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Solutions aux vibrations des vannes de régulation : 1. Méthode d’augmentation de la rigidité : pour les oscillations et les vibrations légères, on peut augmenter la rigidité afin de les éliminer ou de les atténuer ; des solutions possibles incluent l’utilisation de ressorts à grande rigidité ou le remplacement de l’actionneur par un actionneur à piston. 2. Méthode d’augmentation de la dissipation : augmenter la dissipation, c’est-à-dire augmenter le frottement contre les vibrations. Par exemple, le corps de soupape d’une vanne à manchon peut être scellé avec un joint en « O », ou on peut utiliser un remploi en graphite offrant une forte force de frottement ; cela a un certain effet pour éliminer ou atténuer les vibrations légères. 3. Augmenter les dimensions de guidage et réduire l’écart de montage : les vannes à tige en forme de bouchon ont généralement de petites dimensions de guidage, tandis que l’écart de montage de toutes les vannes est généralement important, allant de 0,4 à 1 mm, ce qui favorise la génération de vibrations mécaniques. Ainsi, en cas de vibrations mécaniques légères, il est possible d’atténuer ces vibrations en augmentant les dimensions de guidage et en réduisant l’écart de jeu. 4. Changer la forme de l’élément de restriction pour éliminer la résonance : comme la source des vibrations de la vanne de régulation se trouve à l’orifice de restriction, où le flux est rapide et la pression varie brusquement, en modifiant la forme de cet élément, on peut changer la fréquence de cette source de vibrations, ce qui facilite la résolution du problème lorsque la résonance n’est pas intense. La méthode concrète consiste à usiner la surface de la tige de vanne de 0,5 à 1,0 mm dans la plage d’ouverture vibratoire. Lorsqu’une vanne de régulation de pression à action automatique a été installée près d’un complexe résidentiel appartenant à un fabricant, le sifflement dû à la résonance perturbait le repos des employés. Après avoir usé la surface du corps de la vanne de 0,5 mm, ce sifflement de résonance a disparu. 5. Principe de la méthode d’élimination de la résonance par remplacement du élément de régulation : identique à celui décrit en 4.5, point 4), sauf que c’est l’élément de régulation qui est remplacé. Les méthodes sont les suivantes : ① Changer les caractéristiques de débit, passer du logarithmique au linéaire, ou du linéaire au logarithmique ; ② Changer le type de corps de vanne. Par exemple, remplacer le corps de valve en forme de tige par un corps de valve à canal en « V », transformer le type à tige des vannes à double siège en type à manchon ; remplacer le manchon avec ouverture par un manchon percé de petits trous, etc. Dans une usine de fertilisants azotés, une vanne à deux sièges DN25 présentait fréquemment des ruptures au niveau du joint entre le levier de la vanne et son corps. Après avoir identifié le problème comme étant dû à la résonance, nous avons remplacé le corps de vanne à caractéristiques linéaires par un corps à caractéristiques logarithmiques, ce qui a résolu le problème. Par exemple, dans un laboratoire d’une école de pilotage, une vanne à manchon DN200 ne pouvait pas être utilisée car son corps de vanne tournait fortement. En remplaçant le manchon doté d’une ouverture par un manchon percé de petits trous, la rotation a immédiatement disparu. 6. Changer le type de vanne de régulation pour éliminer la résonance. Les vitesses naturelles propres des vannes de régulation ayant des structures différentes varient naturellement ; changer le type de vanne de régulation est la méthode la plus efficace pour éliminer fondamentalement la résonance. Une vanne qui présente des vibrations très intenses — des vibrations fortes (qui peuvent endommager la vanne dans les cas graves), un mouvement de rotation intense (au point que le tige de la vanne peut se briser ou se tordre), ainsi qu’un bruit intense (jusqu’à plus de 100 décibels) — voit ses problèmes disparaître immédiatement dès qu’on la remplace par une vanne ayant une structure très différente ; la résonance intense disparaît alors de manière miraculeuse. Lors d’un projet de modernisation d’une usine de vinyle, une vanne à manchon DN200 a été choisie ; les trois phénomènes mentionnés se sont produits : les tuyaux DN300 vibraient, le corps de la vanne tournait et le bruit atteignait plus de 100 décibels. Avec un écart de résonance de 20 à 70 %, et compte tenu de cet écart important, on a remplacé la vanne par une vanne à double siège ; la résonance a disparu et le fonctionnement est redevenu normal. 7. Pour réduire les vibrations dues à la cavitation causées par la rupture des bulles de cavitation, il convient naturellement de trouver des moyens de diminuer la cavitation elle-même. ①Faire en sorte que l’énergie d’impact générée par la rupture des bulles ne s’exerce pas sur la surface solide, en particulier sur le corps de la vanne, mais soit absorbée par le liquide. La vanne à manchon présente cette caractéristique, ce qui permet de remplacer le corps de vanne à tige par un corps de vanne à manchon. ②Adopter tous les moyens de réduire la cavitation, tels que l’augmentation de la résistance au débit, l’augmentation de la pression à l’orifice de rétrécissement, le fractionnement ou la *dépression, etc. 9. Éviter les vibrations causées par des ondes provenant d’une source externe : il est évident qu’il faut éviter cela lors du fonctionnement normal de la vanne de régulation. Si de telles vibrations se produisent, des mesures appropriées doivent être prises. Solutions en cas de faible stabilité de la vanne de régulation : 1. Méthode consistant à changer la direction de l’effort d’déséquilibre : dans l’analyse de la stabilité, on sait que lorsque l’effort d’déséquilibre agit dans la même direction que celle du mouvement de fermeture de la vanne, c’est-à-dire qu’il crée une tendance à la fermeture, la stabilité de la vanne est faible. Lorsque la vanne fonctionne sous l’effet de forces d’équilibre non négligeables, on recourt à une méthode visant à changer la direction de leur action, généralement en passant d’un type à fermeture par flux à un type à ouverture par flux ; cela permet généralement de résoudre facilement le problème de stabilité de la vanne. 2. Méthode pour éviter le fonctionnement dans la zone d’instabilité de la vanne : certaines vannes, en raison des contraintes de leur structure propre, présentent une stabilité médiocre lorsqu’elles fonctionnent à certains degrés d’ouverture. ①Vanne à deux sièges, avec un ouverture inférieure à 10 % : le flux s’ouvre au niveau de la sphère supérieure et se ferme au niveau de la sphère inférieure, ce qui entraîne des problèmes d’instabilité ; ② La pente de variation de la force d’équilibrage génère des fluctuations dans les environs, ce qui réduit sa stabilité. Comme pour les vannes à ailettes, le point de commutation se situe autour de 70 degrés ; pour les vannes à double siège, il se trouve entre 80 et 90 % d’ouverture. Lorsque l’on rencontre ce type de valve, le fonctionnement dans la zone instable entraîne inévitablement une faible stabilité ; il suffit donc d’éviter de fonctionner dans cette zone. 3. Remplacer par une vanne à bonne stabilité : une vanne à bonne stabilité présente de faibles variations des forces d’asymétrie et un bon guidage. Parmi les vannes sphériques couramment utilisées, la vanne à manchon présente cette caractéristique majeure. Lorsque la stabilité des vannes à siège simple ou double est faible, le remplacement par des vannes à corps complet améliorera certainement leur stabilité. 4. La capacité de l’actionneur à résister aux effets des variations de charge sur la course dépend de la raideur du ressort ; plus la raideur est élevée, moindre est l’impact sur la course et meilleure est la stabilité de la vanne. Augmenter la raideur du ressort est une méthode simple et courante pour améliorer la stabilité de la vanne, par exemple en remplaçant un ressort dont la plage de pression est de 20 à 100 kPa par un ressort à grande raideur allant de 60 à 180 kPa. Cette méthode est principalement utilisée pour les vannes équipées d’un positionneur ; sinon, la vanne doit être équipée d’un positionneur supplémentaire. 5. Méthode de réduction de la vitesse de réponse : Lorsque le système exige que la vitesse de réponse ou de régulation de la vanne ne soit pas trop élevée, mais que la vanne répond et se régule pourtant rapidement, par exemple lorsque une fine ajustement du débit est nécessaire tandis que les variations de régulation du débit de la vanne sont importantes, ou encore lorsque le système lui-même est déjà à réponse rapide mais que la vanne est équipée d’un positionneur pour accélérer son action, cela est préjudiciable. Cela entraînera un dépassement de la cible, des vibrations, etc. À cet égard, la vitesse de réponse doit être réduite. Les solutions sont : ① changer les caractéristiques linéaires en caractéristiques logarithmiques ; ② ceux équipés d’un positionneur peuvent être remplacés par des convertisseurs ou des relais. 6. Changer le sens du flux, résoudre les problèmes de fermeture prématurée, éliminer le surclapotement : les vannes à deux positions sont généralement utilisées en mode fermeture totale afin d’améliorer l’efficacité de la coupure. Pour les médias liquides, en raison de l’action des forces d’asymétrie de type flux fermé qui compriment le corps de la vanne, il y a un effet favorisant la fermeture, également appelé effet de succion, qui accélère la vitesse de mouvement du corps de la vanne, provoquant un léger effet de roulement d’eau et entraînant le surtensionnement du système. La solution à ce phénomène est de simplement inverser le sens du flux, ce qui permet d’éliminer le surtensionnement. Pour des problèmes similaires où la fermeture forcée affecte le bon fonctionnement de la vanne, on peut également envisager d’adopter cette méthode pour les résoudre. 7. Méthode de surmontement de la destruction par le fluide * La vanne typique est une vanne à double siège ; le fluide entre par le milieu, le corps de la vanne est perpendiculaire à l’entrée, et le fluide contourne ce corps pour s’écouler en deux jets, supérieur et inférieur. L’impact du fluide sur le corps de la vanne le pousse vers le côté de la sortie, provoquant des frottements qui endommagent les surfaces de guidage du corps de la vanne et du manchon, entraînant ainsi des dysfonctionnements. Un débit élevé peut également faire plier le corps de la vanne, l’éroder, voire le briser dans les cas graves. Solutions : ① Augmenter la dureté du matériau de la partie guide ; ② Élargir la dimension intermédiaire entre les sphères supérieure et inférieure du corps de vanne pour en faire une forme plus épaisse ; ③ Utiliser un autre type de vanne en remplacement. Si l’on utilise une vanne à manchon, le fluide s’écoule autour du manchon, ce qui **diminue** la force latérale exercée sur le piston de la vanne. 8. La méthode pour surmonter la force de rotation générée par le fluide afin de faire tourner le corps de vanne est la suivante : pour un corps de vanne à orifice en « V », en raison de l’asymétrie du flux du fluide, les forces tangentes exercées sur le corps de vanne au niveau de l’orifice en « V » ne sont pas uniformes, ce qui crée une force de rotation le faisant tourner. C’est particulièrement vrai pour les vannes avec un DN ≥ 100. Cela peut entraîner une séparation de la connexion entre la vanne et le piston de l’actionneur, tandis qu’un actionneur sans ressort peut provoquer la déformation de la membrane. Les solutions possibles sont : ① faire tourner le corps de la vanne d’un angle dans le sens opposé afin d’équilibrer les forces tangentes agissant sur celui-ci ; ② verrouiller davantage la connexion entre le tige de la vanne et le levier, et ajouter, si nécessaire, une plaque anti-rotation ; ③ remplacer le corps de la vanne à ouverture en « V » par un corps de vanne à piston ; ④ adopter ou modifier une structure à manchon ; ⑤ si la rotation est causée par une résonance, éliminer cette résonance résoudra le problème. 9. Ajuster la force de frottement de la plaque de la vanne à ailettes afin de surmonter les vibrations lors de l’ouverture : pour les vannes à ailettes utilisant des joints souples tels que des joints en « O », des anneaux d’étanchéité ou des revêtements, lorsque la vanne est fermée, la déformation des joints souples permet à la plaque de se refermer correctement et de l’envelopper, ce qui assure un effet de fermeture très satisfaisant. Cependant, lorsque la vanne doit s’ouvrir, l’organe d’exécution augmente constamment la force exercée sur la plaque de la vanne ; lorsque cette force devient égale à la force de frottement du joint souple sur la plaque de la vanne, celle-ci commence à se déplacer. Dès qu’il est activé, cette force de frottement diminue considérablement. Afin d’atteindre un équilibre des forces, la plaque de vanne s’ouvre brusquement ; lorsque cette force, ainsi que le couple d’inéquilibre généré par l’action du fluide à cet ouverture correspondante, s’équilibrent avec le couple d’ouverture de l’organe d’exécution, la vanne s’arrête à cette ouverture. Cette ouverture résultant d’un bond violent et soudain peut atteindre 30 à 50 %, ce qui entraîne toute une série de problèmes. En même temps, lors de la fermeture, les joints souples subissent de grandes variations, ce qui peut entraîner une déformation permanente ou leur destruction ou endommagement par la plaque de vanne, affectant ainsi leur durée de vie. La solution consiste à ajuster la force de frottement exercée par le joint souple sur la plaque de vanne, ce qui permet non seulement d’assurer l’arrêt requis, mais aussi de faire fonctionner la vanne de manière normale. Les méthodes concrètes sont : ① Ajuster la quantité d’excès ; ② Réduire les difficultés liées à l’ouverture dues à un fermeture excessive de la plaque de vanne, en utilisant des limites ou en ajustant la force de précontrainte et la force de sortie de l’organe d’exécution