Prvs 5a. fonctionnement des soupapes de surete - conventionnelles et pilotees rev4

1. Fonctionnement des
soupapes de sûreté
Présenté par
David Alexandre

2. Soupapes de sûreté conventionnelles (à ressort)
Fonctionnement

3. Soupapes de sûreté conventionnelles (à ressort)
▪ Starflow série P (P3/P4/P5 & S5) – conforme à la norme API STD 526
▪ Série 9 (soupape portable– utilise pour les petits capacités et les applications d’expansion thermique
Fonctionnement des soupapes de sûreté

4. Soupapes de sûreté conventionnelles (à ressort)
CAPUCHON (cap)
VIS DE REGLAGE (adjusting screw)
ECROU DE VIS DE REGLAGE
(adjusting screw locknut
BUSE (nozzle)
CORPS (body)
VIS DE BAGUE DE REGLAGE
(adjusting ring screw)
BAGUE DE REGLAGE
(adjusting ring)
CLAPET (disc)
PORTE-CLAPET (disc-holder)
GUIDE
RONDELLES RESSORT Sup. & Inf.
(spring washers – upper & lower)
RESSORT (spring)
TIGE (spindle)
SOUFFLET
(bellows)
Fonctionnement des soupapes de sûreté
GOUJONS ET ECROUS
(studs and nuts)
BOUCHON DE CAPUCHON
(cap plug)
BOUCHON D’EVENT (vent plug)
JOINT (gasket)

5. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions de fonctionnement normales
Pression d’étanchéité / Pression de fonctionnement maximum prévue
▪ Siège métal : 90% / 90%
▪ Siège souple : 95% / 93%
PRESSION
90 %
PDO.

6. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions d’augmentation de pression
Exemple d’une pression à 94% de la PDO
▪ Siège métal : fuite probable
▪ Siège souple : étanche
PRESSION
94 %
PDO.

7. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions d’augmentation de pression
Sifflement (simmer) :
▪ Fuite audible (ou visible) d’un fluide compressible entre le siège
et le clapet à une pression inférieure à la pression de début d’ouverture.
PRESSION
96 %
PDO.

8. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions d’augmentation de pression
Pression de début d’ouverture
▪ Début de la levée du clapet.
PRESSION
100% PDO

9. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions d’augmentation de pression
Levée réactive
▪ La pleine levée est atteinte généralement autour de :
▪ 102% pour les soupapes de chaudière type ASME Section I.
▪ 105% pour les soupapes de process type ASME Section VIII.
105%
PRESSION

10. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions d’augmentation de pression
Plein levée – pleine décharge (capacité)
▪ Position stable (en butée).
▪ Chaos dans le corps (impacts sur les parois).
110%
PRESSION

11. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions de chute de pression
Diminution de la levée
105%
PRESSION

12. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions de chute de pression
Diminution de la levée
▪ La charge du ressort commence à prendre le dessus sur celle du ressort.
▪ Levée toujours significative.
PRESSION
100% PDO

13. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : conditions de chute de pression
Pressure de fermeture
▪ La pression de fermeture n’est pas la pression d’étanchéité.
▪ ASME / API : Min -2% / Max -7%
▪ ISO 4126 : Min Gaz -2% / Liquide -2.5%
Max Gaz -15% / Liquide -20%
PRESSION
93 %
PDO.

14. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : caractéristiques de levée typiques
% P.D.O.
Pleine
ouverture
90 100 110
Cycle ouverture
des soupapes de
sûreté à ressort
sur fluide
compressible
Fermeture

15. Soupapes de sûreté conventionnelles : caractéristiques de levée typiques
Pleine
ouverture
90 100 110
Fuite
Fermeture
Cycle
d’ouverture
simplifié d’une
soupape de
sûreté à ressort
sur fluide
incompressible
Fonctionnement des soupapes de sûreté
% P.D.O.

16. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : rôle de la bague de réglage
▪ Agit sur la forme de chambre d’accumulation.
▪ Contrôle les caractéristiques d’ouverture et fermeture.
▪ Vissé vers le haut pour augmenter la fermeture.
▪ Vissé vers le bas pour diminuer la fermeture.
Bague de réglage
Chambre d’accumulation

17. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupapes de sûreté conventionnelles : rôle de la vis de réglage et du ressort
▪ La vis de réglage comprime le ressort et ajuste la pression de début d’ouverture.
▪ Le ressort d’une soupape de sûreté à une plage d’utilisation publié. Elle inclue une tolérance de + / - 5%.
Cela permet à tout utilisateur d’ajuster le réglage de + /- 5% de la PDO nominale.
▪ Tolérance de réglage de la soupape de sûreté (selon API Std 520 part 1) :
▪ PDO Jusqu’à 4,83 barg [70 psig ] : ± 0.14 barg [2 psig]
▪ PDO au-delà de 4.83 barg [70 psig] : ± 3%
Ressort
Vis de réglage

18. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Avantages des soupapes de sûreté conventionnelles type ASME/API par rapport aux
soupapes de sûreté conventionnelles non-codées.
▪ Buse longue : protection chimique du corps.
▪ Buse (longue) vissée : facilité pour le rodage ou le remplacement.
▪ Clapet articulé : position du siège auto-ajustable.
▪ Bague de réglage : ouverture franche et réglage de la fermeture.
▪ Surépaisseur de corrosion pour le corps et le chapeau.
▪ Dimensions standardisées et possibilité d’interchangeabilité entre marques ou types (conventionnelles et
pilotées).

19. Soupapes de sûreté pilotée
Fonctionnement – pilotes à action « pop » & modulants

20. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Série 78 (buse courte)
+ pilote DCS
Série 76 (buse longue) corps forgé
+ pilote DGS
Soupapes de sûreté pilotée
▪ Pilote
▪ Action POP
▪ Action modulante
▪ Soupape principale
▪ Buse courte (API STD 576)
▪ Buse longue (dimensions du corps correspondant aux version à ressort.

21. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée POP action : conditions de fonctionnement normales
Pression d’étanchéité / Pression de fonctionnement maximum prévue
▪ Siège métal : 95% / 95%
▪ Siège souple : 95% / 95%
Filtre
Port de vidange
Clapet
Ressort de
réglage
Siège de
vidange
Siège
d’alimentation
Port du dôme
Ressort de rappel
Bille
Tige
Alimentation

22. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée POP action : conditions de fonctionnement normales
Pression d’étanchéité / Pression de fonctionnement maximum prévue
▪ Siège métal : 95% / 95%
▪ Siège souple : 95% / 95%
PRESSION
100%
100%
Le siège d’alimentation du pilote est ouvert et
permet la pressurisation du dôme :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE EST FERMÉE -

23. Soupape de sûreté pilotée POP action : conditions d’augmentation de pression
Pression de début d’ouverture
Le clape du siège de vidange s’ouvre et
permet la fermeture du siège d’alimentation :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE S’OUVRE -
Fonctionnement des soupapes de sûreté
100%
100%
PRESSION

24. Soupape de sûreté pilotée POP action : conditions d’augmentation de pression
100% PDO < PRESSION ≤ 110% PDO
Le clapet du siège de vidange reste ouvert
et garde le dôme connectée à l’atmosphère :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE RESTE
OUVERTE -
Fonctionnement des soupapes de sûreté
100%
100%
PRESSION

25. Soupape de sûreté pilotée POP action : conditions de chute de pression
95% PDO < PRESSION ≤ 100% PDO
Le clapet du siège de vidange reste ouvert
et garde le dôme connectée à l’atmosphère :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE RESTE
OUVERTE -
Fonctionnement des soupapes de sûreté
100%
100%
PRESSION

26. Soupape de sûreté pilotée POP action : conditions de chute de pression
▪ Pression = 95% PDO
▪ La fermeture (blowdown) ne doit pas être inférieure à 5% pour éviter les battements.
Le clapet rétablit le contact avec le siège de
vidange et permet l’ouverture du siège
d’alimentation :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE SE FERME -
Fonctionnement des soupapes de sûreté
P
100%
100%

27. Soupape de sûreté pilotée POP action : caractéristiques de levée typiques
105 110100
3% Min.
Fermeture
Pleine ouverture
Fermeture
PDO %
Fonctionnement des soupapes de sûreté

28. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée modulante : conditions de fonctionnement normales
Pression d’étanchéité / Pression de fonctionnement maximum prévue
▪ Siège métal : 95% / 95%
▪ Siège souple : 95% / 95%
Port du dôme
Alimentation
Port de vidange
Ressort de rappel
Siège de
vidange
Ressort de
réglage
Siège
d’alimentation
Diaphragme de
détection
Filtre
Piston

29. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée modulante : conditions de fonctionnement normales
Press. d’étanchéité / Press. de fonctionnement maximum prévue
▪ Siège métal : 95% / 95%
▪ Siège souple : 95% / 95%
Le siège d’alimentation du pilote est ouvert et
permet la pressurisation du dôme :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE EST FERMÉE -
P
100%
100%

30. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée modulante : conditions d’augmentation de pression
Pression ≥ 100% PDO
Le piston du siège de vidange s’ouvre est
dépressurise le dôme :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE S’OUVRE -
P
100%
100%

31. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée modulante : conditions d’augmentation de pression
Pression > 100% PDO
Le pilote reste ouvert et permet de maintenir le
dôme connecté à l’atmosphère :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE RESTE
OUVERTE -
P
100%
100%

32. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée modulante : conditions de chute de pression
95% PDO < Pression < 100% PDO
Le piston rétablit le contact avec le siège de
vidange et isole le dôme. :
- LA SOPAPE PRINCIPALE RESTE
OUVERTE - P
100%
100%

33. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Soupape de sûreté pilotée modulante : conditions de chute de pression
Pression ≤ 95% PDO
Le siège d’alimentation s’ouvre et permet la
pressurisation du dôme :
- LA SOUPAPE PRINCIPALE SE FERME -
100%
P
100%

34. Soupape de sûreté pilotée modulante : caractéristiques de levée typiques
Levée %
(Capacité)
PRD OPERATIONS – POSRV (MODUL.)
75
50
25
105 110100
Pleine ouverture
Fermeture
PDO%
Fonctionnement des soupapes de sûreté

35. Fonctionnement des soupapes de sûreté
Avantages des soupapes de sûreté pilotées sur les versions conventionnelles (ressort)
▪ Moins lourde.
▪ Moins haute.
▪ Moins ou aucun battement (version modulante).
▪ Moins de pertes de process – capacité auto-ajustable (version modulante).
▪ Faible coût de maintenance.
▪ Ressort non-exposé aux températures du fluide.
▪ Haute pression de fonctionnement (jusqu’à 95% de la PDO, voire plus).
▪ Haute contre-pression maximale (jusqu’à 50% de la PDO, voire plus – dépend des conditions et du pilote).
▪ Possibilité de conserver la soupape en fonctionnement pour la maintenance d’un pilote si option double pilote.

36. PRV Support SAS
13 rue de l’érable
95540 Méry sur Oise
France
T +33 (0)6 95 21 31 99
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