Dans le domaine de la production de pétrole et de gaz, la gestion de l'eau et diverses industries de processus, un contrôle précis sur l'écoulement des fluide est essentiel. Les vannes d'étranglement sont des dispositifs spécialisés conçus pour remplir cette fonction essentielle en contrôlant le débit et en réduisant la pression des fluides passant par un système. Comprendre les différents types de vannes d'étranglement est une étape fondamentale pour sélectionner le bon équipement pour une application.
La classification de vannes d'étranglement est principalement basé sur leur méthode de régulation et de conception des flux. Les deux catégories principales sont les vannes de starter fixe et les vannes d'étranglement réglables.
1. Vannes d'étranglement fixe
Les vannes de starter fixe, également connues sous le nom d'étouffement positif, incorporent un orifice à géométrie fixe qui fournit une restriction d'écoulement constante et inchangeable. L'orifice est généralement un matériau durci, comme le carbure de tungstène, conçu pour résister à l'érosion des fluides abrasifs à grande vitesse.
-
Conception et fonctionnement: La capacité d'écoulement est déterminée par la taille et la forme précises de l'orifice, qui est installée dans le corps de soupape. Pour modifier le débit, l'orifice entier doit être remplacé par une taille différente lors d'un arrêt de processus.
-
Applications typiques: Ces vannes sont principalement utilisées dans les applications où les conditions d'écoulement sont stables et cohérentes, et où un ajustement manuel n'est pas requis. Ils sont appréciés pour leur simplicité, leur robustesse et leur fiabilité dans des conditions de service sévères, telles que les obstacles de production de tête.
2. Vannes d'étranglement réglables
Les vannes d'étranglement réglables permettent de modifier la zone d'écoulement pendant que la valve est en service, offrant aux opérateurs une flexibilité pour répondre aux conditions de processus changeantes. Ils sont en outre subdivisés en fonction de leur mécanisme interne.
a) Vannes d'étranglement à aiguille et à siège
Il s'agit d'un type commun de starter réglable. La valve dispose d'une aiguille conique (ou de la tige) qui se déplace linéairement dans et hors d'un siège assorti, variant ainsi la zone d'écoulement annulaire entre eux.
-
Conception et fonctionnement: Tourner un volant ou agir la valve déplace l'aiguille. Le contrôle fin est réalisable avec cette conception. Les surfaces d'étanchéité sont souvent fabriquées à partir de matériaux résistants à l'érosion.
-
Applications typiques: Les couches à l'aiguille et aux sièges conviennent à un large éventail d'applications nécessitant un contrôle de débit précis, y compris les séparateurs de production, les tests de puits et divers processus de raffinage.
b) Vannes d'étranglement de bouche et de cage
Dans cette conception, une cage perforée (ou manche) abrite une prise cylindrique ou effilée. Le bouchon tourne ou se déplace linéairement pour aligner ses sections solides avec les trous dans la cage, ouvrant ou fermant ainsi les passages d'écoulement.
-
Conception et fonctionnement: La chute de pression à plusieurs étapes à travers les trous de la cage minimise la cavitation et réduit le potentiel d'érosion, ce qui en fait un design durable pour les écarts à haute pression.
-
Applications typiques: Les bouchons de bouchons et de cage sont fréquemment utilisés dans les boucles de production à haute pression, les applications de décharge à vapeur et d'autres services où des baisses de pression sévères sont courantes.
c) Vannes de strict à disque rotatif
Cette conception utilise deux disques avec des ouvertures alignées. Un disque est stationnaire, tandis que l'autre tourne. La zone d'écoulement change lorsque les trous du disque rotatif se déplacent dans et hors de l'alignement avec les trous du disque stationnaire.
-
Conception et fonctionnement: Le fonctionnement est généralement un quart de tour de complètement ouvert à entièrement fermé. Bien que simples, les bords des trous peuvent être vulnérables à l'érosion des solides dans le flux de flux.
-
Applications typiques: Ces vannes sont souvent utilisées dans des services moins graves ou sur des applications où les solides abrasifs ne sont pas une préoccupation principale.
Considérations clés au-delà de type
La sélection d'une vanne d'étranglement implique plus que le choix d'un type. La sélection des matériaux est primordiale; Les garnitures internes et les corps sont souvent fabriqués à partir d'alliages durcis ou enduits de matériaux comme le carbure de tungstène pour lutter contre l'usure de l'érosion et de la corrosion. De plus, les vannes d'étranglement peuvent être utilisées manuellement, hydrauliquement ou électriquement, selon les exigences d'automatisation, de télécommande et de sécurité.
La sélection des vannes d'étranglement est une décision d'ingénierie critique. Les soupapes d'étranglement fixe offrent une simplicité pour des conditions d'écoulement constantes, tandis que les différentes conceptions des vannes d'étranglement réglables - nettement et siège, bouchon et cage et disque rotatif - fournissent la flexibilité et le contrôle nécessaires pour les processus dynamiques. Le bon choix dépend d'une analyse rigoureuse des propriétés du fluide, de la pression, de la température, des caractéristiques d'écoulement et des exigences opérationnelles spécifiques du système.
