françaisTableau des boulons de vanne papillon et conseils d'installation à connaître
Dans les systèmes de tuyauterie industriels complexes, les vannes papillon jouent un rôle crucial dans la régulation du débit des fluides. Cependant, pour garantir la sécurité et la fiabilité du système, le facteur décisif n'est souvent pas la vanne elle-même, mais la boulonnerie, apparemment banale à première vue. Le choix et le serrage de la boulonnerie déterminent directement l'étanchéité du raccord à bride et la stabilité structurelle globale.
Une sélection ou une installation incorrecte peut avoir de graves conséquences. Au mieux, cela peut provoquer une fuite ; au pire, une déformation permanente des brides, voire une défaillance grave de la canalisation. Cet article examine les aspects clés des boulons de vanne papillon pour vous aider à garantir un fonctionnement sûr et fiable de votre système.
Pour y parvenir, il est essentiel de comprendre d’abord les paramètres clés des boulons de vanne papillon, qui servent de base pour garantir la sécurité opérationnelle.
Paramètres clés des boulons de vanne papillon
- Diamètre du boulon : Détermine à la fois la capacité de charge et la compatibilité avec les trous de bride. Les dimensions ANSI/ASME courantes sont 5/8″, 3/4″ et 1″, tandis que les normes EN utilisent généralement M16, M20 et M24.
- Longueur du boulon : Elle doit couvrir l'épaisseur combinée de la bride, du corps de vanne, du joint et de l'écrou, laissant entre 1 et 3 filets visibles au-delà de l'écrou. En général, les vannes papillon à bride nécessitent des boulons plus longs que les vannes à oreilles.
- Filetage des boulons : les normes ANSI spécifient les filetages en TPI (filetages par pouce), tels que 11 TPI ou 10 TPI, tandis que les normes EN utilisent le pas en millimètres, tel que M20×2,5.
- Nombre de boulons : Défini par les normes de brides. Par exemple, une bride DN100 PN16 et une bride 4″ Classe 150 nécessitent chacune huit boulons. Les vannes papillon à oreilles, fixées indépendamment des deux côtés, nécessitent généralement deux fois plus de boulons que les vannes à brides.
- Niveau de résistance : Les niveaux EN typiques sont 8.8, 10.9 et 12.9, tandis que les normes ANSI font souvent référence aux normes ASTM A193, A325 et A490. Le niveau doit être choisi en fonction de la classe de pression et des coefficients de sécurité requis.
- Matériau du boulon : Les options courantes incluent l'acier au carbone, l'acier inoxydable et les alliages résistants à la corrosion. Le choix dépend de la nature du matériau et de l'environnement d'utilisation.
Après avoir clarifié les paramètres fondamentaux, l'étape suivante consiste à sélectionner le type de boulon approprié en fonction de l'espace d'installation et des conditions de fonctionnement. Vous trouverez ci-dessous les trois types de boulons les plus couramment utilisés dans les assemblages de vannes papillon.
Types de boulons de vanne papillon
Boulon à tête hexagonale
Avec sa tête hexagonale, c'est le type de boulon le plus courant et le plus polyvalent. Il est largement utilisé pour différentes classes de pression et tailles de vannes, notamment pour les raccordements de brides de vannes papillon, les raccordements corps-siège et le montage d'actionneurs. Parmi tous les types de boulons, les boulons à tête hexagonale sont les plus fréquemment utilisés dans les assemblages de vannes papillon.
Vis à tête creuse
Ce type possède une tête cylindrique avec une empreinte hexagonale sur la face supérieure. Il est généralement utilisé dans les espaces d'installation restreints, comme les brides de vannes papillon légères ou pour la fixation des actionneurs sur les arbres de vannes.
Goujon
Filetés aux deux extrémités et dotés d'une tige lisse au milieu, les goujons filetés sont conçus pour être utilisés avec deux écrous. Ils facilitent le montage et le démontage, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications nécessitant des inspections fréquentes ou aux assemblages à brides épaisses. Le serrage s'effectuant par rotation des écrous plutôt que du boulon lui-même, les filetages sont moins susceptibles d'être endommagés. Les goujons filetés sont très courants pour les assemblages à brides de vannes papillon de grand diamètre et à moyenne et haute pression.
Normes américaines et européennes pour les boulons de vannes papillon
Le choix des boulons de vanne papillon est entièrement déterminé par la norme de bride correspondante. Vous trouverez ci-dessous des tableaux de référence pour les normes les plus courantes : ASME Classe 150 (norme américaine) et EN 1092-1 PN10/PN16 (norme européenne).
ASME B16.5 Classe 150
Tableau des boulons de la vanne papillon à plaquette
| Taille | D | TPI | L | Qté |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 5/8″ | 11 | 4-1/4″ | 4 |
| 2-1/2 | 5/8″ | 11 | 4-3/4″ | 4 |
| 4 | 5/8″ | 11 | 5″ | 8 |
| 5 | 3/4″ | 10 | 5-1/4″ | 8 |
| 6 | 3/4″ | 10 | 5-1/2″ | 8 |
| 8 | 3/4″ | 10 | 6″ | 8 |
| 10 | 7/8″ | 9 | 6-1/2″ | 12 |
| 12 | 7/8″ | 9 | 7″ | 12 |
| 14 | 1″ | 8 | 7-1/2″ | 12 |
| 16 | 1″ | 8 | 8″ | 16 |
| 18 | 1-1/8″ | 7 | 8-3/4″ | 16 |
| 20 | 1-1/8″ | 7 | 9-1/2″ | 20 |
| 24 | 1-1/4″ | 7 | 12″ | 20 |
Tableau des boulons de la vanne papillon à oreilles
| Taille | D | TPI | L | Qté |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 5/8″ | 11 | 1-1/2″ | 8 |
| 2-1/2 | 5/8″ | 11 | 1-3/4″ | 8 |
| 4 | 5/8″ | 11 | 1-3/4″ | 16 |
| 5 | 3/4″ | 10 | 2″ | 16 |
| 6 | 3/4″ | 10 | 2″ | 16 |
| 8 | 7/8″ | 9 | 2-1/4″ | 20 |
| 10 | 7/8″ | 9 | 2-1/2″ | 24 |
| 12 | 7/8″ | 9 | 2-3/4″ | 24 |
| 14 | 1″ | 8 | 3″ | 24 |
| 16 | 1″ | 8 | 3-1/4″ | 32 |
| 18 | 1-1/8″ | 7 | 3-1/2″ | 32 |
| 20 | 1-1/8″ | 7 | 3-1/2″ | 36 |
| 24 | 1-1/4″ | 7 | 4-3/4″ | 40 |
EN 1092-1 Série PN
Tableau des boulons de la vanne papillon
|
DN |
Dans |
PN10 |
PN16 |
||||||||
|
|
|
OD |
PCD |
Boulon et longueur |
épaisseur |
OD |
PCD |
Boulon et longueur |
épaisseur |
||
|
40 |
1,5 |
150 |
110 |
4×M16 |
130 |
18 |
150 |
110 |
4×M16 |
130 |
20 |
|
50 |
2 |
165 |
125 |
4×M16 |
130 |
18 |
165 |
125 |
4×M16 |
130 |
22 |
|
100 |
4 |
220 |
180 |
8×M16 |
150 |
22 |
220 |
180 |
8×M16 |
150 |
26 |
|
125 |
5 |
250 |
210 |
8×M16 |
150 |
24 |
250 |
210 |
8×M16 |
150 |
28 |
|
150 |
6 |
285 |
240 |
8×M20 |
165 |
24 |
285 |
240 |
8×M20 |
165 |
28 |
|
200 |
8 |
340 |
295 |
8×M20 |
175 |
24 |
340 |
295 |
12×M20 |
175 |
30 |
|
250 |
10 |
395 |
350 |
12×M20 |
185 |
26 |
405 |
355 |
12×M24 |
185 |
32 |
|
300 |
12 |
445 |
400 |
12×M20 |
195 |
28 |
460 |
410 |
12×M24 |
200 |
32 |
|
350 |
14 |
505 |
460 |
16×M20 |
195 |
28 |
520 |
470 |
16×M24 |
200 |
34 |
|
400 |
16 |
565 |
515 |
16×M24 |
220 |
30 |
580 |
525 |
16×M27 |
230 |
38 |
|
450 |
18 |
615 |
565 |
20×M24 |
250 |
30 |
640 |
585 |
20×M27 |
254 |
42 |
|
500 |
20 |
670 |
620 |
20×M24 |
290 |
32 |
715 |
650 |
20×M30 |
294 |
48 |
|
600 |
24 |
780 |
725 |
20×M27 |
324 |
36 |
840 |
770 |
20×M33 |
334 |
50 |
|
700 |
28 |
895 |
840 |
24×M27 |
334 |
36 |
910 |
840 |
24×M33 |
341 |
50 |
Remarque : Les tableaux de boulons de vanne papillon sont fournis à titre indicatif uniquement. Le choix et les dimensions des boulons doivent être confirmés en fonction de l'application spécifique et vérifiés auprès du fournisseur de la vanne et des boulons.
Les longueurs de boulons indiquées sont données à titre indicatif. Lors de l'installation, des ajustements doivent être effectués en fonction de l'épaisseur du corps de vanne et du joint.
Installation et serrage des boulons de la vanne papillon
Une fois la taille des boulons déterminée, la méthode d'installation devient tout aussi cruciale. Même avec les bons boulons, un serrage incorrect peut entraîner des fuites ou une défaillance. Les étapes suivantes décrivent la procédure d'installation et de serrage appropriée :
Serrage croisé : Évitez de serrer les boulons un par un. Privilégiez plutôt un serrage croisé pour assurer une compression uniforme du joint d'étanchéité.
Resserrage par étapes :
- Serrage initial (précharge) : serrez à la main ou serrez légèrement tous les écrous pour vous assurer que la vanne et la bride sont correctement installées.
- Serrage intermédiaire : à l’aide d’une clé dynamométrique, serrez tous les écrous en séquence croisée à 30 à 50 % de la valeur de couple finale.
- Serrage final : serrez à nouveau tous les écrous en séquence croisée, cette fois à 100 % de la valeur de couple recommandée.
Avertissement : Un couple excessif peut écraser le siège de soupape ou provoquer l’allongement et la rupture du boulon. En revanche, un couple insuffisant ne permettra pas de générer la pression d’étanchéité nécessaire, ce qui entraînera inévitablement des fuites.
Problèmes courants et solutions
Q : Pourquoi des fuites se produisent-elles après l’installation ?
- Les boulons n’ont pas été serrés en croix, ce qui a entraîné une répartition inégale de la charge.
- Précharge insuffisante, laissant les boulons trop lâches.
- La surface d'étanchéité de la bride présente des rayures ou des irrégularités.
- Boulons incorrects utilisés (par exemple, boulons ANSI appliqués aux brides standard EN).
Q : Pourquoi les boulons se cassent-ils ?
- Les boulons n'ont pas été serrés en croix, ce qui a entraîné une contrainte inégale.
- Précharge inadéquate, laissant les boulons sous-serrés.
- La surface d'étanchéité de la bride présente des rayures ou des irrégularités.
- Utilisation de boulons non appariés (par exemple, des boulons ANSI appliqués à des brides conformes à la norme EN).
Recommandations pratiques et lignes directrices de sélection
- Vérifiez la norme de bride : Le choix des boulons dépend entièrement de la norme de bride de la vanne et de la canalisation. Avant d'acheter des boulons, vérifiez toujours la spécification de la bride (généralement estampillée sur le bord de la bride, par exemple « PN16 » ou « CL150 »).
- Comprendre le système standard : les tailles telles que M16 et M20 sont métriques (norme EN), tandis que les tailles fractionnaires telles que 3/4″ appartiennent au système impérial (norme ANSI/ASME).
- Équilibrer la résistance et l'environnement : en plus de la pression nominale, tenez compte de la corrosivité du milieu et de l'environnement d'installation lors de la sélection du matériau et de la qualité des boulons.
Malgré leur petite taille, les boulons de vanne papillon sont des composants essentiels pour la maîtrise de la pression et la fiabilité de l'étanchéité. Un choix judicieux, notamment en distinguant clairement les normes EN (PN) et ANSI/ASME (Class), ainsi qu'une installation correcte, peuvent prolonger considérablement la durée de vie de la vanne et du réseau de canalisations, réduisant ainsi les coûts de maintenance et les temps d'arrêt.
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