Épreuve U33 - Bac PRO EDPI - juin 2023

Présentation

Présentation de l'entreprise

KSB est un groupe mondial fondé en 1871 en Allemagne, à Frankenthal, où se situe encore son siège social. Ses 140 ans d’expérience, dans la maîtrise des fluides, la fabrication, la commercialisation de pompes, de robinets et de vannes, lui ont permis de devenir leader dans certains de ces domaines.

Des pompes et de la robinetterie pour tous les processus industriels

Dans le secteur des procédés industriels, les pompes et la robinetterie développées par KSB couvrent les applications suivantes :

• Circuits de refroidissement industriel,
• Traitement des eaux,
• Désulfurisation des gaz de fumée,
• Nettoyage et rinçage industriels.

Avec l’acquisition, en 1989, de la société AMRI, KSB devient le leader mondial de la robinetterie pour le marché de la cryogénie et leader français de la robinetterie à papillon.

KSB commercialise les robinets à papillon AMRI qui sont utilisés dans le bâtiment, l’industrie pétrochimique, les centrales électriques, …

Les gammes AMRI comprennent aussi des clapets, des actionneurs ainsi que des systèmes de commande et de régulation.

Extrait du catalogue de produit des Robinets à papillon :

Son bureau d’études est situé à Gradignan, dans la périphérie de Bordeaux (Gironde).

L’usine de La Roche-Chalais (Dordogne) fabrique des robinets de la marque AMRI.

2 Mise en situation

Dans certaines installations de transport de fluides ou de gaz, comme dans le domaine du pétrole (raffinerie, production on/offshore), des engrais chimiques, des gaz chauds/acides, du GNL (Gaz Naturel Liquéfié) les conditions de fonctionnement pour les mécanismes de robinetteries industrielles peuvent être sévères :

• Températures de - 50°C à 260°C,
• GNL sous haute pression à -170°C,
• Environnement agressif (gaz acide par exemple).

Les pompes, les robinets, les vannes présents sur ces installations doivent donc offrir un maximum de sécurité, même dans les conditions de service les plus exigeantes.

2. Descriptif du produit

Le robinet à papillon TRIODIS est utilisé comme robinet d'isolement et de contrôle dans tous les secteurs industriels. Pour les process avec pressions et températures extrêmes, le robinet à papillon répond à ces besoins en termes d’étanchéité et de sécurité :

• Assurer une étanchéité absolue et d’excellentes performances de fermeture même à des pressions élevées,
• Garantir une sécurité feu réalisée par une garniture graphite qui répond aux standards de sécurité de la norme ISO 10497.

3. Fonctionnement du Robinet TRIODIS

Le robinet se compose essentiellement d’un corps (Rep 1), d’un arbre de manoeuvre (Rep 20), d’une extension (Rep 6) et d’un obturateur (Rep 27).

Les robinets sont manoeuvrés par des actionneurs manuels, électriques, pneumatiques ou hydrauliques, fixés sur l’extension (Rep 6) en partie haute du robinet.

Ils assurent l’entrainement en rotation de l’ensemble arbre de manoeuvre/obturateur.

Exemples de robinets avec différents actionneurs :

4. Problématique.

KSB souhaite faire évoluer sa gamme de robinet à papillon TRIODIS 300 en respectant les exigences de la norme ISO 28691. Cette norme répond au besoin des circuits de transports de gaz liquides (GNL) à de très basses températures (-196°C). Elle évite le gel de l’actionneur afin d’assurer son bon fonctionnement dans ces conditions extrêmes.

La norme ISO 28691 spécifie « les exigences de conception, de dimensionnement, de matériaux, de fabrication et d’essais de production pour tous types de robinets d’isolement destinés à être utilisés à basses températures (-50°C à -196°C) ».

On y trouve notamment des exigences sur la conception (extrait ci-dessous) :

Pour répondre aux exigences de conception de la norme, le BE a apporté les modifications suivantes :

• Création d’une colonne de vapeur gaz isolante dont la fonction est de faire baisser la température à - 45°C et de maintenir l’actionneur à l’écart des fluides froids dans le robinet (extrait de la norme § 4.2.3.1.)
• Mise en place d’un joint graphite (Rep 9) assurant l’étanchéité (voir écorché TRIODIS ci-après)

Cette évolution de produit a donc entraîné la conception d’une nouvelle version de l’extension (Rep 6).

La mise en production de cette solution implique, entre autres, un dessin de définition de cette nouvelle extension (Rep 6).

L’extension (Rep 6) étant modifiée, on demande de réaliser son dessin de définition.

Travail demandé