Prvs 7. problematiques de depannage des soupapes de surete

7. Problématiques de
dépannage des soupapes
Présenté par
David Alexandre

Problématiques
d’installation
Problématique de dépannage

Problématiques d’installation
▪ L’environnement peut affecter le fonctionnement de la soupape de sûreté.
▪ Perte de charge amont
▪ Perte de charge aval
▪ Température extrême, climat, effets chimiques.
▪ Ceci peut affecter la configuration de la soupape de sûreté.
Problématiques de dépannage

▪ Eviter les pertes de charge pour éviter les risques de disfonctionnement :
▪ Longue tuyauterie.
▪ Erreur de diamètre de tuyauterie.
▪ Installation horizontale ou sinueuse.
▪ Erreur de pénétration.
▪ Robinet de sectionnement augmentant les pertes de charge.
Wrong installations

▪ Pertes de charge en amont
▪ PDO =10 barg alors valeur de fermeture = 9.3 barg (-7%)
▪ Si la perte de charge est égal à 10% de la PDO, alors PV chutera immédiatement à 9 Barg
▪ La soupape se réouvrira immédiatement et un battement de soupape sera généré.
Soupape ouverte
Flux
PV = PS – Perte charge
PV
PS
Soupape fermée
PV = PS
PV
PS

▪ Perte de charge en aval
▪ Le battement réduira le débit
▪ Le battement endommagera la soupape de sûreté, avec à minima :
▪ Clapet
▪ Buse
▪ Porte-clapet Soupape ouverte
Débit réduit
PV
PS

▪ Pertes de charge en amont
▪ Comment y remédier :
▪ Modifier la tuyauterie amont là ou c’est possible.
▪ Raccourcir les longueurs
▪ Augmenter le diamètre nominal
▪ Modifier la pénétration
▪ Changer le type de soupape de sûreté
▪ Installer une soupape de sûreté pilotée avec une prise de
détection à distance raccordée directement sur le récipient
de manière à recueillir la véritable pression de l’équipement.
.
Soupape de sûreté pilotée avec prise de pression à distance

▪ PDO = 10 barg – Soupape de sûreté conventionnelle
▪ Si CP > 10% PDO alors :
▪ Pression d’ouverture affectée
▪ La soupape battra à l’ouverture
▪ Le débit sera réduit
Outlet Piping Smaller than Valve Outlet = Throttling then built-up BP
CP

▪ Structure de tuyauterie (coude, robinet …)
▪ Silencieux
Coudes et silencieux augmentant les pertes de charge lors de la décharge de la soupape de sûreté

▪ Comment y remédier :
▪ Modifier la tuyauterie de sortie
▪ Raccourcir les longueurs
▪ Augmenter le diamètre nominal
▪ Retirer des coudes, des déviations, etc.
▪ Modifier le type de soupape de sûreté si la perte de charge est supérieure à 10%
▪ Soupape de sûreté avec soufflet d’équilibrage (limitée à 50% de la PDO et de la classe de pression de la bride de
sortie et/ou du corps (le plus petit des deux).
▪ Soupape de sûreté pilotée

▪ Suivre les recommandations des normes internationales :
▪ API RP 520 Part II Installation § 1-2-3-4
▪ ASME B31.1 / ASME B31.3
▪ EN ISO 4126 Part 9
▪ Préférer l’installation au-dessus des installations de sorte à régler
les soupape sur un fluide compressible autant que possible.
Réservoir, bac de stockage
NON !
Gaz
Liquide

▪ Préférer l’installation au-dessus des installations de sorte à régler les soupape sur un fluide compressible autant
que possible.
Faux Correct
SORTIE
ENTRÉE
SORTIE
ENTRÉE

▪ Force de reaction au moment de la décharge : installer un support adéquat.
Supports

▪ Force de reaction : exemple de support

▪ Force de reaction : application vapeur
Support
Drain
90° coude à
grand rayon
Condensat
DB = 1.5 x DA
Système de
relevage

Types de problématiques
(exemples)
16

Types de problématique (exemples pour une soupape de sûreté à ressort)
PROBLÈME CAUSE POSSIBLE ACTION CORRECTIVE
Le clapet semble ne pas
bouger (pas de levee)
Verrou d’essai toujours en place Enlever le verrou d’essai
Particule coincée entre une pièce en
mouvement et une pièce fixe.
Procéder à une opération de maintenance afin de retirer toute particule.
Réparer les pièces endommagées.
Blocage peut-être dû à un phénomène de
battement.
Changer le porte-clapet et le clapet.
Vérifier si d’autres pièces sont endommagées.
Le clapet ne se lève pas
complètement
La capacité en amont est inférieure à la pleine
capacité de la soupape.
Contacter le fabricant afin de trouver une solution alternative en fonction de
l’application (levée limitée, orifice plus petit, soupape de sûreté pilotée modulante,
etc.)
Sifflement Bague de réglage trop basse. Ajuster la position de la bague.
Vibrations de l’équipement Chercher la source de la vibration et renforcer les supports.
Fuite au siège Siège endommagé (du fait d’un manque de
maintenance, de battements, de particules
(sable, soudure, etc.) à la fermeture.
Procéder à une opération de maintenance afin de roder voire changer le clapet et
la buse.
Pièces désalignées Procéder à une opération de maintenance afin d’inspecter les surfaces
fonctionnelles de chaque pièce depuis la vis de réglage jusqu’au clapet.
Vérifier aussi la rectitude de la tige.
Articulation du clapet insuffisante. Procéder à une opération de maintenance afin d’inspecter les surfaces
fonctionnelles (rotules) du clapet et du porte-clapet.
Support de tuyauterie de sortie insuffisante et /
ou son poids supporté par la bride de sortie.
Arranger le support.
Installer une gamelle si nécessaire.
Particule étrangère. Procéder à une opération de maintenance afin de retirer la particule.
Réparer les pièces endommagées..
Fermeture longue Bague de réglage trop haute. Ajuster la position de la bague.
Contre-pression engendrée trop élevée. Identifier la source de la CP engendrée élevée. Si cela vient de la taille de la
tuyauterie de sortie, augmenter la taille. Si cela vient du silencieux (application
vapeur), le changer par un plus large. Si cela vient d’un autre accessoire,
contacter un cabinet d’ingénierie afin de vérifier la ligne complète.
Battement ou fermeture
courte
Perte de charge amont trop haute. Revoir la conception de la tuyauterie amont afin de réduire la perte de charge à
moins de 50% de la fermeture.

Opérations de
maintenance
18

Étapes obligatoires
▪ Préparation de l’atelier.
▪ Préparation des documents.
▪ Opérations de démontage.
▪ Maintenance (expertise et révision)
▪ Réglage et test
▪ Opérations de réinstallation.

Étapes obligatoires : préparation de l’atelier
▪ Atelier et outillage propres et sûrs.
▪ Disponibilité du petit outillage : clés, graisse, chiffons
propres.
▪ Établi avec un étau.
▪ Espace autour de l’établi.
▪ Palan, girafes.
▪ Outillage de test calibré (banc complet avec tous les
manomètres).
Préparation de l’outillage

Étapes obligatoires : préparation des documents
▪ Manuels d’installation, utilisation et maintenance (IOMM)
Extrait d’un manuel Weir (Starflow)

Étapes obligatoires : préparation des
documents
▪ Fiches d’expertise
▪ Traçabilité de tous les détails de l’intervention.
▪ Enregistrement de toutes les données.
▪ Cela aidera pour les futures révisions (changement de pièce la
prochaine fois par exemple). Penser au longue durée
d’approvisionnement de certaines pièces (jusqu’à 20 semaines
pour certains ressorts par exemple).
Fiche d’expertise

documents
▪ Traçabilité de tous les détails de l’intervention.
▪ Enregistrement de toutes les données.
▪ Cela aidera pour les futures révisions (changement de pièce la
prochaine fois par exemple). Penser au longue durée
d’approvisionnement de certaines pièces (jusqu’à 20 semaines
pour certains ressorts par exemple).
▪ Enregistrement de photographies : conditions du siège, éclats
de peinture, etc..
Prises de vue de la fiche d’expertise

documents
▪ Certificats de réglage et essais
▪ Celle du fabricant
▪ Celle de la précédente révision (si applicable).
▪ Un modèle vierge à remplir durant la phase de réglage et
test (voir le département qualité et suivre la procédure de
votre entreprise).
Certificat d’essais finaux

Étapes obligatoires : opérations de démontage
▪ Toujours obtenir un accord official avant d’intervenir.
▪ Obtenir toutes les informations nécessaires sur le produit contenu
dans la tuyauterie et la robinetterie. Des fluides toxiques dangereux
peuvent être présent dans le corps et le chapeau (soupape de
sûreté à ressort) ou dans le dôme (soupape de sûreté pilotée). Une
procédure dédié à ce type d’intervention délicate doit être utilisée
pour prévenir tout risque d’exposition du personnel à des risques
potentiellement fatales.
▪ Si des robinets de sectionnement sont installés en amont et en
aval,
▪ Fermer celui en amont en premier et purger le corps de la soupape de
sûreté après la fermeture du robinet en aval.
▪ Vérifier que les robinets de sectionnement sont suffisamment
supportés avant de déposer la soupape de sûreté.
Faire attention avant d’intervenir sur des articles
pressurisés et contenant des matières dangereuses.

▪ L’identification de la robinetterie est l’une des étapes les plus
importantes.
▪ Si possible, s’assurer que la soupape de sûreté inclus un
marquage d’identification clair avant de la démonter de son
équipement. Si ce n’est pas le cas, poser une étiquette sur la
soupape de sûreté identifiant l’équipement sur laquelle elle sera
réinstallée.
Plaque signalétique,étiquette

▪ Utiliser des élingues en nylon et des anneaux de levage pour
soulever la soupape de sûreté.
▪ Ne jamais utiliser de chaines métalliques, particulièrement sur les
corps en acier inoxydable.
▪ Toujours manipuler verticalement la soupape de sûreté.
▪ Protéger la face de joint des brides avec toute solution de
protection souple.
▪ Inspecter la tuyauterie amont et aval lors de la phase de dépose de
la soupape de sûreté.
▪ Toute particule étrange, dépôt ou corrosion devra être retiré, enregistré
et reporté auprès des services compétents (qualité, ingénierie).
▪ Toute particule non désiré dans le fluide endommagera la soupape de
sûreté dès la première ouverture (siège, surface coulissante). Outillage de levage (élingues, anneaux de levage)
Couvercle plastique

Étapes obligatoires : maintenance (expertise et révision)
▪ Toutes les pièces doivent être inspectées visuellement et dimensionnellement.
Visual inspection

Étapes obligatoires : maintenance (expertise et
révision)
▪ Toutes les pièces doivent être inspectées visuellement et
dimensionnellement.
▪ Vérifier:
▪ La rectitude et la concentricité des internes.
▪ Les surfaces coulissantes et les rotules.
▪ Tout désalignement peut générer de mauvaises et
inconsistantes valeurs d’ouverture. Par-dessus tout, cela
peut créer du grippage et voire du blocage.
▪ Évidemment, toute pièce étant cassée devra être remplacée.
▪ Changer tous les joints métalliques par des d’autres neufs.
▪ Les joints élastomères devront être remplacés tous les cinq
ans maximum.
▪ Utiliser la graisse appropriée fonction des applications
(services généraux, hautes températures, cryogénie). Ne pas
en mettre trop.
Inspection visuelle

Étapes obligatoires : réglage et essai
▪ Toutes les soupapes de sûreté ont une conception spécifique
et se conforment à des normes spécifiques.
▪ Une soupape de sûreté pleine levée ne fonctionne pas comme
une soupape à levée proportionnelle. Les caractéristiques
d’ouverture sont donc différentes et les méthodes de tests aussi.
▪ NB-18
▪ La plupart des soupapes de sûreté sont testées et certifiées
par un laboratoire selon des méthodes de test particulières. Il
s’agit souvent du National Board of Boiler & Pressure Vessels
Inspectors. Ainsi, les fabricants de soupapes de sûreté suivent
ces enregistrements et méthodes certifiées même pour les
soupapes de production. Les caractéristiques d’ouverture sont
enregistrées dans le document nommé NB-18 (dit Red Book
par le passé) disponible sur le site internet du NB.
▪ POP contre première fuite audible
▪ Sur les applications gaz, la plupart des soupapes de sûreté à
ressort doivent être réglées et testées avec l’obtention d’un
bruit dit POP et pas seulement à la première fuite audible. Pire,
la plupart des bancs de test automatique détectent une
première fuite dans le système de tuyauterie du banc (baisse
de pression). Elle correspond pourtant plutôt au sifflement avec
ouverture (simmer) et non à un ouverture franche (POP). De
telles erreurs conduisent l’opérateur à surestimer la valeur de
réglage de la soupape. Aussi ce type de pratique erronée est
souvent à l’origine de fuite excessive durant la phase de test
d’étanchéité suivant celle du réglage avec « ouverture ».
National Board

▪ Pression de réglage (CDTP) : à moins qu’une soupape de sûreté
n’ait été réajustée, il faudra toujours utiliser la valeur de
pression de réglage d’origine indiquée sur la plaque
d’identification du fabricant lors d’un essai sur un banc de test
en atelier.
▪ Facteur correcteur
▪ Une soupape de sûreté est conçue pour fonctionner sur une
application à pleine capacité et non sur une banc de test.
▪ Un banc de test n’a généralement ni pleine capacité ni large
surface de décharge au niveau de la table de test où est installée
l’entrée de la soupape de sûreté.
▪ Selon les caractéristiques du banc de test, un facteur de correction
pourra être appliqué à la valeur de pression de réglage (CDTP)
pour les tests sur liquide uniquement. Se référer au manuel (IOMM)
ou à la procédure de réglage du fabricant.
▪ Ce facteur sera a priori uniquement applicable aux soupapes à
ressort.
Exemple :
▪ Sarasin-RSBD – P series (Starflow™) : facteur correcteur 0.95
▪ Sarasin-RSBD – 9 series : facteur correcteur 0.97
▪ Se rapprocher des fabricants pour savoir comment régler quand la
méthode du premier flux régulier (first steady stream) n’est pas
possible (capacité limitée du banc).
Technicien préparant un test de soupape de sûreté pilotée

▪ Utiliser la bonne phase pour les tests en atelier :
▪ Application gaz : Air ou azote
▪ Application liquide : Eau
▪ Application biphasique : se référer à la phase gaz enregistrée sur la
plaque signalétique. Usuellement, une poche de gaz se forme sous
le clapet avant le début d’ouverture une fois la soupape installée
sur son application.
▪ Une phase incorrecte pour un test peut conduire à l’obtention de
résultat en dehors des tolérances de réglage et de fait induire en
erreur l’opérateur du test.
▪ Test en eau
▪ Dans le cas de test en eau, il conviendra de souffler l’intérieur du
corps afin d’enlever l’eau et toute trace d’humidité. Cela permet de
prévenir l’apparition de rouille dans le corps.
▪ Eventuellement, vaporiser une solution huileuse à l’intérieur du
corps afin de prévenir la formation de rouille avant la réinstallation
Technician testing a POPRV

Étapes obligatoires : opérations de réinstallation
▪ Utiliser des élingues en nylon et des anneaux de levage pour
soulever la soupape de sûreté.
▪ Ne jamais utiliser de chaines métalliques, particulièrement sur les
corps en acier inoxydable.
▪ Toujours manipuler verticalement la soupape de sûreté.
▪ Protéger la face de joint des brides avec toute solution de
protection souple, idéalement avec un capuchon plastique dont
une partie recouvre les trous de boulonnerie.
▪ Après réinstallation, vérifier que la tuyauterie attenante n’impose
aucune contrainte mécanique sur les brides de soupape de sûreté.
Cela risquerait de provoquer des distorsions dans la structure du
corps et induirait une fuite au niveau du siège. L’expansion
thermique (application haute température) de la tuyauterie peut
aussi provoquer une charge mécanique sur le corps de la soupape
de sûreté.
▪ Si des robinets de sectionnement sont utilisés en amont et aval de
la soupape de sûreté, ouvrir le robinet amont avant celui aval.
Outillage de levage (élingues, anneaux de levage)
Couvercle plastique

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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