Comprendre une soupape de surpression

Découvrir le dispositif de sécurité utilisé dans la plupart des industries pour le contrôle du débit de pression, la soupape de surpression, c'est ce qu'on appelle. C'est un équipement qu'il faut trouver dans l'industrie pour contrôler une cuve en surpression.

Ainsi, une soupape de surpression est un dispositif de sécurité conçu pour sécuriser un système sous pression lors d'une surpression pendant le fonctionnement. Le système est largement disponible aujourd'hui en tant que système électronique, pneumatique et hydraulique. Les différents types ont le même objectif dans différentes applications et sont appelés soupape de surpression, soupape de surpression ou soupape de sécurité.

Selon le type de système, la source d'alimentation peut être l'électricité ou l'air comprimé pour le fonctionnement. Puisque son but est de contrôler la pression afin que la vie et les biens puissent être en sécurité. Une soupape de surpression doit être capable de servir pendant une longue période de temps et capable de fonctionner à tout moment. Et un opérateur professionnel expérimenté doit être en charge d'assurer un bon fonctionnement car il n'y a pas de place pour l'erreur.

Aujourd'hui, nous allons examiner la définition, les fonctions, les applications, le fonctionnement, les types, les composants, les considérations, les avantages et les limites d'une soupape de surpression.

Qu'est-ce qu'une soupape de surpression ?

Une soupape de décharge ou une soupape de décharge est un type spécial de système de soupape de sécurité utilisé pour contrôler ou limiter la pression dans un système. Il peut être contrôlé manuellement ou automatiquement à partir d'un récipient sous pression ou d'un système de tuyauterie. Le fluide ou le gaz sous pression est déchargé dans un réservoir ou dans l'atmosphère pour relâcher la pression supérieure à la pression de service maximale autorisée (MAWP).

L'objectif principal d'une soupape de surpression est de protéger les récipients sous pression ou le système contre une défaillance catastrophique. Une défaillance catastrophique pourrait être désastreuse lors d'un événement de surpression, qu'elle soit liquide ou gazeuse.

Cet appareil est largement utilisé dans les industries pétrochimiques, de raffinage du pétrole et de fabrication de produits chimiques. Les industries où se produisent le traitement du gaz naturel et la production d'électricité, ainsi que les industries de l'approvisionnement en eau, font également bon usage de la soupape de surpression. Bien qu'elle soit généralement connue sous le nom de soupape de décharge en fonction de son domaine d'application, elle peut être appelée soupape de décharge de pression (PRV), soupape de sécurité de pression (PSV) ou soupape de sécurité. Vous devez noter que la conception et le fonctionnement de ces vannes sont légèrement différents.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement d'une soupape de décharge est assez complexe mais peut être facilement compris. Il se compose d'une bille, d'un clapet ou d'une bobine opposés par un ressort qui est placé dans une cavité ou un corps à orifice. Un système hydraulique est souvent utilisé pour limiter la pression des fluides dans la partie du circuit où ils sont installés.

Le champignon se présente sous la forme d'un objet en forme de disque ou de cône qui est monté dans un siège de machine opposé. Si la pièce est fermée de force par la pression du ressort, une très faible fuite sera fournie. La bobine est une tige en acier cylindrique usinée avec des rainures ou des encoches de dosage qui est également arrêtée par la pression du ressort. Il fuit plus qu'une soupape à champignon mais offre des effets de dosage supérieurs.

Une soupape de décharge est souvent installée dans un système hydraulique après la pompe car elle fournit une alimentation directe et efficace

et une réponse rapide lorsque le dispositif s'ouvre pour purger l'excès de liquide dans un réservoir. Le fluide peut être liquide, gazeux ou liquide-gazeux. Cela réduit la pression égale à son réglage de ressort. l'appareil s'ouvre lorsque la pression causée par la contre-pression ou en aval est suffisamment élevée pour forcer le clapet ou le tiroir à s'ouvrir contre son ressort.

Dans le fonctionnement d'une soupape de décharge, un fluide sous pression excessif est fourni à partir d'un chemin ouvert vers un réservoir dans le but de réduire la pression de l'orifice de travail. Dès que la pression du fluide commence à augmenter, la force est appliquée au bas du tiroir ou du clapet. Cela permet à la vanne de s'ouvrir modestement au début, saignant peu de fluide nécessaire pour maintenir la pression en aval. Mais si la pression en aval continue d'augmenter, la force agissant sur le clapet ou le tiroir le poussera plus loin vers le ressort jusqu'à ce que la force ponctuelle du ressort soit équilibrée par la force hydraulique.

regardez la vidéo pour apprendre facilement le fonctionnement d'une soupape de décharge :

L'augmentation de pression résulte de la combinaison de la pression de charge, de la contre-pression et de l'énergie nécessaire pour circuler à travers la vanne elle-même. La force fluide initiale surmonte la force assise du ressort à l'aide de la pression de fissuration. Au fur et à mesure que la soupape fait circuler plus de fluide vers le réservoir, le taux d'augmentation de la pression est sûr car les forces du fluide sous pression contrecarrent le taux de compression du ressort. Si la vanne est presque complètement ouverte, la montée en pression augmente à nouveau lorsque le fond de la vanne s'ouvre en raison des forces d'écoulement.

Lorsque le fonctionnement ou la contre-pression diminue, la vanne commence à se fermer. Cela se fait à des rythmes différents de ceux de l'ouverture. La différence entre la courbe d'ouverture et de fermeture s'appelle son hystérésis, elle est indicative et indicatrice de la qualité de sa construction. En effet, des vannes de qualité supérieure avec une construction avancée permettent une montée en pression plus faible avec une meilleure hystérésis.

Types de soupape de surpression

Il existe trois types de base de soupapes de surpression telles que :

Ressort conventionnel :

les types conventionnels de soupape de décharge à ressort qui contenaient le chapeau, le ressort et le guide dans les fluides libérés. Sa contre-pression de pression de décharge diminue la pression de tarage si le chapeau est mis à l'air libre. Mais, si le chapeau est ventilé de l'intérieur vers la sortie, la contre-pression du système de décharge augmente la pression de réglage.

Ces types de soupapes de surpression sont utilisés dans des services non corrosifs et où la contre-pression ne dépasse pas 10 % du point de consigne.

Chargé par ressort équilibré :

La conception d'un ressort équilibré est destinée à protéger le ressort du capot et à le guider contre les fluides libérés et à réduire les effets de la contre-pression. Sa zone de disque est ventilée vers l'atmosphère et un autre disque est exposé à une contre-pression. Le disque ventilé est égal au disque exposé.

Le ressort équilibré est utilisé en service corrosif et sale et avec une contre-pression variable.

Piloté :

La vanne pilotée est commandée par un pilote de pression auxiliaire. La force de résistance sur le piston dans la soupape principale est obtenue par la pression pendant le fonctionnement à travers un orifice. La force d'assise nette sur le piston augmente en fait lorsque la pression du procédé se rapproche du point de consigne.

Divers types de soupapes de décharge avec une conception différente :

Soupape de sécurité :

une soupape de sécurité est une soupape de surpression qui fonctionne par pression statique d'entrée et est conçue pour s'ouvrir rapidement avec une action pop. Il est largement utilisé pour les services aériens et fluviaux. Une soupape de sécurité est disponible sous deux formes :

• Soupape de sécurité à faible levée :dans une soupape de sécurité à faible levée, le disque se soulève automatiquement de manière à ce que la position du disque détermine la zone de décharge réelle.
• Soupape de sécurité à levée totale :dans cette soupape de sécurité, le disque est également soulevé automatiquement, mais la zone de charge réelle n'est pas déterminée par la position du disque.

Soupape de décharge :

Une soupape de décharge est une conception de dispositif de décompression avec une pression statique d'entrée pour son fonctionnement. Il a une levée progressive généralement proportionnelle à l'augmentation de la pression par rapport à la pression d'ouverture. Il convient aux systèmes de décharge fermés car il est enfermé dans un boîtier à ressort.

Soupape de sécurité :

Une soupape de sûreté est une soupape de surpression caractérisée par son ouverture rapide ou son action pop. Également connu pour son ouverture proportionnelle à l'augmentation de la pression par rapport à la base de pression d'ouverture lors de son application. Les soupapes de décharge de sécurité sont utilisées pour les fluides liquides ou compressibles. Le type courant est la soupape de sécurité conventionnelle et équilibrée qui a été expliquée précédemment.

Soupape de décompression actionnée électriquement :

Une soupape de surpression actionnée électriquement contenait un dispositif de décharge qui est relié à et contrôlé par un dispositif nécessitant une source d'énergie externe.

Soupape de décompression actionnée par la température :

Une soupape de surpression actionnée par la température peut être actionnée par la température interne externe ou par la pression côté entrée.

Soupape de décompression :

Une soupape de surpression est un dispositif de surpression qui admet du fluide pour empêcher un vide interne excessif. Il est conçu pour se refermer afin d'empêcher tout écoulement de fluide après le rétablissement des conditions normales.

Composants d'une soupape de décharge

Éléments à considérer avant de choisir une soupape de surpression

Voici les éléments qu'un ingénieur ou un professionnel dans ce domaine prend en compte lors de la sélection d'une soupape de décharge :

• Considérations de conception qui incluent la taille, le matériau, le produit, la complexité, etc.
• La charge de décharge individuelle doit être déterminée.
• Causes de la surpression.
• Différents types de dispositifs de secours et leurs caractéristiques devraient envisager de voir la meilleure option.
• Sélectionner des dispositifs de décharge appropriés pour gérer les charges imposées. Plusieurs éléments doivent être pris en considération. Les pièces telles que la pression de réglage, la contre-pression, la soupape de décharge double, les soupapes de décharge multiples doivent être adaptées à la capacité du dispositif de décharge.
• Considérations relatives à l'installation
• Tuyauterie d'entrée et tuyauterie de refoulement
• Forces réactives
• Considérations sur le tuyau d'échappement
• Cyclage rapide
• Broutement résonnant qui se produit lorsque la tuyauterie d'entrée produit une perte excessive à l'entrée de la vanne.
• Considérations relatives aux rejets de liquide

En conclusion, une soupape de surpression est un dispositif de sécurité utilisé dans le monde industriel pour sauver des vies et des biens. Nous avons vu les différents types et composants de soupape de surpression, comment cela fonctionne et aussi la considération de sélection.

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