Comment choisir une vanne opercule ?

1) La conception de l'opercule

L’opercule est la partie étanche d'une vanne, elle est donc importante. Les éléments suivants sont donc à prendre en compte :

• Écrou de l'opercule : il relie la tige et l’opercule. Il y a 2 conceptions standard : une conception à écrou libre où l’écrou en laiton est glissé dans une baïonnette sur l’opercule et une conception à écrou fixe où l’écrou est serti dans l’opercule. Avec un écrou fixe le nombre de partie mobile de la vanne est réduit, ce qui évite les vibrations et l'usure du caoutchouc qui à long terme peut endommager le cœur de l'opercule et provoquer de la corrosion. C’est pourquoi l’utilisation d’un écrou fixe est recommandée. 
• Rails de guidage et protections de rails : l’opercule est exposé à des vibrations et à différentes forces lorsque la vanne est manipulée durant son ouverture et sa fermeture. Des rails de guidage correspondants à ceux présents dans le corps de vanne aident à stabiliser la position de l’opercule lors des manœuvres et assurent que la tige ne se déforme pas à des vitesses de flux élevées. Les protections de rails assurent une isolation supplémentaire entre le cœur de l'opercule et le corps. Assurez-vous que les rails de guidage soient intégrés à l’opercule et qu’une couche de caoutchouc vulcanisé suffisante les recouvre. 
• Caoutchouc : il est d’une importance capitale pour l’étanchéité de la vanne. Le caoutchouc doit être entièrement vulcanisé et l’épaisseur doit être suffisante pour absorber les impuretés présentes sur le siège de vanne. Une liaison résistante entre le caoutchouc et le cœur de l’opercule est nécessaire pour assurer une étanchéité parfaite. Cela évite la propagation de la corrosion même si un objet tranchant pénètre le revêtement lors de la fermeture de la vanne.

2) Qualité du caoutchouc

La qualité du caoutchouc est primordiale pour la durée de vie et le bon fonctionnement de la vanne. Il doit être capable de supporter les agressions continuelles des impuretés et des produits chimiques sans être endommagé, et pouvoir absorber les impuretés présentes sur le siège. Il faut prendre en compte les points suivants : 

• Déformation rémanente : le taux de déformation rémanente représente la capacité du caoutchouc à retrouver sa forme originale après avoir été déformé. La norme EN 681-1 définie les exigences minimales, meilleur il sera, meilleure sera la capacité de l’élastomère à retrouver sa forme et à être 100% étanche année après année.
• Formation de biofilm : des substances organiques migrent au sein du caoutchouc et agissent comme des nutriments pour les microorganismes. Elles déclenchent la formation d’un biofilm provoquant la contamination de l’eau potable. Choisissez donc une vanne avec un caoutchouc permettant une formation minimale de biofilm.
• Résistance aux produits chimiques de traitement de l'eau : le chlore et d’autres substances chimiques sont fréquemment utilisés pour nettoyer les canalisations. De faibles concentrations d’ozone et de chlore peuvent être ajoutées à l’eau afin de la rendre potable. Le caoutchouc ne doit pas se dégrader ou craquer au contact de produits chimiques présents dans l’eau potable, il pourrait alors entrainer l’apparition de corrosion sur le cœur d’opercule.
• Approbation pour l'eau potable : Tous les composants élastomères en contact avec l’eau potable doivent détenir un certificat. Le caoutchouc en contact direct avec l’eau potable doit posséder au moins un de ces certificats : DVGW/KTW, KIWA ou NF. 

3) Protection externe contre la corrosion

La protection externe contre la corrosion est d’une importance majeure pour la durée de vie de la vanne. Un revêtement d’époxy uniforme appliqué selon la norme DIN 3476 partie 1, EN 14901 et les exigences GSK* est recommandé. Cela inclut les points suivants :

• Grenaillage : selon norme ISO 12944-4 
• Epaisseur du revêtement : minimum 250 µm sur toutes les surfaces 
• Test MIBK : La polymérisation du revêtement époxy doit être vérifiée par un test de liaison (test MIB).  Quelques gouttes de Méthylisobutylcétone sont appliquées sur la surface de test de la pièce. Après 30 secondes la surface est essuyée à l’aide d’un chiffon blanc. La surface de test ne doit pas être ternie, et le chiffon doit rester propre.
• Résistance aux impacts : Un cylindre d’acier est lâché sur la surface revêtue à travers un cylindre d’un mètre de long.  Après chaque impact la pièce est testée électriquement et aucune imperfection ne doit être détectée
• Absence de pores : Un détecteur de 3kV avec une brosse de détection et utilisé pour révéler toute imperfection dans le revêtement. 

4)   Etanchéité

Il y a deux caractéristiques de conception importantes :

• Etanchéité de la tige : le joint placé autour de la tige retient la pression à l’intérieur de la vanne. Les joints de tige devraient toujours être conçus pour être sans entretien et avoir la même durée de vie que la vanne ou au moins répondre aux exigences de la norme EN 1074-2. Le joint principal devrait être conçu comme un joint hydraulique, c'est à dire que l’étanchéité augmente en fonction de la pression. Des joints complémentaires doivent être placés autour de la tige afin de protéger la vanne de la contamination provenant de l’extérieur. Un joint racleur doit être placé au-dessus de la tige. Tous les joints en contact direct avec l’eau potable doivent être fabriqués en EPDM certifié pour cet usage.
• Etanchéité corps et chapeau : l’étanchéité entre le corps et le chapeau peut être obtenue en plaçant le joint de chapeau dans une rainure. Cette conception assure que le joint reste correctement placé et ne soit pas éjecté en cas de surpression.

5) Performances générales

Que la vanne soit manipulée par un volant ou par un actionneur électrique, il est important de prêter attention aux valeurs des couples de manœuvre et de fermeture.

• Couple de manœuvre : en fonction du DN de la vanne, le couple nécessaire au passage de la position ouverte à la position fermée doit être compris entre 5 Nm et 30 Nm. Il est important de prendre en compte qu’une vanne au couple de manœuvre inférieur à 5 Nm encourage l’opérateur à fermer la vanne trop rapidement, au risque de provoquer un coup de bélier dans la conduite.
• Couple de fermeture : correspond au couple nécessaire pour fermer la vanne. Ce couple est déterminé en fonction du diamètre du volant, de manière à ne pas représenter pour l’opérateur un effort supérieur à 30 kg. Lorsque la vanne est manipulée par un actionneur électrique ou par un démultiplicateur manuel ce couple doit rester dans les limites standard des actionneurs. Il est important de noter que le plus souvent ces actionneurs ont une plage de couple très large et que c’est souvent la taille de la bride ISO reliant la vanne à l’actionneur qui détermine son choix. En règle générale, les vannes à brides ISO doivent avoir un couple de manœuvre de : 
  • Bride ISO F-10, 120 Nm maximum
  • Bride ISO F-14, 500 Nm maximum
  • Bride ISO F-16, 1000 Nm maximum
• Passage intégral : Pour permettre l’utilisation d’appareil de nettoyage des conduites, le diamètre intérieur de la vanne doit correspondre à son diamètre nominale (DN).

* Gütegemeinshaft Schwerer Korrosionsschutz, l’association indépendante de qualité est composée des leaders européens du marché de la fabrication de vannes et raccords en fonte. GSK indique les exigences concernant le revêtement et les procédures de contrôle.