Isoler en toute sécurité les systèmes fluides industriels avec vannes de blocage : Guide étape par étape

Comment isoler les systèmes fluides industriels avec des vannes de blocage

Joe Bush, Responsable Produit Swagelok, Vannes

Lors de l'exécution de la maintenance sur un système fluide industriel, la sécurité est primordiale. La pression ou l'écoulement d'une seule ligne à l'intérieur représente un danger pour les techniciens changeant une jauge ou un dispositif de mesure. C'est pourquoi les gestionnaires de risques soulignent la nécessité d'isoler toute ligne de système fluide avant la maintenance.

Il est devenu une norme industrielle et de sécurité de concevoir et d'installer deux vannes de blocage en séquence lors de la purge d'une branche sous tension dans un système fluide. La séquence à double vanne de blocage est l'un des moyens les plus sûrs d'atteindre un état essentiel de pression zéro et de débit zéro.

Il y a deux approches courantes que les ingénieurs prennent généralement lors de la conception de deux vannes de blocage pour isoler les systèmes fluides. Premièrement, les ingénieurs peuvent ajouter une troisième vanne entre les deux vannes de blocage pour évacuer ou purger toute pression qui pourrait fuir de la première vanne de blocage. Une autre option viable est d'avoir la troisième vanne détourner l'écoulement vers une boucle de bypass autour de la section de la ligne qui est en maintenance. Décrites ci-dessous sont les deux configurations de système fluide, fournissant des options de conception axées sur la sécurité pour l'isolement et la maintenance du système.

Principaux emplacements pour les configurations d'isolement dans une usine

Pour toute ligne de système fluide dans une usine ou installation industrielle qui peut nécessiter une maintenance, les techniciens doivent avoir un moyen d'isoler cette ligne en toute sécurité. Certains emplacements spécifiques qui nécessitent une configuration pour l'isolement incluent :

1. Tout dispositif ou composant qui peut nécessiter une maintenance régulière, comme un filtre, une vanne ou un transmetteur.
2. Tout système, skid ou ligne qui peut avoir besoin d'être reconfiguré, réparé ou remplacé.
3. Toute section de la conduite de process principale qui peut avoir besoin d'être entretenue ou maintenue.
4. Toute ligne d'instrumentation qui part de la ligne de process (par exemple, une station d'échantillonnage ponctuel, un système d'échantillonnage, ou des relevés de pression, température ou débit).
5. Les fluides d'étalonnage dans les systèmes d'échantillonnage, ainsi que tous les flux d'échantillonnage qui peuvent être commutés marche/arrêt.

Options pour configurer l'isolement

Il est standard dans l'industrie d'éviter une situation dans laquelle il n'y a qu'une seule vanne de blocage ou pas de secours. Si une seule vanne de blocage a même une petite fuite à travers le siège, la pression peut s'accumuler lentement dans la ligne en maintenance, créant un danger pour la sécurité. Par conséquent, l'une des deux configurations principales pour atteindre l'isolement dans une ligne fluide est encouragée :

1. Double blocage et purge (DBB)

Une configuration à double blocage et purge, ou DBB, est la configuration la plus simple pour isoler un système fluide. Elle est couramment utilisée pour la transition de la ligne de process vers une ligne d'instrumentation lors de l'utilisation d'une vanne d'interface de process, ou sur une ligne qui mène à un instrument ou dispositif, comme un transmetteur. Les trois vannes peuvent être configurées comme une seule unité de collecteur ou comme trois composants séparés.

2. Boucle de bypass

Une boucle de bypass est une configuration légèrement plus compliquée qui non seulement isole la ligne de système fluide en maintenance, mais réachemine aussi l'écoulement pour que le process puisse continuer à fonctionner pendant la maintenance.

Par exemple, la première vanne de blocage dans une configuration de bypass peut être une vanne à trois voies — déviant l'écoulement autour de la section nécessitant une maintenance. Le filtre du système peut maintenant être changé sans nécessiter de temps d'arrêt. Une autre raison pour un bypass est d'éviter le choc hydraulique ou "coup de bélier" qui résulte quand il y a un arrêt soudain de l'écoulement du système.

Isoler et dépressuriser

La première étape lors de la préparation pour la maintenance sur tout système fluide est la dépressurisation. En le faisant, une meilleure pratique est d'avoir deux vannes de blocage en séquence pour se prémunir contre l'accumulation de pression dans la section de la ligne en maintenance. Une bonne vanne ne devrait pas fuir à travers le siège, mais cela pourrait arriver. Par exemple, si la ligne est à l'extérieur, le soleil peut chauffer la ligne et augmenter la pression au-delà de la pression nominale de la vanne. D'autres scénarios potentiels incluent si la vanne n'a pas été correctement maintenue ou si c'est le mauvais choix de vanne pour une fermeture positive. Pour se prémunir contre ces fuites possibles et d'autres, une seconde vanne de blocage est nécessaire, ainsi qu'une vanne d'évent ou de purge. Alternativement, dans les cas où le temps d'arrêt n'est pas une option, une boucle de bypass qui duplique les composants dans la ligne en maintenance est un excellent choix.

Faire le bon choix de vanne de blocage

Les deux choix les plus courants pour les vannes de blocage dans les lignes d'instrumentation sont les vannes à boisseau sphérique ou les vannes à aiguille. Il est impératif que les techniciens de maintenance vérifient les spécifications du système pour la vanne requise pour chaque système.

Vannes à boisseau sphérique : Les vannes à boisseau sphérique sont bonnes pour l'arrêt rapide et le débit élevé. De plus, les volants sont utiles pour indiquer l'écoulement directionnel ou l'arrêt. Avec l'écoulement liquide, cependant, une vanne à boisseau sphérique peut créer un choc hydraulique ou "coup de bélier" en raison de l'arrêt soudain qu'elle cause, résultant en des dommages aux indicateurs de pression, débitmètres et autres composants en amont de l'arrêt. Il y a plusieurs façons d'éviter le choc hydraulique. L'une est d'incorporer une boucle de bypass. Avant de fermer la première vanne à boisseau sphérique, la boucle de bypass est ouverte pour que l'écoulement ait un endroit où aller, ce qui évite l'arrêt soudain de l'écoulement et le pic de pression qui en résulterait autrement. La seconde option est d'employer des vannes à aiguille à la place des vannes à boisseau sphérique.

Vannes à aiguille : Bien que les vannes à aiguille soient principalement conçues pour le contrôle de débit ou de dosage, de nombreuses vannes à aiguille sont efficaces pour une fermeture positive. De plus, l'arrêt du système fluide avec une vanne à aiguille est progressif, et protège donc contre le choc hydraulique. Si utilisée comme vanne de blocage, la vanne à aiguille devrait être conçue pour ce but spécifique, avec une pointe rotative ou une pointe de tige souple. Des considérations de conception spéciales peuvent être nécessaires pour prévenir les fuites lors de l'utilisation d'une vanne à aiguille. Par exemple, la pointe en V métallique peut s'incruster dans le siège métallique pendant la fermeture, causant des rayures.

DBB Intégré : Swagelok offre une configuration intégrée de Double Blocage et Purge (DBB) pour fournir une fiabilité supplémentaire. Moins de points de fuite potentiels, espace et poids réduits, et installation simplifiée aident à simplifier davantage le système.

Méfiez-vous d'utiliser par inadvertance le mauvais composant de système fluide dans une configuration d'isolement. Les vannes à boisseau sphérique et certains types de vannes à aiguille sont faits pour une fermeture positive, mais les régulateurs ne le sont pas — même s'il est possible de configurer des régulateurs pour arrêter la majeure partie de l'écoulement. Si vous avez besoin d'un arrêt autour de l'emplacement d'un régulateur, il serait plus sûr d'installer une vanne à boisseau sphérique en amont.

En plus de la sélection de vanne de blocage, c'est une bonne pratique d'installer un indicateur de pression en aval de la seconde vanne de blocage dans la configuration d'isolement. Cela permettra une vérification visuelle de la pression au moment de la maintenance.

Prendre le temps d'isoler correctement vos lignes de système fluide avec des vannes de blocage pourrait résulter non seulement en des activités de maintenance plus sûres, mais aussi en une disponibilité accrue du système et une rentabilité de l'usine. Pour apprendre comment configurer en toute sécurité les systèmes fluides dans votre usine et former votre équipe sur les meilleures pratiques, inscrivez-vous à un cours de formation Swagelok sur les essentiels des systèmes fluides ou contactez votre Centre de Vente et Service Swagelok local.