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Protections contre les surpressions


Une surpression dans une capacité résulte d'une accumulation excessive de matière dans un volume fixe. Dans un procédé continu, cette accumulation provient d'un déséquilibre entre les entrées et les sorties de matière.
Les équipements sont conçus pour supporter une pression maximum. C'est la pression de calcul, aussi dénommée Pression de service (PS) ou encore Pression maximale admissible dans la règlementation européenne. Cette valeur ne doit jamais être dépassée en opération.
La prévention des surpressions fait le plus souvent appel à des corrections automatique telles que des régulations agissant sur des débits d'entrée ou de sortie.
La protection contre les surpressions consiste le plus souvent à décharger l'installation de l'excès de matière responsable de l'excès de pression.
Pour obtenir une fiabilité maximale, cette décharge fait le plus souvent appel à des équipements autonomes ne nécessitant aucune source d'énergie externe, dont la défaillance pourrait être précisément la cause de la supression (perte d'électricité, de fluide moteur, d'automate, ...).
La décharge doit être orientée vers un lieu sûr, afin de ne pas engendrer un risque nouveau:
 - les liquides vers un réseau de collecte
 - les gaz inflammables vers une torchère
 - les gaz toxiques vers un incinérateur
 - ...etc....
Les équipements assurant cette décharge peuvent être:
 - des soupapes conventionnelles ou pilotées
 - des disques de rupture
 - des clapets de respiration qui protègent également la capacité contre le risque de dépression
 - des gardes hydrauliques

Soupape conventionnelle à ressort

soupe conventionnelle à ressortSimple, facile d'entretien et répondant à la règlementation.
En service gaz, accepte une contre pression jusqu'à 50% de la PDO.
On doit maintenir un écart important (10% en général) entre la PME et la PDO pour conserver à la soupape son étancheïté.
Toute contre-pression modifie la pression d'ouverture.
Pour s'en affranchir ou pour protéger le ressort de la corrosion, il faut la choisir avec soufflet.

Soupape à charge additionnelle

Constituée d'une soupape conventionnelle équipée d'un vérin complémentaire.
Meilleure étancheïté pour des pressions plus proches de la PDO.
La pression maxi d'exploitation peut être plus proche de la PMS.
Ouverture et fermeture plus franche.
Nécessite un fluide auxiliaire (air ou électricité)
N'est pas toujours admise par l'administration pour les applications sur la vapeur.

Soupape assistée

Soupape actionnée à l'aide d'un fluide auxiliaire (air, électricité).
Son ouverture est franche, et son étancheïté est conservée jusqu'à la PDO.
La PME peut donc être très proche de la PDO.
Son utilisation n'est pas toujours admise par l'administration pour les applications vapeur.

Soupape pilotée

soupape pilotéeElle est actionnée par le fluide générateur de pression dans l'enceinte à protéger.
Son ouverture est franche, et son étancheïté est conservée jusqu'à la PDO.
La PME peut donc être très proche de la PDO.
Elle est sensible aux impuretés du fluide qui peuvent provoquer des bouchages, ou au fluide lui-même qui peut être corrosif.
Son utilisation n'est pas toujours admise par l'administration pour les applications vapeur.

Soupape de respiration

soupape de respirationRéservée aux basses pressions (<0,5bar) ou aux dépressions.
Le réglage de la pression d'ouverture est généralement fait par un lest sur le clapet.
Sur les bacs de liquide inflammable, l'échappement de la soupape doit être muni d'un arrête flamme.

Garde hydraulique

La plus simple des protections contre les surpressions ou les dépressions.
Réservée faibles surpressions ainsi qu'aux dépressions.
Si le liquide tampon est de l'eau, elle sert d'arrête flamme.

Disques de rupture

disques de ruptureIls sont constitués d'une feuille de métal pré-découpée de telle façon qu'il se déchire spontanément sous l'effet de la pression. Un couteau peut aider la rupture du disque.

La précision de la pression d'éclatement peut être aussi bonne que 5%. La pression d'éclatement est particulièrement sensible à la température du disque ce qui rend délicat leur utilisation sur des procédés soumis à d'importantes variations de températures.

L'utilisation sur des procédés sous vide demande une construction particulière. Les variations fréquentes de pression du procédé peuvent fragiliser le disque.

Cette technique autorise des sections de passage beaucoup plus importantes que les soupapes, ce qui les rend particulièrement adaptés pour protéger des équipements à très faible pression (bacs ou silos de stockage)


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