Pression de tarage, température, débit de décharge, nature du fluide, normes applicables : quelles informations transmettre pour sélectionner une soupape de sécurité industrielle ?
Dans les installations industrielles, une soupape de sécurité doit être adaptée aux risques de surpression, aux caractéristiques du procédé et aux contraintes d’exploitation.
Pour les bureaux d’études, services maintenance et responsables techniques, la préparation d’un cahier des charges constitue une étape importante avant toute consultation d’un fournisseur.
Un dossier technique correctement renseigné facilite la sélection du matériel, limite les échanges incomplets et contribue à sécuriser le processus de choix.
Vous trouverez, dans cet article, les principales données à réunir pour préparer votre projet.
Quel est le rôle d’une soupape de sécurité industrielle ?
Une soupape de sécurité est un dispositif destiné à protéger un équipement sous pression contre les conséquences d’une surpression. Son fonctionnement repose sur une ouverture automatique lorsque la pression atteint les conditions définies pour son déclenchement : elle permet alors l’évacuation d’un débit de fluide destiné à limiter la pression.
Lorsque les conditions de fonctionnement le permettent, la soupape se referme après la décharge.
La soupape de sécurité ne remplace pas une analyse des risques du procédé : elle constitue l’un des moyens de protection pouvant être intégrés à la conception d’une installation.
On retrouve notamment ces équipements dans :
- Les réseaux de vapeur industriels
- Les installations d’air comprimé
- Les équipements chimiques et pétrochimiques
- Les réservoirs et appareils sous pression
- Les procédés pharmaceutiques et biotechnologiques
- Les installations de production et de distribution d’énergie
À lire : Soupape de sécurité : définition et fonctionnement
Quelles données de pression faut-il renseigner ?
La pression constitue l’un des principaux paramètres de sélection d’une soupape de sûreté. Pour préparer un cahier des charges, plusieurs données doivent être clairement différenciées :
La pression normale de fonctionnement
Elle correspond aux conditions de pression rencontrées pendant l’exploitation habituelle du procédé. Cette information permet notamment d’étudier l’écart entre les conditions normales de fonctionnement et le début d’ouverture de la soupape.
La pression maximale admissible
La pression maximale admissible de l’équipement protégé doit être connue afin de définir les conditions de protection et les exigences applicables.
La pression de tarage
La pression de tarage correspond à la pression définie pour le début d’ouverture de la soupape, dans des conditions spécifiées. Sa détermination nécessite de tenir compte de la conception de l’équipement, du fonctionnement du procédé et du référentiel applicable.
La contre-pression
La contre-pression correspond à la pression présente en aval de la soupape. Elle peut être liée au système de collecte des rejets, à la présence d’autres équipements ou aux conditions de fonctionnement du réseau de décharge. Elle doit être prise en compte dans la sélection et le dimensionnement du dispositif.
Comment déterminer le débit à évacuer ?
Le débit de décharge requis ne peut pas être déterminé uniquement à partir du diamètre de la tuyauterie. Il dépend des scénarios de surpression identifiés lors de l’analyse du procédé.
Selon les installations, ces scénarios peuvent notamment comprendre :
- La fermeture d’une sortie
- Une défaillance de régulation
- Un apport de chaleur anormal
- Une perte de refroidissement
- Une expansion thermique d’un liquide confiné
- Une exposition à un incendie externe, lorsque ce scénario est applicable
Pour chaque scénario retenu, les conditions de décharge doivent être définies. Le dimensionnement de la soupape de sécurité nécessite ensuite de calculer la capacité requise selon les propriétés du fluide, les conditions thermodynamiques et les référentiels de conception applicables.
À retenir : une soupape ne doit pas être sélectionnée uniquement sur la base de son DN. La capacité de décharge réelle du modèle retenu doit être vérifiée.
Pourquoi la nature du fluide influence-t-elle le choix ?
Le comportement d’une soupape dépend notamment du fluide auquel elle est destinée.
Les paramètres à préciser comprennent :
- La nature chimique du fluide
- Son état physique : gaz, vapeur, liquide ou écoulement multiphasique
- Sa température
- Sa densité ou sa masse volumique
- Ses propriétés thermodynamiques pertinentes
- Son caractère corrosif, toxique, inflammable ou encrassant
Pour certaines applications, la présence de particules, les risques de cristallisation ou de polymérisation peuvent également influencer le choix de l’équipement.
Ces informations sont nécessaires pour étudier la compatibilité des matériaux, la conception interne de la soupape et ses conditions de fonctionnement.
Quels matériaux et types d’étanchéité choisir ?
Le choix des matériaux doit tenir compte du fluide, de la température et des contraintes d’environnement. Selon les modèles et les applications, les soupapes peuvent être proposées avec différents matériaux de construction, comme l’acier au carbone ou l’acier inoxydable, et certains alliages spécifiques. Les éléments internes et les dispositifs d’étanchéité doivent également présenter une compatibilité appropriée avec les conditions d’utilisation.
Le cahier des charges industriel peut notamment préciser :
- Les matériaux imposés pour le corps
- Les matériaux des éléments internes
- Le type de portée
- Les contraintes de corrosion
- Les exigences de propreté
- Les conditions de température minimale et maximale
- Les éventuelles exigences de traçabilité ou de documentation matière
Le choix définitif doit être vérifié à partir des caractéristiques du modèle proposé par le fabricant.
Quelles normes s’appliquent aux soupapes de sécurité industrielles ?
La sélection d’une soupape doit intégrer le cadre réglementaire et normatif correspondant à l’installation :
La directive européenne 2014/68/UE
La directive relative aux équipements sous pression, dite DESP, définit des exigences applicables à la mise à disposition sur le marché d’équipements sous pression relevant de son champ d’application. Les accessoires de sécurité concernés doivent satisfaire aux exigences applicables, notamment en matière d’évaluation de conformité.
La série ISO 4126
La série de normes ISO 4126 traite des dispositifs de sécurité contre les surpressions. Elle comprend plusieurs parties portant notamment sur les soupapes de sûreté et les méthodes associées.
Les référentiels API
Les référentiels API 520, API 521 et API 526 sont couramment utilisés pour certaines applications industrielles, notamment dans les secteurs pétrolier, gazier et pétrochimique. Ils traitent de différents aspects liés à la sélection, au dimensionnement, aux systèmes de décharge et aux caractéristiques des soupapes concernées.
Attention : le référentiel à appliquer doit être déterminé selon l’installation, le code de conception retenu, les exigences contractuelles et les réglementations en vigueur.
Quelles contraintes d’installation faut-il anticiper ?
Les performances d’une soupape de sécurité ne dépendent pas uniquement de l’équipement lui-même. Les conditions d’installation peuvent également influencer son fonctionnement.
Il convient notamment de vérifier :
- Les pertes de charge dans la tuyauterie d’entrée
- La contre-pression dans le système de décharge
- L’orientation et les conditions de montage autorisées
- Les efforts mécaniques transmis aux raccordements
- La compatibilité avec les conditions de température
- Les possibilités d’inspection et de maintenance
- Les modalités de rejet du fluide en situation de décharge
Une étude adaptée permet de vérifier que l’installation ne compromet pas les performances attendues du dispositif de protection.
Checklist : les informations à transmettre à votre fournisseur
Avant de solliciter une offre technique et commerciale, réunissez les informations suivantes :
Identification du projet
- Nom du site industriel
- Type d’équipement à protéger
- Description du procédé
- Référentiel de conception applicable
Conditions de pression
- Pression normale de fonctionnement
- Pression maximale admissible
- Pression de tarage recherchée
- Contre-pression minimale et maximale
Caractéristiques du fluide
- Nom et composition
- État physique
- Températures de fonctionnement et de décharge
- Propriétés nécessaires au calcul
Dimensionnement
- Scénarios de surpression retenus
- Débit de décharge requis
- Hypothèses et méthode de calcul
- Conditions du réseau d’entrée et de sortie
Contraintes techniques
- Matériaux souhaités ou imposés
- Raccordements
- Environnement d’installation
- Exigences de certification et de documentation
- Contraintes de maintenance
Cette liste constitue une base de préparation. Selon les applications, des informations supplémentaires peuvent être requises.
Quelles erreurs éviter lors de la consultation d’un fournisseur ?
Se baser uniquement sur le diamètre de la tuyauterie : Le DN ne permet pas, à lui seul, de déterminer la capacité d’évacuation d’une soupape.
Ne pas préciser les conditions de décharge : Une absence d’informations sur le fluide ou les scénarios de surpression peut conduire à une sélection inadaptée.
Négliger la contre-pression : La pression en aval peut influencer les performances du dispositif et doit être étudiée.
Choisir un matériau sans vérifier sa compatibilité : La compatibilité des matériaux et des éléments d’étanchéité doit être confirmée pour les conditions réelles de fonctionnement.
Oublier les conditions de maintenance : L’accessibilité, les opérations d’inspection et les procédures de contrôle doivent être anticipées dès la sélection.
Comment LSI accompagne les industriels dans la sélection de leurs soupapes ?
LSI est spécialisé dans la fourniture de solutions destinées à la sécurité des installations industrielles.
Notre gamme comprend différentes familles de soupapes de sûreté adaptées à des applications industrielles variées, notamment les séries ISO 4126, les gammes destinées aux applications relevant des référentiels API, ainsi que des modèles pour les conditions cryogéniques et les procédés biotechnologiques.
Pour étudier votre besoin, nos équipes prennent en compte les caractéristiques techniques de votre installation et les exigences de votre cahier des charges.
Vous pouvez également consulter nos ressources complémentaires :
- Comment choisir une soupape de sécurité industrielle fiable ?
- Comment tarer une soupape de sécurité ?
- FAQ : soupapes de sûreté
Vous préparez un projet, un remplacement ou une consultation technique ?
Découvrez notre gamme de soupapes de sécurité industrielles et contactez LSI pour transmettre votre cahier des charges !
FAQ sur le cahier des charges d’une soupape de sécurité
Quelles informations sont indispensables pour consulter un fournisseur ?
Il faut notamment identifier l’équipement à protéger, les caractéristiques du fluide, la pression maximale admissible, les conditions de tarage, le débit à évacuer et les contraintes de raccordement.
Peut-on choisir une soupape uniquement à partir de son DN ?
Non. Le diamètre nominal ne suffit pas à déterminer la capacité d’évacuation nécessaire. Le dimensionnement doit être établi à partir des conditions du procédé et des scénarios de surpression.
Quelle est la différence entre une soupape de sécurité et une soupape de sûreté ?
Dans le langage industriel français, les deux expressions sont fréquemment utilisées pour désigner des dispositifs de protection contre les surpressions. La terminologie précise doit cependant être vérifiée selon le type d’équipement et le référentiel normatif applicable.
Faut-il connaître la pression de tarage avant de demander un devis ?
Il est préférable de communiquer la pression de tarage envisagée ainsi que les caractéristiques de l’équipement à protéger. Si cette valeur reste à définir, elle doit faire l’objet d’une étude technique adaptée avant validation du choix.
Pourquoi la contre-pression est-elle importante ?
La contre-pression peut influencer le fonctionnement et la capacité d’une soupape. Elle doit être prise en compte pour vérifier la compatibilité du modèle avec le réseau de décharge.