les propriétés du fluide, la pression et la fréquence, garantit une fiabilité à long terme.
