Comment dimensionner un disque de rupture pour respecter les normes de sécurité ?

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Chaque processus de production ou dispositif d’exploitation donne priorité à la sécurité des personnes et des installations. Le disque de rupture contribue à éviter tout risque lié à la surpression ou aux réactions exothermiques des fluides. Il constitue un dispositif de sûreté efficace contre les explosions ou les implosions et les incendies possibles dans une usine, un entrepôt de stockage ou un laboratoire pharmaceutique. Il existe différents modèles : son anneau présente une membrane plate ou bombée, avec ou sans virole. Le disque de rupture autorise plusieurs montages, satisfaisant ainsi toutes les contraintes liées au process. Mais pour assurer sa fonction, il doit impérativement s’adapter aux équipements déjà en place. Comment dimensionner un disque de rupture et assurer une surface de décharge appropriée ?

Comment dimensionner un disque de rupture en adéquation avec le système d’exploitation ?

Le disque de rupture protège les installations nécessaires aux processus industriels. La pièce technique permet une décompression immédiate en cas de problème dans les tuyauteries et les cuves de stockage ou de panne sur la ligne de production. Sa fragmentation ou son ouverture rétablit une pression normale et stabilise l’état du fluide concerné. Il existe des disques de rupture universels avec un anneau en acier blindé pour supporter un couple de serrage inégal. Compatible avec tous les types de tuyauterie, il se fixe directement sur brides. Son procédé non mécanique répond néanmoins à des performances spécifiques. La tolérance des matériaux avant l’éclatement ou le soulèvement de la membrane centrale dépend des paramètres particuliers du process concerné et des fluides en contact. Savoir comment dimensionner un disque de rupture est essentiel pour garantir la sécurité des installations.

Le disque de rupture universel en graphite

La structure du disque universel détermine ses paramètres d’utilisation et garantit un environnement sécurisé. Le disque de rupture en graphite s’utilise dans les procédés mettant en jeu un liquide, un gaz ou de la vapeur. Son diamètre nominal s’étend de 1’’ à 12’’ pour répondre aux exigences de sécurité lors d’un process à basse pression et résister aux températures élevées.

Le disque de rupture composite en métal plat

Les dimensions du modèle en matériau composite n’ont pas d’incidence sur le contrôle de l’éclatement de la membrane. Il s’agit alors d’éviter la fragmentation pour empêcher toute contamination des composés chimiques ou de la production. Tout se joue au niveau de la taille des rayures présentes sur le disque et de leur répartition.

Le disque de rupture à action inversée

Une troisième sorte de disque de rupture avec des rayures périphériques évite les conséquences de la fragmentation. Le dispositif de sécurité est essentiellement assuré par le soulèvement de la membrane pour des conditions de pression préalablement définies. Ses dimensions suivent donc celles des installations standards. Avant de déterminer sa taille et de savoir comment dimensionner le disque de rupture à action inversée pour respecter les normes ATEX, il convient de préciser si le disque fait office de bouchon ou s’il constitue une sécurité supplémentaire.

Bien dimensionner un disque de rupture pour garantir une étanchéité aux normes 

Utilisé seul, le disque de rupture assure l’étanchéité d’un conteneur ou d’un réservoir. L’absence de partie mobile lui confère une grande fiabilité. Il protège l’installation des fuites mais lorsque la pression de service est dépassée, la rupture de la membrane du disque permet de l‘abaisser sans délai. La décharge primaire engendrée sécurise le transport de gaz ou de liquide dans des conteneurs hermétiques. La capacité de résistance de la membrane intervient donc dans le choix d’un modèle et doit être évaluée avec précision. Parfois, le système nécessite une triple membrane et donc un dispositif de sûreté plus épais. Il est donc fondamental de savoir comment dimensionner chaque disque de rupture pour obtenir l’étanchéité optimale pour le fonctionnement de son installation.

Dimensionner un disque de rupture pour protéger l’installation de la surpression 

Le disque de rupture peut être installé en complément d’une soupape de décharge. Il évite que la situation devienne incontrôlable. Placé en aval de la soupape, il possède un diamètre nominal qui correspond aux dimensions à la sortie du système de décharge primaire. Mais il peut aussi être utilisé pour prolonger la durée de vie de la soupape qu’il isole des réactions du fluide. Il sert alors à protéger le montage de la corrosion et stoppe les substances dangereuses. Il favorise un environnement durablement hygiénique et aseptisé. Pour rester efficace, le disque de rupture doit prendre la dimension des vannes d’entrée de la soupape. LSI se déplace sur votre site et vous explique comment dimensionner vos disques de rupture pour protéger vos installations.

Comment dimensionner un disque de rupture pour assurer un débit suffisant ?

Monté en parallèle ou en amont, la disque de rupture écarte tout danger lié à la surpression mais assure aussi un rôle de protection contre la dépression. Sa résistance au vide est alors un critère de choix à paramétrer en fonction de la surface d’échange et de l’ouverture nécessaire à l’évacuation du flux massique. Le calcul de la surface requise pour gérer le débit respecte les normes internationales de sécurité ISO. Pourtant, tout dépend du montage.

Choisir un disque de rupture adapté au type d’équipement

Pour stabiliser la pression d’un gaz ou une application cryogénique, il vaut mieux opter pour un modèle à visser au niveau de l’entrée comme de la sortie. Lorsqu’il est monté sur la tuyauterie, la fixation doit s’ajuster correctement. Par contre, le disque nécessite un support s’il est associé à une soupape afin de laisser un espace de ventilation et de surveillance entre les deux dispositifs. La protection des boîtiers de batteries au lithium implique la pose d’un disque inversé avec une gamme de tailles spécifiques, comprises entre 1 et 4 pouces, pour résister au vide. Une étude du procédé global doit donc être effectuée avant de se demander comment dimensionner le disque de rupture.

S’assurer de bien dimensionner un disque de rupture avant d’en constituer un stock

Même s’il n’est pas sujet à la fragmentation, le disque de rupture reste à usage unique et doit être remplacé à chaque fois. Un système de détection de l’éclatement diminue les risques mais il s’agit surtout de choisir les dimensions adéquates avant de commander un stock afin d’éviter une mise à l’arrêt des lignes de production. LSI vous fournit une solution sur-mesure avec un disque de rupture conforme aux certifications ASME. Nous analysons comment dimensionner un disque de rupture à partir d’un DN compris entre 25 et 600. Nous vous conseillons en fonction des paramètres inhérents à votre processus parmi la gamme d’excellence OsecoElfab.

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