Soupape de sécurité et soupape de décharge de pression

Soupape de sécurité et soupape de décharge de pression

Soupape de sécurité (gauche) et soupape de décharge (droite)Soupape de sécurité (gauche) et soupape de décharge (droite)

Figure 1 : Soupape de sécurité (gauche) et soupape de décharge (droite)

Les soupapes de sécurité et les soupapes de décharge sont facilement confondues comme étant le même dispositif. S'ils ont 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 fonctionnent pour contrôler les augmentations de pression sans arrêter 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 présente ces deux types de vannes, leur fonctionnement et leurs différences. Lorsque vous êtes prêt à choisir une soupape de sûreté, une soupape de sécurité ou les deux, lisez notre article sur le choix et le dimensionnement des soupapes de sûreté et de décharge.

Table des matières

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Qu'est-ce qu'une soupape de sécurité ?

Les soupapes de sécurité 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 rupture 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.

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.

  • Acteur direct : Une soupape de sécurité à action directe a un mécanisme de fermeture soutenu par un ressort. Le ressort est réglable ou non réglable 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 valve et qui peut revenir dans la valve.
  • Actionné par un pilote : 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 approfondi sur les soupapes de sécurité.

Soupape de sécurité de la pression au refoulement d'un compresseur de gaz d'alimentation.

Figure 2 : Soupape de sécurité de la pression au refoulement d'un compresseur de gaz d'alimentation.

Qu'est-ce qu'une soupape de sécurité ?

Une soupape de surpression contrôle proportionnellement la pression du système. Il protège les équipements sensibles à la pression des dommages causés par la surpression. Une soupape de sécurité commence à fonctionner avant que la pression du système n'atteigne des niveaux dangereux. Il ralentit l'augmentation de la pression. La soupape est complètement ouverte lorsque la pression du système atteint le point de consigne de la soupape de décharge. Il empêche la pression du système de s'accroître davantage.

Les soupapes de sûreté courantes sont la soupape de sûreté à action directe, la soupape de sûreté à pilote équilibré, la soupape de sûreté télécommandée et la soupape de sûreté électrique.

  • Acteur direct : Semblable à une soupape de sécurité à action directe, la soupape de sûreté à action directe est dotée d'un seul piston soutenu par un ressort qui s'ouvre pour libérer la pression du système. Le ressort est soit réglable, soit non réglable.
  • Actionné par un pilote : Une soupape de sûreté pilotée est similaire à une soupape de sécurité pilotée. La différence entre la pression de craquage et la pression de consigne est faible par rapport à la soupape de sûreté à action directe.
  • Télécommandé : Une soupape de décharge à action directe distante contrôle le point de consigne de pression réglable dans une soupape de décharge télécommandée. Pour ce faire, les deux valves sont reliées par un tube étroit.
  • Électrique : Un système de soupape de décharge électrique utilise des électrovannes pour permettre ou empêcher l'écoulement d'une soupape de décharge à une autre. Cette configuration permet de modifier rapidement le point de consigne de la pression du système.

Pour plus d'informations, lisez notre article approfondi sur les soupapes de sûreté.

La soupape de surpression se connecte à un système d'osmose inverse pour limiter l'augmentation de la pression.

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 décharge et une soupape de sécurité

Il existe trois différences principales entre les soupapes de décharge 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 sécurité ont pour but de protéger les personnes, l'environnement et les biens.

Opération

Comme le montre la figure 4, les soupapes de décharge s'ouvrent proportionnellement à l'augmentation de la pression au-dessus du point de consigne. La valve se ferme progressivement. Les soupapes de sécurité s'ouvrent immédiatement lorsque la pression du système atteint le point de consigne.

Une soupape de sécurité (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 la remontée est indiquée par (X). A) Soupape complètement fermée, B) Soupape complètement ouverte, C) Pression de réarmement, D) Pression de réglage, 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 d'ébullition.

Figure 4 : Une soupape de surpression (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 la levée est indiquée par (X).
A) Soupape complètement fermée, B) Soupape complètement ouverte, C) Pression de réarmement, 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 d'ébullition.

Point de consigne

Le point de consigne (pression de réponse) est la pression à laquelle la vanne 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 un peu avant que la pression n'atteigne le point de consigne et s'ouvrent 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.

Design

Les soupapes de sécurité de base et les soupapes de sûreté ont des conceptions presque identiques. Elles sont dotées d'un disque supporté par un ressort qui repose sur un siège pour maintenir la vanne fermée jusqu'à ce que la pression du système atteigne la pression de consigne de la vanne. Le ressort peut être non réglable ou réglable pour modifier la pression de réglage de la soupape.

La différence de conception la plus importante, qui entraîne des 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 brise, la pression peut atteindre la lèvre. Comme la pression interagit maintenant avec une plus grande surface, la force globale sur le disque augmente. Cette augmentation initiale entraîne l'ouverture du disque jusqu'à environ 60% d'ouverture complète. Si la pression continue à augmenter, le disque s'ouvre davantage jusqu'à l'ouverture complète.

Tableau comparatif : soupape de sûreté et soupape de sécurité

Soupape de sécurité Valve de sécurité
Le but est de limiter la pression à une pression spécifique Objectif de sécurité, protection des biens, de l'environnement et des personnes.
S'ouvre proportionnellement à l'augmentation de la pression Commence à s'ouvrir avant la pression de consigne et s'ouvre à la consigne ou à un point défini.
S'ouvre lorsque la pression atteint une limite fixée. Commence à s'ouvrir avant la limite de pression fixée
Ne peut pas être utilisé à des valeurs de surpression maximale de 3% de la PSMA. Peut être utilisé pour des valeurs de surpression maximales de 3 % de la PSMA.

Tableau 1 : Tableau des soupapes de décharge et des soupapes de sécurité (Note : MAWP est la pression de service maximale admissible).

FAQs

Qu'est-ce qu'une soupape de pression ou de sécurité ?

Une soupape de surpression 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 décharge est un dispositif de contrôle.

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