Soupape de sûreté à pression et soupape de décharge à pression
Figure 1 : Soupape de sécurité (gauche) et soupape de décharge (droite)
Il est facile de confondre les soupapes de sécurité et les soupapes de sûreté. Bien qu'ils aient parfois des formes similaires, leurs fonctions présentent une différence importante. Les soupapes de sécurité arrêtent le fonctionnement jusqu'à ce que la pression du système atteigne un niveau de sécurité inférieur aux niveaux de fonctionnement maximum. Les soupapes de sûreté servent à contrôler les augmentations de pression sans interrompre le fonctionnement du système. Ces vannes arrêtent le système si les niveaux de pression dépassent la limite de pression fixée par la vanne. Cet article examine ces deux types de valves, leur fonctionnement et leurs différences.
Table des matières
- Qu'est-ce qu'une soupape de sécurité ?
- Qu'est-ce qu'une soupape de sûreté ?
- Différence entre une soupape de sûreté et une soupape de sécurité
- Tableau comparatif : soupape de sûreté et soupape de sécurité
- FAQ
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Qu'est-ce qu'une soupape de sécurité ?
Les soupapes de sûreté sont des dispositifs à sécurité intégrée qui arrêtent automatiquement l'augmentation de la pression au-delà d'une limite déterminée. On les trouve dans de nombreux systèmes, par exemple dans les centrales électriques, les systèmes pétrochimiques et les chaudières. Si la pression atteint le point de consigne, la soupape de sécurité s'ouvre complètement jusqu'à ce que la pression redescende en dessous du point de consigne.
Lorsque la pression du fluide dépasse la pression de tarage de la soupape de sécurité, le fluide rencontre l'ensemble du mécanisme de fermeture (c'est-à-dire le clapet ou le disque). Cela augmente la surface contre laquelle le média s'écoule, ce qui accroît la puissance contre le mécanisme de fermeture et l'ouvre rapidement.
Les trois types typiques de soupapes de sécurité sont la soupape de sécurité à action directe, la soupape de sécurité à soufflet et la soupape de sécurité pilotée.
- Mise en scène : Une soupape de sécurité à action directe est dotée d'un mécanisme de fermeture à ressort. Le ressort est réglable ou non et contrôle le point de consigne de la pression.
- Soufflets : La soupape de sécurité à soufflet comporte un soufflet au-dessus du clapet, qui diffuse et réduit la contre-pression. La contre-pression est une pression qui s'accumule à la sortie de la soupape et qui peut revenir dans la soupape.
- Piloté : La soupape de sécurité pilotée est dotée d'un pilote qui contrôle le point de consigne de la pression de la soupape. Ce type de soupape de sécurité permet une pression de réponse beaucoup plus proche de la pression de service du système.
Pour plus d'informations, lisez notre article détaillé sur les soupapes de sécurité.
Figure 2 : Soupape de sécurité au refoulement d'un compresseur de gaz d'alimentation.
Qu'est-ce qu'une soupape de sûreté ?
Un limiteur de pression contrôle proportionnellement la pression du système. Il protège les équipements sensibles à la pression des dommages causés par la surpression. Une soupape de sûreté commence à fonctionner avant que la pression du système n'atteigne des niveaux dangereux. Il ralentit les augmentations de pression. La soupape est complètement ouverte lorsque la pression du système augmente jusqu'au point de consigne de la soupape de sûreté. Il empêche la pression du système de continuer à augmenter.
Les soupapes de sûreté les plus courantes sont la soupape de sûreté à action directe, la soupape de sûreté à pilotage équilibré, la soupape de sûreté télécommandée et la soupape de sûreté électrique.
- Mise en scène : Semblable à une soupape de sécurité à action directe, la soupape de sûreté à action directe est dotée d'un seul clapet soutenu par un ressort qui s'ouvre pour relâcher la pression du système. Le ressort est soit réglable, soit non réglable.
- Piloté : Une soupape de sûreté pilotée est similaire à une soupape de sécurité pilotée. La différence entre la pression de tarissement et la pression de consigne est faible par rapport à la soupape de sûreté à action directe.
- Télécommandé : Une soupape de sûreté à action directe éloignée contrôle le point de consigne de la pression réglable dans une soupape de sûreté télécommandée. Pour ce faire, les deux valves sont reliées par un tube étroit.
- Électrique : Un système de soupape de sûreté électrique utilise des électrovannes pour permettre ou empêcher l'écoulement d'une soupape de sûreté à l'autre. Cette configuration permet de modifier rapidement le point de consigne de la pression du système.
Pour plus d'informations, lisez notre article détaillé sur les soupapes de sûreté.
Figure 3 : La soupape de surpression se connecte à un système d'osmose inverse pour limiter l'augmentation de la pression.
Différence entre une soupape de sûreté et une soupape de sécurité
Il existe trois différences principales entre les soupapes de sûreté et les soupapes de sécurité : l'objectif, le fonctionnement et le point de consigne.
Objectif
L'objectif d'une soupape de sûreté est de maintenir la pression dans un système dans des limites définies afin d'éviter toute surpression. Les soupapes de sûreté ont pour fonction de protéger les personnes, l'environnement et les biens.
Opération
Comme le montre la figure 4, les soupapes de sûreté s'ouvrent proportionnellement à l'augmentation de la pression au-dessus du point de consigne. La vanne se ferme progressivement. Les soupapes de sécurité s'ouvrent immédiatement lorsque la pression du système atteint le point de consigne.
Figure 4 : Un limiteur de pression (1) s'ouvre et se ferme progressivement. Une soupape de sécurité (2) s'ouvre rapidement et ne commence à se fermer que lorsque la pression atteint un niveau sûr.
Dans le graphique ci-dessus, l'augmentation de la pression est indiquée par (Y), et le soulèvement est indiqué par (X).
A) vanne entièrement fermée, B) vanne entièrement ouverte, C) pression de réalimentation, D) point de consigne, E) pression de décharge maximale, F) soupape de décharge de la pression de purge, G) soupape de sécurité de purge, H) soupape de sécurité de la période de mijotage.
Point de consigne
Le point de consigne (pression de réponse) est la pression à laquelle la soupape commence à s'ouvrir. Le point de consigne est généralement fixé en dessous des conditions de surpression et au-dessus du niveau de pression de travail. Les soupapes de sécurité s'ouvrent légèrement avant que la pression n'atteigne le point de consigne et se referment au point de consigne ou à une valeur spécifiée après le point de consigne. Les soupapes de sûreté commencent à s'ouvrir au point de consigne.
Conception
Les soupapes de sécurité de base et les soupapes de sûreté ont des conceptions presque identiques. Elles comportent un disque soutenu par un ressort qui repose sur un siège et maintient la soupape fermée jusqu'à ce que la pression du système atteigne la pression de tarage de la soupape. Le ressort peut être non réglable ou réglable pour modifier la pression de tarage de la soupape.
La différence de conception la plus importante, qui entraîne les différences de fonctionnement, est le disque. Une soupape de sûreté comporte un simple disque qui repose sur le siège de la soupape jusqu'à ce que la pression augmente suffisamment pour vaincre la tension du ressort et soulever le disque. Une soupape de sécurité, en revanche, possède une lèvre avec laquelle la pression ne peut pas interagir lorsque la soupape est fermée. Lorsque la soupape de sécurité se fissure, la pression peut atteindre la lèvre. Comme la pression interagit désormais avec une plus grande surface, la force globale exercée sur le disque augmente. Cette augmentation initiale entraîne l'ouverture du disque jusqu'à environ 60 %. Si la pression continue d'augmenter, le disque s'ouvre davantage jusqu'à ce qu'il soit complètement ouvert.
Tableau comparatif : soupape de sûreté et soupape de sécurité
| Soupape De Sécurité | Soupape De Sûreté |
| L'objectif est de limiter la pression à une valeur spécifique | Objectif de sécurité, protection des biens, de l'environnement et des personnes |
| Ouverture proportionnelle à l'augmentation de la pression | Commence à s'ouvrir avant la pression de consigne et s'ouvre au point de consigne ou à un point défini. |
| S'ouvre lorsque la pression atteint une limite définie. | Commence à s'ouvrir avant la limite de pression fixée |
| Ne peut PAS être utilisé à des valeurs de surpression maximales de 3% MAWP | Peut être utilisé pour des valeurs de surpression maximales de 3% MAWP |
Tableau 1 : Tableau comparatif des soupapes de sûreté et des soupapes de sécurité (Note : MAWP est la pression de service maximale admissible).
Lorsque vous êtes prêt à choisir une soupape de sûreté, une soupape de sécurité ou les deux, lisez notre article sur la sélection et le dimensionnement des soupapes de sûreté et de décharge.
FAQ
Qu'est-ce qu'une soupape de pression ou de sécurité ?
Une soupape de sûreté régule les augmentations de pression dans un système en fonctionnement. Une soupape de sécurité réduit rapidement la pression du système à un niveau de fonctionnement sûr.
Les soupapes de sûreté et les soupapes de sécurité sont-elles interchangeables ?
Ces valves ne sont pas interchangeables. Une soupape de sécurité est un dispositif de sécurité, tandis qu'une soupape de sûreté est un dispositif de contrôle.