Vérifier les vannes de commande et leurs performances

11-01-2013 |

What are the types, what can they be tested for?

Quels sont les types de vannes, que peut-on tester ?

Lorsque vous vérifiez les vannes de commande et leurs performances, vous devez connaître les différents types de vannes et ce pour quoi elles peuvent être testées. Pour les vannes d'arrêt ouvert/fermé sans commande analogique, les tests sont assez simples. Les vannes peuvent-elles s'ouvrir et se fermer ? S'ouvrent-elles sur l'intégralité de leur course ? Se ferment-elles complètement ? Les tests sont principalement de l'observation : regarder la vanne et voir les causes et les effets dans le processus pendant le cycle.

Les vannes de commandes sont complètement différentes

Ces vannes s'ouvrent et se ferment proportionnellement et font varier leur course selon le pourcentage de la plage du signal 4-20 mA qui leur est appliqué. Observer la position de la vanne par rapport à l'indicateur visuel de course offre au technicien ou à l'opérateur une indication générale du pourcentage de course pour un réglage particulier en fonctionnement, mais ne fournit aucune assurance quant au fonctionnement de la vanne dans des conditions dynamiques et changeantes.

Les tests de performance de vannes les plus sophistiqués nécessitent un démontage de la vanne et un test de ces performances dans un « étalon de vanne ». C'est un outil de test coûteux, hors de portée de la plupart des ateliers d'instrumentation. L'étalon de vanne n'est souvent utilisé que par le constructeur pour tester la vanne avant son expédition ou par des ingénieurs de maintenance hautement qualifiés. Il permet de réaliser un test très complet, mais il n'est pas envisageable pour la plupart des ateliers d'instrumentation.

Fluke 709H Calibrateur de boucle de courant de précision avec communications/diagnostics HART
Fluke 709H Calibrateur de boucle de courant de précision avec communications/diagnostics HART

Que doit donc utiliser le technicien pour tester une vanne de commande ?

Quel test explicite peut être utilisé comme référence ? Comme la plupart des vannes utilisent un signal d'entrée 4-20 mA, tout outil de test avec un signal de sortie mA peut fournir un signal d'entrée mA pour entraîner la vanne de commande sur sa course de fonctionnement. Lorsqu'on applique un signal d'entrée de 3,8 mA sur une vanne normalement fermée, la vanne doit être solidement fermée. Elle doit rester fermée à 4,0 mA et être légèrement hors de son siège à 4,2 mA. À l'autre extrémité de sa course, à 19,8 mA, elle doit être pratiquement complètement ouverte. À 20,0 mA, elle doit être complètement ouverte et à 20,2 mA elle doit se trouver sur la butée de fin de course. De tels tests détermineront si la vanne s'ouvre et se ferme correctement, mais ne suffisent pas pour tester la vanne sur l'intégralité de la course où elle fournit des commandes.

Beaucoup de vannes, y compris les vannes « intelligentes », possèdent un élément de rétroaction intégré qui informe de la position actuelle sous forme de pourcentage d'ouverture ou de fermeture. Cette information peut être un signal 4-20 mA ou une variable numérique HART qui représente 0 à 100 % de la course de la vanne de commande. Appliquer un signal mA variable, tout en surveillant le signal de sortie mA ou le pourcentage de la plage du signal, permet au technicien de vérifier si une vanne de commande fonctionne correctement sur toute sa course. En enregistrant simultanément le signal mA appliqué et le signal de sortie mA ou le pourcentage de la plage de mesure, les performances de la vanne peuvent être estimées. Ce test et ses résultats documentés sont souvent appelés la « signature » de la vanne. Le signal de sortie doit fidèlement reproduire le signal d'entrée mA appliqué. Toute déviation du signal appliqué indique potentiellement un comportement anormal d'une vanne.

La stratégie de maintenance peut réduire les coûts

Selon Jim Shields, directeur marketing produits chez Fluke, une stratégie de maintenance de pointe pour les vannes de commande peut réduire les coûts en minimisant le nombre de vannes à enlever physiquement du processus et en diminuant le risque de pannes. Voici ses conseils. Pour mettre en place une telle stratégie de maintenance, la condition de référence de la valve dans un état correct connu doit être documentée. Idéalement, il faut documenter la vanne lors de sa mise en service ou après sa révision. Le technicien enregistre la signature de la vanne dans un état correct, en traçant la sortie mA ou le pourcentage de plage de mesure par rapport au signal d'entrée appliqué, et enregistre ces informations avec le temps, le numéro d'identification de la vanne et la date où cette activité est réalisée. Un logiciel de gestion d'étalonnage peut être utilisé pour gérer ces informations.

Une fois que les signatures des performances de référence des vannes sont enregistrées, il faut établir l'intervalle de maintenance pour les tests des performances des vannes. Utiliser les intervalles de maintenance existants est un bon début. Si aucun intervalle de maintenance n'est établi, les besoins de maintenance des vannes doivent être évalués. Les applications de service intensif nécessitent des intervalles de maintenance plus courts que des services de travaux légers, par exemple. Il est raisonnable de commencer par un intervalle de 6 mois à un an (sauf si les vannes sont soumises à des conditions difficiles). Certaines vannes, installées sur des systèmes de sécurité ou d'arrêt, doivent être contrôlées tous les trois mois, quelles que soient les conditions de service de la vanne.

Une fois que des données de signature de la vanne ont été enregistrées pour référence, les vannes doivent être testées aux intervalles définis et les signatures enregistrées. Les signatures de vanne peuvent être comparées aux signatures de référence pour déterminer des changements dans leurs performances. Si la courbe de sortie développe une signature non linéaire ou présente des anomalies, la vanne peut souffrir de frottements ou d'hystérésis excessifs, qui peuvent nécessiter son enlèvement pour des réparations.