Pourquoi les cages des vannes de régulation haute pression se rompent-elles ? Érosion, cavitation et usure

Des orifices élargis, des passages d'écoulement piqués et un alésage de guidage rayé peuvent rendre une cage de vanne de régulation inutilisable. Ces surfaces ayant des fonctions différentes, les dommages affectent la vanne de diverses manières. Pour les cages de remplacement, l'alliage de cobalt 6 offre une résistance optimale à l'érosion, à l'usure abrasive et au grippage des surfaces de travail.

Usure des cages des vannes de régulation

Les bords et les parois des orifices (ouvertures d'écoulement) sont exposés au fluide étranglé. Le sable, le tartre ou d'autres particules dures entraînées par le flux peuvent éroder ces surfaces, arrondissant les bords et agrandissant les ouvertures. Une chute de pression importante au niveau de la vanne peut générer des vitesses locales élevées et accentuer ces dommages.

En service sur liquide, la cavitation peut laisser des piqûres sur les surfaces de la cage. Des bulles de vapeur se forment là où la pression locale chute suffisamment et implosent lorsque la pression remonte. L'implosion répétée de ces bulles près de la surface métallique entraîne un enlèvement de matière. Ce mécanisme diffère de celui par lequel des particules érodent les parois des orifices.

Là où l'alésage de la cage guide le bouchon, les particules piégées dans l'ajustement glissant peuvent provoquer des rayures abrasives. Le contact direct métal-liquide peut également engendrer une usure par adhérence et un grippage, laissant des surfaces striées et des dépôts métalliques. Ces marques apparaissent au niveau de l'ajustement mobile et non uniquement dans le flux à haute vitesse.

Comment les dommages à la cage affectent le fonctionnement de la vanne

Lorsque le piston se déplace, il expose plus ou moins les orifices de la cage pour réguler le débit. Si l'érosion agrandit ces orifices ou modifie leur profil, le débit de la vanne peut varier pour une même position du piston et une même chute de pression. Cet effet est particulièrement marqué lorsque l'usure modifie les petites ouvertures utilisées lors des faibles courses de la vanne.

L'usure dans un alésage de guidage augmente le jeu autour du piston, tandis que des rayures profondes ou un grippage peuvent entraver le bon fonctionnement. Lorsque la géométrie des orifices ou les dimensions de guidage sortent des limites de service du fabricant de la vanne, le remplacement de la cage rétablit la géométrie spécifiée. Le matériau de remplacement est alors important car les mêmes surfaces de travail restent exposées au fluide et au contact de glissement.

Pourquoi utiliser l'alliage de cobalt 6 pour une cage de remplacement ?

L'alliage de cobalt 6 est un alliage cobalt-chrome-tungstène-carbone contenant des carbures riches en chrome dans une matrice riche en cobalt. Les carbures contribuent à la résistance à l'abrasion, tandis que l'alliage résiste également au grippage lors du contact métal-métal. Cette combinaison est particulièrement adaptée aux cages présentant à la fois des surfaces exposées à l'écoulement et un alésage de guidage coulissant.

Au niveau des orifices et des parois des passages d'écoulement, la résistance à l'érosion contribue à limiter les pertes de matière et à préserver le profil usiné. Au niveau de l'alésage de guidage, la résistance à l'usure abrasive et au grippage contribue à préserver les surfaces de glissement.

Cages de soupapes COCRIX 6 sur mesure, robustes, de SYTOP

SYTOP fabrique des cages de soupapes pleines en COCRIX 6, son alliage de cobalt 6, à partir de plans, de spécifications dimensionnelles ou d'échantillons neufs. La personnalisation porte sur la géométrie des orifices, les diamètres intérieur et extérieur, ainsi que les dimensions des faces d'extrémité, avec des tolérances géométriques et un état de surface conformes aux exigences validées.

Pour discuter d'une cage de remplacement, veuillez envoyer le plan et la quantité souhaitée. Si vous ne disposez pas de plan, veuillez fournir les dimensions requises ou les détails d'un échantillon neuf afin que SYTOP puisse examiner les exigences de fabrication et établir un devis.

E-mail:ventes@cocralloy.com| WhatsApp / WeChat :+86 130 0924 9727

Références techniques

• Emerson : Manuel des vannes de régulation

• Valmet : Écoulement de liquide et cavitation

• Flowserve : Vannes de régulation Multi-Z pour milieux chargés

• Valmet : Performances d'usure et de surface des garnitures de soupapes

• Fiche technique de l'alliage Co6 de Deloro