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Aug 29, 2023

Les soupapes de surpression (PRV) constituent une ligne de défense essentielle pour la protection des appareils sous pression dans l’industrie électrique. Les installations de production du monde entier dépendent de ces dispositifs pour détecter et soulager rapidement les conditions de surpression afin d'éviter des dommages catastrophiques lors de perturbations du processus. Pour garantir que ces vannes fonctionneront comme prévu, les organismes de réglementation du génie mécanique exigent que les vannes soient testées régulièrement.

Certaines installations rendent très difficile la possibilité de retirer la vanne pour l'entretien et les tests. Cela est particulièrement vrai pour les vannes de grande taille et dans l'industrie nucléaire où les vannes peuvent être situées à l'intérieur des zones de confinement, ce qui rend l'accès aux vannes particulièrement problématique. Heureusement, il existe une autre méthode approuvée pour tester les soupapes de sûreté dans cette situation, et cette solution alternative fait l'objet de cet article.

Les PRV sont des appareils relativement simples, mais trompeurs. Ils sont constitués d'une buse d'entrée fixée au procédé, qui est bloquée par un disque maintenu fermement sur le siège de la buse (Figure 1). Le disque est maintenu fermé par un ressort, avec des réglages soigneusement effectués pour composer le point de consigne de la vanne.

1. Une soupape de surpression (PRV) protège l'équipement en s'ouvrant automatiquement pour évacuer le fluide de traitement lorsque la pression dans la buse d'entrée dépasse la force descendante du ressort. Avec l'aimable autorisation : Emerson

Lorsque le processus atteint la pression définie, la force ascendante du fluide de traitement compense la force descendante du ressort et le disque se soulève du siège. Le fluide de procédé est évacué par la sortie de la vanne jusqu'à ce que la pression tombe en dessous du point de consigne. À ce stade, la force descendante du ressort dépasse la force ascendante du fluide de traitement et la vanne se ferme.

Pour garantir que le PRV fonctionnera lorsqu'il sera mis en action, l'American Society of Mechanical Engineers (ASME) exige que les soupapes de sûreté soient vérifiées régulièrement. En règle générale, une usine retire les vannes plus petites de leur position d'installation pendant les arrêts de processus, puis les inspecte et les teste dans un environnement d'atelier pour confirmer qu'elles fonctionneront comme souhaité et s'ouvriront au point de consigne de pression approprié. Cependant, cette méthode de test n’est pas aussi simple à mettre en œuvre dans certains cas.

Certaines soupapes de décharge sont très grandes et/ou situées dans des zones difficiles d'accès. D’autres sont soudés et ne sont pas facilement retirés du processus. Les vannes à l’intérieur des zones de confinement nucléaire sont particulièrement gênantes puisque l’accès à ces zones est généralement restreint, avec le strict respect de protocoles approfondis requis pour l’entrée.

Pour gérer ces situations difficiles, l'ASME propose d'autres moyens de tester les soupapes de sûreté, comme indiqué dans le Code de test de performance ASME (PTC) 25 Dispositifs de surpression. Ces méthodes de test incluent des tests en service, qui permettent à l'usine de tester le fonctionnement de la soupape de sûreté sans la retirer du processus. Cette méthode de test in situ peut être assez précise et efficace, mais seulement si elle est effectuée correctement avec le bon équipement.

L'entretien et les tests des PRV sont généralement effectués lors des interruptions de maintenance régulières, telles que définies par les directives ASME. Les pressions et températures de fonctionnement sont ramenées à des niveaux propices à l'entretien, et les PRV sont testés par des techniciens de maintenance. Pour ce type de tests en service ou in situ, des dispositifs d'assistance au levage sont utilisés conjointement avec ces pressions inférieures du système pour vérifier que le PRV fonctionnera au point de consigne, dans les limites des tolérances admissibles.

Les tests en service approuvés par l'ASME permettent l'utilisation de dispositifs d'assistance au levage fixés à l'axe de la vanne avec des adaptateurs, ainsi que d'autres appareils de test pour effectuer des tests de vérification de la pression réglée. L'équipement illustré à la figure 2 permet d'appliquer une force de levage soigneusement surveillée à la broche d'un PRV jusqu'à ce que le disque se soulève du siège. La pression du processus et la force de levage sont connues, ce qui permet à ce type de système piloté par ordinateur de déterminer le point de consigne du PRV et de confirmer qu'il se situe dans les limites de tolérance. Ce type spécifique d'équipement d'assistance au levage est connu sous le nom de dispositif de vérification de la pression réglée (SPVD).