Les vannes à boisseau sphérique, les vannes papillon et les vannes à soupape dans les installations de traitement chimique peuvent devenir difficiles à manœuvrer en raison de milieux cristallisés, de dépôts solides, de joints vieillis ou de longues périodes sans mouvement. Si un actionneur électrique continue d'appliquer du couple après l'arrêt de la vanne, la tige de la vanne, le siège, le réducteur et le moteur peuvent être exposés à une charge mécanique excessive.
Le choix d'un actionneur de vanne pour une usine chimique nécessite donc plus que la simple correspondance de la taille nominale de la vanne. Les ingénieurs doivent évaluer le couple de la vanne, les conditions du procédé, la fréquence de fonctionnement et le besoin de protection contre le surcouple.
Les milieux chimiques peuvent être visqueux, corrosifs, chargés de particules ou sujets à la cristallisation. Les changements de température peuvent également provoquer différents niveaux d'expansion dans le corps de la vanne, la tige et les matériaux d'étanchéité.
Les causes courantes de blocage des vannes comprennent :
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Matériau étranger piégé dans le siège de la vanne ;
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Dépôts solides ou milieux de procédé cristallisés ;
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Joints gonflés, vieillis ou endommagés ;
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Couple de démarrage plus élevé après de longues périodes d'inactivité ;
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Changements de pression différentielle à travers la vanne.
Ces conditions peuvent augmenter le couple de fonctionnement réel au-delà de la valeur de conception d'origine. Le choix d'un actionneur uniquement par le diamètre de la vanne peut donc entraîner un couple insuffisant ou un système d'entraînement inutilement surdimensionné.
Un actionneur électrique avec protection contre le surcouple peut réagir lorsque le couple de sortie atteint une valeur critique prédéfinie. Si la vanne se bloque en raison de débris ou d'un défaut mécanique, le mécanisme de protection interrompt le circuit du moteur au lieu de permettre à l'actionneur de continuer à charger la vanne.
Cette fonction permet de limiter le stress prolongé sur la tige de la vanne, le siège et l'engrenage de l'actionneur. Elle ne supprime pas l'obstruction ni ne remplace la maintenance préventive, mais elle peut empêcher l'actionneur de forcer à plusieurs reprises contre une vanne bloquée.
Le seuil de protection ne doit pas être réglé en dessous du couple requis pour le fonctionnement normal de la vanne. Un réglage trop bas peut entraîner des déclenchements indésirables, tandis qu'un réglage excessivement élevé peut fournir une protection mécanique insuffisante.
Le couple de fonctionnement maximal ou de démarrage du fabricant de la vanne doit être examiné en même temps que le milieu de procédé, la pression différentielle, la température et le cycle de fonctionnement. La documentation DCL recommande une marge de dimensionnement de l'actionneur d'environ 1,1 à 1,3 fois le couple de test de la vanne. Il s'agit d'une référence de sélection plutôt que d'un substitut à un calcul de couple spécifique à l'application.
Tous les emplacements d'une usine chimique ne sont pas classés comme dangereux. Lorsque des gaz ou des vapeurs inflammables peuvent être présents, les ingénieurs doivent confirmer la classe, la division, le groupe et le code de température requis.
Les actionneurs électriques antidéflagrants DCL portent des certifications telles que Classe I, Division 1, Groupes C et D, T5/T6, et Classe I, Zone 1, AEx db IIC T5/T6 Gb. La série a un indice de protection IP68 et une plage de température ambiante spécifiée de -25 °C à +55 °C.
Pour les systèmes utilitaires extérieurs situés dans des zones confirmées non dangereuses, un actionneur électrique résistant aux intempéries peut être approprié. La gamme DCL résistante aux intempéries est classée IP67 en standard, avec IP68 disponible en option. Un indice de protection contre les infiltrations ne remplace pas la certification pour emplacements dangereux.
Les vannes d'isolement nécessitent généralement un fonctionnement marche/arrêt. Les vannes utilisées pour réguler le débit, la pression ou la température peuvent nécessiter un actionneur de régulation avec contrôle de position analogique.
Les configurations de régulation DCL acceptent des signaux d'entrée 4–20 mA, 1–5 VDC ou 2–10 VDC et fournissent un retour de position 4–20 mA. La communication Modbus, la protection contre le surcouple et les réchauffeurs anti-condensation sont disponibles sur certaines configurations et doivent être spécifiés lors de la sélection du modèle.
La gamme antidéflagrante DCL fournit un couple de sortie standard de 50 à 3000 Nm pour les vannes quart de tour dans les zones dangereuses. La gamme résistante aux intempéries couvre un couple de sortie standard de 16 à 3000 Nm pour les tuyauteries extérieures et les systèmes de procédé auxiliaires dans les zones non dangereuses.
Un processus de sélection pratique doit confirmer la classification de la zone, le couple maximal de la vanne, la marge de dimensionnement, le temps de fonctionnement, l'alimentation électrique, le signal de contrôle et les fonctions de protection optionnelles. La protection contre le surcouple est plus efficace lorsqu'elle est combinée à un dimensionnement correct de l'actionneur, à une maintenance appropriée de la vanne et à une réponse définie aux déclenchements de couple.