Controle et isolation - La sélection d'une soupape de sureté vous donne des maux de tetes par Adegilns Longang, Controles Laurentide
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Saviez-vous que choisir la bonne soupape de sureté (« Safety Valve ») pourrait vous permettre d’augmenter votre rendement en plus de protéger votre usine? Cependant, entre les différents codes, la RBQ et les multitudes de modèles, même un personnel expérimenté pourrait utiliser de l’aide. Nous sommes là pour vous aider à naviguer ces sujets et retrouver la confiance à vos installations.
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- 1. Discussion sur soupape de sureté Adégilns Longang
- 2. • Pourquoi le besoin des soupapes de sureté • Codes applicables • Différents types de soupape de sureté • Soupapes conventionelles non-balancés. • Soupape conventionelles balancés: Utilisation de Bellows • Modèles Pilotés • Disque de rupture • Bonnes pratiques pour sizing (CDTP, backpressure…) Ordre du Jour 2
- 3. • Protection du personel et des équipements • Requis par les codes et régulations • Politiques internes de la companie Pourquoi avons nous besoin de soupape? 3
- 4. • Sortie de procédé bloquée • Flames externes • Expansion thermique Causes communes de supression 4 FULL INPUT FLOW OUTLET BLOCK VALVE CLOSED (FROM COMPRESSOR OR PUMP) PRD Pressure Vessel PRD LIQUID FULL PIPE OR PRESSURE VESSEL
- 5. • ASME I (Power Boilers) : Steam drum, Superheater, Economizer • ASME VIII: Réservoir pressurizé au dessus de 15 psig • API526 : Standard pour dimensions, pression maximum par tailles d’orifices • API527 : Standard pour l’étanchéité des soupapes • API 520 part I : Standard pour dimensionement Autres: • NBIC : National Board Inspection Code Codes applicables 5
- 6. • “Pression de design” • Généralement la pression d’ajustement (set pressure) de la Soupape et ou du disque de rupture • 15 PSIG et plus Maximum Allowable Working Pressure (MAWP)
- 7. PRV Characteristics Vs. Vessel Requirements 7 Vessel Pressure Pressure Vessel Requirements Typical Characteristics of PRVs 110 100 95 90 Allowable Accumulation MAWP Typical Operating Pressure Maximum Overpressure Simmer Blowdown Reseat Pressure Seat Leakage Test Pressure Set Pressure Maximum Relieving Pressure
- 8. • Soupape • Disque de rupture • Disque de rupture avec Soupape Différentes méthodes de protection 8
- 9. Soupapes
- 10. • Ouverture rapide (“pop action”) • Utilisée sur fluide compressible (gaz, vapeur) Nomenclatures: “Safety Valve” 10 FULL LIFT SET PRESSURE LIFT ALLOWABLE OVERPRESSURE
- 11. • Ouverture proportionelles à la surpression • Utilisée sur les liquides Nomenclature: “Relief Valve” 11 FULL LIFT SET PRESSURE LIFT ALLOWABLE OVERPRESSURE
- 12. Nomenclature: “Safety Relief Valve” 12 • Une soupape qui peut fonctionner autant bien comme “Satety” que comme une “relief” avec une performance satisfaisante
- 13. Soupape à ressort: Non-balancé (dite Coventionelle) 13
- 14. Soupape Conventionelle– Siège à Métal 14 Crosby JOS-E Crosby JOS-H-E Crosby H series (section I)
- 15. • Maximale à basse pression. Réduite à l’approche du set pressure.. Soupape conventionelle: Étanchéité 15
- 16. Soupape Conventionelle – Siège mou 16
- 17. API 527 & ASME Section VIII Code 17
- 19. Soft Goods Limitations (Continuous Contact), °F [°C] 19 Buna-N -65 to +275 [-54 to +135] Viton® -20 to +400 [-29 to +204] EPDM -65 to +325 [-54 to +163] Aflas® -20 to +450 [-20 to +232] Kalrez ® 0 to +600 [-18 to +316] Teflon® 23 to +400 [-253 to +264] Kel-F ® -423 to +300 [-253 to +149] Urethane -65 to +300 [-54 to +149] SS Filled Teflon ® -423 to +500 [-253 to +260] Vespel® -423 to +500 [-253 to +260] PEEK ® -423 to +515 [-253 to +268] MATERIAL
- 20. Limitation de soupape Conventionelle: Back Pressure 20 Spring Bonnet Body P1 P2
- 21. • Diamètre, configuration, longueur de piping etc… Built-Up Back Pressure 21
- 24. Soupape Balancée par l’utilisation de Bellow 24
- 25. Conversions de Conventionelle à Balancé avec Bellow 25
- 26. • Recommandé si Backpressure représente entre 10-30% du set pressure Bellows : Limitations 26
- 28. Alternative: Balancement du Spindle (tige) 28 ASeat = ASpindle Seal Spindle Seal Seat Exemple: Anderson greenwood serie 81P
- 29. • Oscillement • Claquement violent • Dommage à la soupape et violation au codes Autre limitation de modèle à ressort: Pertes de pression à l’entrée 29 SV Open FLOW PV = PS -INLET LOSS PV PS SV Closed PV = PS PValve PSystem
- 32. Avantages • Coût d’achat bas • Compatibilité chimique plus large • Haute température • Généralement préféré en industrie Limitations • Étanchéité limité • Simmer / Blowdown • Perte de pression à l’entrée • Backpressure Soupape conventionelles : Sièges à Métal 32
- 33. Avantage additionel du balancement • Protège parois de guidage, la tige et le ressort • Set pressure constant • Capacité plus élevée Limitations • Limite de poids supporté par le Bellow • Coût d’achat plus élevé que modèle non-balancé Soupape balancé: Siège à métal 33
- 34. Avantages • “simmer minimum avant ouverture”, permet productivité plus élevée • Durée de vie plus longue (comparée à métal sur métal) • Réparation plus facile Limitations • Temperature • Compatibilité chimique réduite Sièges mou: Soupape balancée et non-balancée 34
- 36. • Contrairement au modèle à ressort, Étanchéité plus élevée en se rapprochant du set pressure Seating Force 36 75 50 25 0 100 100755025 Direct Spring Operated PRV Pilot Operated PRV %SEATINGFORCE % SET PRESSURE
- 37. Profitabilité plus élevée 37 %SETPRESSURE MAWP 100 90 95 Leaks Bubble Tight 85 OP. OP. (SET PRESSURE) +$ +$ = Increased Process Output & Profitability Or Increased Storage Vessel Capacity Metal-seated Direct Spring PRV Soft-Seated POPRV
- 38. • “Pop Action” (Gaz): Exemple, Anderson greenwood serie 200 • Modulating action (Gaz, liquide, et Mixture) 2 types de modèles pilotés 38 Set0 Pressure ForceOnMainValvePiston Closing Opening Set0 Pressure 3% Minimum Blowdown MainValvePistonLift 100% Lift Set0Set0 Pressure Pressure MainValvePistonLift ForceOnMainValvePiston 100% Lift95% Set Pressure, Minimum "Null" Position
- 39. Avatantages du type modulé 39 • Moins de produit gaspillé(+$) • Aucune émission du pilot, décharge réduite (juste la capacité requise, contrairement au modèle pop action) • Moins de pollution environnementale • Aucune émission du pilot, décharge réduite • Moins de bruit durant la décharge • Augmentation de la production • On opère beaucoup plus proche de la pression d’ajustement • Pas de claquement violent due à la pression de pression à l’entrée • Moins d’accumulation de matériel dans la tuyauterie de décharge • Ce qui pourrait sauver des coûts de maintenance à la longue
- 40. Dimensions réduites pour diamètre plus élevé 40 25” [64 cm] 245 lbs. [111 kg] Set 285 psig [19.66 barg] Pilot Op Set 70 psig [4.83 barg] 150# Inlets 45 1/2” [116 cm] W/O LEVER 500 lbs. [227 kg] Direct Spring 6R8 [15R20] • Avec tous les avantages de la POPRV elle doit surement être plus chère n’est ce pas? • Pas nécessairement • Moins pesante Moins volumineuse (car le pilot est le même pour toutes les tailles) Moins de matériel
- 42. Autres avantages de la soupape piloté: Effet du backpressure 42 100 90 80 70 60 50 0 10 20 30 40 50 90 100 %RatedLift Conventional Spring Operated PRV Pilot Operated PRV (Standard) Balanced Bellows Spring Operated PRV (Extra Cost) % OF BACK PRESSURE TO SET PRESSURE L’effet du backpressure sur la capacité est quasi-non existant sur la soupape piloté
- 43. • Service sale • Perte de pression à l’entrée Ligne d’impulsion “remote” 43 Integral Pressure Sensing STANDARD Remote Pressure Sensing OPTIONAL
- 45. Disque de rupture avec Soupape 45
- 46. • Àvant la soupape • L’espace entre le disque et la soupape doit être controlé EN TOUT TEMPS • Capacité de soupape réduite de 10% • Après la soupape • Si espace entre disque et soupape controlé, alors une soupape non-balancé peut être utilisé • Sinon, faudrait absolument utiliser une soupace balancée Disque de rupture 46
- 47. • < 40 psig [2.76 barg] ---- +/- 2 psig [0.14 barg] • > 70 psig [4.83 barg] ---- +/-5% Disque de rupture: Tolérance 47 STAMPED SET PRESSURE +5% -5%
- 48. Best Practices
- 49. A ne pas Oublier: • Perte de pression à l’entrée • Backpressure (Superimposed, ou built-up) • Correction de température et de pression : CDTP Best Practices pour sélection adéquates 49
- 50. • Test au bench a pression et température ambiante et sur air , gaz, eau • Correction pour conditions de procédé du client • Pour soupape conventionelle: Correction appliquée au set pressure moins le superimposed backpressure Exemple : Pset = 100 psig. Backpressure constant = 25 psig Correction appliquée au set pressure d’usine de 100psig-25psig = 75 psig • Pour soupape Balancée: Correction appliquée sur le set pressure (Pset) CDTP 50
- 51. QUESTIONS?