Etanchéité des vannes d'arrêt

Il faut distinguer deux types de fuite attribuées aux vannes:

• les fuites vers l'extérieur, généralement dues au passage de l'axe qui commande le mouvement de l'obturateur
• les fuites vers le procédé; dues à un défaut d'application de l'obturateur sur son siège.

Cet article traite de ce second type de fuite.

On aimerait qu'une vanne soit étanche. En réalité, une fuite, même légère existe quel que soit la technologie employée. Il est donc plus raisonnable de parler de taux de fuite acceptable.

Différentes normes définissent des classes d'étanchéité et le moyen de la vérifier. Toutes ne s'appliquent pas à tous les types de vannes. Les cas les plus courants sont résumés dans le tableau suivant:

Type de vanne	Normes  de référence
Vannes et clapets tous types en acier	API 598 / ISO 5208
Vannes et clapets en acier D>24" (600mm)	ASME B16.34
Vannes et clapets tous types en bronze	MSS SP-80
Vannes à opercule en acier moulé	API 598 / ISO 5208, MSS SP-70
Vannes à soupape en acier moulé	API 598 / ISO 5208, MSS SP-85
Vannes à tournant en acier moulé	API 598 / ISO 5208, MSS SP-78
Clapets anti-retour en acier moulé	API 598 / ISO 5208, MSS SP-71
Vannes pour service cryogénique	API 598 / ISO 5208, BS 6364
Soupapes	API 527, ASME PTC 25
Vannes de réglage	FCI 70-2, ISA-S75

API 598

L'API 598 est équivalente à l'ISO 5208 pour certaines catégories.
Elle donne le débit de fuite maximum acceptable pour les gaz et les liquides.

	vannes tous types à siège métallique		clapets anti-retour
	liquide [gouttes/mn]	gaz [bulles/mn]	liquide [cm3/mn]	gaz [m3/h]
D≤2" (50mm)	0 (≡ ISO 5208 cat A)	0 (≡ ISO 5208 cat A)	6	0,08
D>2"	2×D(pouces) (≡ ISO 5208 CC)	4×D(pouces) (≡ ISO 5208 AA)	3×D(pouces) (≡ ISO 5208 G)	0,0421×D(pouces) (≡ ISO 5208 EE)

Pour les vannes équipées d'un siège souple, le taux de fuite admissible est toujours égal à 0 goutte ou 0 bulle quelque soit le diamètre.

ISO 5208 / EN 12266-1

L'ISO 5208 tente de faire la synthèse entre l'API 598 et l'EN 12266-1.
L'API 6D couvre le domaine des vannes pour pipelines. Elle reprend les valeurs de taux de fuite de l'ISO 5208.

Débit maximum de fuite acceptable

Taux de fuite	Liquide [mm3/s]	Gaz [mm3/s]
A (≡ EN 12266-1)	0	0
AA	0,006×DN	0,18×DN
B (≡ EN 12266-1)	0,01×DN	0,3×DN
C (≡ EN 12266-1)	0,03×DN	3×DN
CC	0,08×DN	22,3×DN
D (≡ EN 12266-1)	0,1×DN	30×DN
E (≡ EN 12266-1)	0,3×DN	300×DN
EE	0,39×DN	470×DN
F (≡ EN 12266-1)	1×DN	3000×DN
G (≡ EN 12266-1)	2×DN	6000×DN

Durée minimale du test

Dimension	Vanne d'arrêt	Clapet anti-retour
DN ≤ 50	15 s	60 s
65 ≤ DN ≤ 150	60 s	60 s
200 ≤ DN ≤ 300	120 s	120 s
DN ≥ 350	120 s	120 s

La pression de test sera:

• pour les gaz: 110% de la pression maximale admissible à froid ou 6 bars
• pour les liquides: au moins de 110% de la pression maximale admissible à froid

MSS-SP-61

Les fabricants de vannes ont depuis 1961 définis un protocole de test et de validation s'appliquant aux vannes d'arrêts tout ou rien.
Le test d'étanchéité est mené à une pression au moins égale à 110% de la pression maximum autorisée à 380°C (1000°F). Le taux de fuite doit être inférieur à:

• pour les vannes: 10 cm³/h par pouce de diamètre nominal 
• pour les clapets anti-retour: 40 cm³/h par pouce de diamètre nominal 

API 6D / ISO 14313

L'API 6D couvre le domaine des vannes pour pipelines de produits pétroliers. Elle est équivalente à l'ISO 14313. Elle reprend les valeurs de taux de fuite admissible de l'ISO 5208:

• taux de fuite A pour les vannes à siège souple
• taux de fuite D pour les vannes à siège métallique

Durée minimale du test

Dimension	Durée
15 ≤ DN ≤ 100	2 mn
DN ≥ 150	5 mn

La pression de test ne sera pas inférieure à 110% de la pression maximale admissible à 38°C.