FAQ
Soupapes de sécurité et raccords
Tu trouveras ici les réponses aux questions sur les soupapes de sécurité et les robinets qui nous sont le plus souvent posées.
Si tu as une question spécifique, envoie-nous un e-mail, nous serons ravis de t'aider.
Qu'est-ce qu'une soupape de sécurité ?
Une soupape de sécurité n'a qu'une seule utilité : La protection contre une surpression inadmissible dans les installations ou parties d'installations, qui entraînerait un éclatement du système. Une soupape de sécurité est une protection mécanique qui se déclenche lorsque tous les autres dispositifs de régulation, de commande et de lavage échouent et qu'une pression élevée inadmissible se produit dans un réservoir, une cuve de stockage, une canalisation ou autre. Cela peut se produire par exemple à la suite d'une défaillance du système de refroidissement, d'un mauvais dosage ou d'un blocage de la conduite d'évacuation. Si la pression dans un réservoir protégé par une soupape de sécurité dépasse une valeur admissible, la soupape s'ouvre et permet ainsi à une partie du fluide sous pression de s'échapper du réservoir. La pression redescend alors. Lorsque la pression a suffisamment baissé, la soupape de sécurité se ferme. C'est pourquoi une soupape de sécurité ne laisse pas s'échapper la totalité du contenu du réservoir, mais seulement la quantité nécessaire pour ramener la pression à une valeur admissible.
Structure / Fonction
Une soupape de sécurité à ressort est un composant mécanique composé des éléments principaux suivants : Siège, clapet, bague de levage, ressort, tige et une vis de pression pour le réglage de la précontrainte du ressort. Ces composants sont montés dans un boîtier avec des raccords pour l'alimentation et l'évacuation et un capot de ressort.
Le fluide pénètre verticalement par le bas dans la soupape de sécurité via la conduite d'alimentation. En fonctionnement normal, la tête de la soupape repose sur le siège de la soupape et ferme l'ouverture. La force nécessaire à cet effet est exercée par le ressort qui est tendu entre une tête de soupape supérieure fixe et une tête de soupape inférieure mobile. La vis de pression, qui détermine la position de la tête de soupape supérieure, permet de régler la contraction du ressort, qui entraîne la précontrainte du ressort, et donc la pression de réponse. La tige sert de guide au clapet et transmet la force du ressort par l'intermédiaire du plateau de ressort. Le siège a un diamètre intérieur défini, ce qui permet de déterminer le débit massique maximal que la soupape peut évacuer en tenant compte du coefficient de débit.
En position fermée, la force du ressort F1 l'emporte sur la force du fluide F2. Si la pression dans le système et donc la force F2 augmentent, la force du ressort F1 ne peut plus maintenir la soupape complètement fermée à partir d'une certaine pression. On entend alors un léger sifflement provenant de la soupape. C'est le point de réponse de la soupape de sécurité (point de réponse = pression la plus basse à laquelle la soupape de sécurité n'est plus étanche de manière audible). Si la pression continue d'augmenter, la soupape de sécurité s'ouvre complètement et le fluide peut s'écouler.
On distingue les soupapes de sécurité avec différentes caractéristiques d'ouverture. Le comportement d'ouverture d'une soupape peut être illustré de la manière la plus claire par un diagramme course-pression (figure 4) sous forme de courbe d'hystérésis. La course y est représentée en fonction de la pression. La pression de service maximale normale est d'environ 85% de la pression de réponse de la soupape. Lorsque la pression de déclenchement (1) est atteinte, la soupape de sécurité s'ouvre. D'abord proportionnellement à l'augmentation de la pression, elle atteint brusquement sa course maximale au "point pop" (2). La construction permet d'obtenir ce résultat en augmentant la surface d'application de la pression. Lorsque la soupape est fermée, la pression n'agit que sur le clapet. Si la soupape de sécurité est ouverte, la pression s'exerce également sur la bague de levage. Cela augmente brusquement la force et la soupape de sécurité s'ouvre. La pression à laquelle la soupape de sécurité atteint sa pleine ouverture est la pression d'ouverture (3) de la soupape de sécurité. La différence de pression entre la pression de déclenchement et la pression d'ouverture est appelée différence de pression d'ouverture.
Si la pression descend en dessous de la pression de début d'ouverture (4), la soupape de sécurité se ferme d'abord lentement, puis à nouveau brusquement. La différence de pression entre la pression de fermeture (5) et la pression de déclenchement est appelée différence de pression de fermeture. Elle est due au flux d'impulsions du fluide en circulation et à l'augmentation de la surface d'application de la pression par la bague de levage de la soupape de sécurité. La soupape de sécurité doit respecter certaines différences de pression d'ouverture ou de fermeture selon le type (soupape normale ou à levée totale) et le fluide (compressible ou incompressible) (selon DIN EN ISO 4126-1 et AD2000-A2) :
Différence de pression d'ouverture :
• 10% pour les soupapes de sécurité normales et proportionnelles (tous les fluides)
• 5% pour les soupapes de sécurité à course totale (tous les fluides)
Différence de pression de fermeture :
• 10% pour les fluides compressibles (les deux types)
• 20% pour les fluides non compressibles (les deux types)
Pour les soupapes à levée totale, il existe une exigence supplémentaire : la part de la levée jusqu'à l'ouverture brutale (soupapes de sécurité proportionnelles selon AD2000-A2) ne doit pas dépasser 20% de la levée totale.
Pour le troisième type de soupape de sécurité, la soupape de sécurité proportionnelle, la course de la soupape de sécurité augmente ou diminue presque continuellement avec l'augmentation ou la diminution de la pression. Une ouverture soudaine sans augmentation de la pression sur une plage de plus de 10% de la course ne se produit pas. Après avoir réagi, ces soupapes de sécurité atteignent la course requise pour le débit massique à évacuer (DIN EN ISO 4126-1 et AD2000-A2) dans un intervalle d'augmentation de pression de 10% maximum.
Variantes
Pour adapter individuellement la soupape de sécurité aux conditions de l'installation, différentes versions de certains composants de la soupape sont disponibles.
Mise à l'air
Pour ouvrir manuellement la soupape de sécurité, il est possible d'opter pour une version à purge rotative ou à purge par levier.
Dans le cas d'une purge rotative, la tige est soulevée en tournant un écrou moleté sur le capot de ressort de la soupape de sécurité. Celle-ci soulève également le clapet qui se trouve sur la tige. Il se crée ainsi une fente entre le siège et le clapet et le fluide peut s'écouler à travers la soupape de sécurité. Une aération par rotation est généralement utilisée pour les soupapes filetées jusqu'à 2'' et pour une application pour l'air et l'eau.
Dans le cas d'une mise à l'air libre par levier, la traction sur un levier provoque le soulèvement de la tige et du clapet du siège. Une purge par levier est généralement utilisée pour les soupapes de sécurité à brides et les soupapes à vapeur. Pour ces dernières, l'installation d'une purge par levier est obligatoire. Il existe également une version sans purge.
Vis de blocage (option A01)
Si, dans le système, la soupape de sécurité doit être fermée et étanche au-delà de sa pression de déclenchement, par exemple pour un contrôle de pression, on utilise une vis de blocage. Celle-ci est vissée dans un trou fileté prévu à cet effet dans le capuchon de la soupape, depuis le haut jusqu'à la tige. Elle empêche ainsi l'ouverture de la soupape de sécurité. Après le contrôle de la pression, la vis de pression doit impérativement être retirée, sinon la soupape de sécurité ne peut pas s'ouvrir, même en cas d'urgence. Le trou fileté dans le capuchon doit être refermé à l'aide d'une vis courte avec fonction d'étanchéité.
Capteur de course (option S62)
Un capteur de course est proposé pour surveiller le déclenchement d'une soupape de sécurité. Celui-ci est vissé dans le capuchon par le haut, comme la vis de blocage. Il se déclenche lorsque la soupape de sécurité atteint sa pleine course. Ainsi, le centre de contrôle de l'installation dans laquelle la soupape de sécurité est montée est directement informé que la soupape de sécurité a expiré. Sur certaines séries, il est également possible de monter le capteur sur le côté.
Étanche au gaz / ouvert
Pour certains fluides, il peut être nécessaire de protéger l'environnement des influences du fluide, même lorsque la soupape de sécurité se déclenche. Pour cela, Goetze propose des soupapes de sécurité en version étanche aux gaz. Toutefois, si le fluide ne présente aucun risque pour l'environnement, il est possible de choisir une version ouverte ou non étanche aux gaz.
Soufflet / membrane
Si, en cas de réponse, la chambre du ressort doit également être protégée du fluide, il est recommandé d'utiliser un soufflet. Celui-ci offre une liaison étanche aux gaz entre le boîtier de sortie et la chambre du ressort, de sorte que le fluide ne puisse pas pénétrer dans la chambre du ressort par le guidage de la tige. Ainsi, il empêche également l'encrassement ou le collage des pièces coulissantes et garantit le bon fonctionnement de la soupape, même en présence de fluides collants ou épais. De plus, le soufflet métallique a un effet de compensation de la contre-pression. Qu'il s'agisse d'une contre-pression externe ou d'une contre-pression propre, la pression de réponse de la soupape reste la même. En cas de décharge, la contre-pression propre peut s'accumuler à la sortie de la soupape de sécurité en fonction des dimensions et de la conception de la conduite de décharge installée. Si une compensation de la contre-pression n'est pas nécessaire et que le fluide est neutre, une membrane en élastomère ou un soufflet en élastomère peut, selon le type de soupape, empêcher la pénétration du fluide dans la chambre du ressort à la place d'un soufflet métallique.
Comparaison
Il existe différents types de soupapes qui remplissent différentes fonctions dans les installations et qui nécessitent des homologations et des contrôles correspondants.
Conformément à la directive 2014/68/UE, la directive sur les équipements sous pression, les soupapes de sécurité sont des pièces d'équipement ayant une fonction de sécurité. En tant que dernier maillon d'une série de mesures de sécurité, les soupapes de sécurité empêchent l'éclatement de la partie de l'installation en raison d'une pression élevée inadmissible. Elles sont réglées à la pression de réponse souhaitée, marquées en conséquence et scellées. Une modification ultérieure de la pression de réglage n'est possible que dans des ateliers expérimentés. Avant la livraison, la pression de réglage de toutes les soupapes de sécurité est contrôlée, sur demande en présence d'une société de contrôle. Avant même de pouvoir être vendue en série, une soupape de sécurité doit passer un examen de type UE et, le cas échéant, un contrôle des composants TÜV.
Les limiteurs de pression remplissent en principe la même fonction que les soupapes de sécurité. Toutefois, elles n'ont pas de fonction de sécurité et ne sont donc pas considérées comme des équipements de sécurité, mais uniquement comme des équipements de maintien de pression, conformément à la directive sur les équipements sous pression. Aucun contrôle particulier n'est nécessaire. En règle générale, elles présentent une caractéristique d'ouverture proportionnelle. Les limiteurs de pression n'atteignent pas les performances des soupapes de sécurité et peuvent être livrés réglés, marqués et plombés, mais ce n'est pas obligatoire.
Dans le cas des soupapes de décharge/de régulation, l'exploitant de l'installation peut régler lui-même la pression de tarage à l'intérieur de la plage de ressorts, selon les besoins. Elles remplissent une "fonction de régulation de la pression" dans l'installation. Comme il ne s'agit pas d'une fonction relevant de la sécurité, les soupapes de décharge/régulation sont uniquement classées comme équipement de maintien de pression selon la directive sur les équipements sous pression. Aucun contrôle particulier n'est nécessaire. Afin d'éviter les coups de bélier dans l'installation, ces soupapes présentent une caractéristique d'ouverture proportionnelle. Les soupapes de décharge doivent toujours être étanches aux gaz.
Les réducteurs de pression doivent être homologués pour la technique du bâtiment lorsqu'ils sont utilisés dans les installations d'eau potable. Leur tâche consiste à réduire la pression dans une partie de l'installation. Alors que pour les limiteurs de pression, la présence d'une pression trop élevée du côté de l'entrée et donc le passage du fluide à travers la soupape font partie de l'exception, pour les réducteurs de pression, une pression plus élevée du côté de l'entrée est la règle. Elles sont traversées en permanence par le fluide et assurent un flux de fluide régulier avec une pression réduite constante du côté de la sortie, même en cas de pression fluctuante du côté de l'entrée (par exemple en aval d'une pompe).
Homologations
Pour pouvoir vendre une soupape de sécurité, celle-ci doit passer un examen de type européen et, le cas échéant, un contrôle des composants par le TÜV. En principe, un examen d'homologation se compose de quatre parties :
- Le contrôle du dimensionnement suffisant des composants ainsi que de l'adéquation des matériaux utilisés.
- La garantie que les exigences de construction spécifiques, nécessaires en raison de l'application, ont été respectées.
- La certification des performances (coefficients de débit) avec les fluides air et eau.
- Le respect des caractéristiques de fonctionnement (différences de pression d'ouverture et de fermeture) avec les fluides air et eau pour prouver l'aptitude pour :
- L'air :
- L'air, les gaz et les vapeurs techniques
- Vapeur d'eau
- Eau de chauffage (jusqu'à 120 °C)
- Installations solaires
- Eau :
- Liquides
- Eau chaude (jusqu'à 95 °C)
- L'air :
Ces contrôles sont décrits en détail dans la fiche technique VdTÜV "Soupape de sécurité 100" et les documents qui l'accompagnent.
Examen de type UE
Un examen UE de type est une homologation de type par un "organisme notifié" indépendant selon la directive sur les équipements sous pression 2014/68/UE. Il vérifie si les exigences minimales d'une soupape de sécurité, telles qu'elles sont exigées dans l'annexe 1 de la DGR et dans la norme harmonisée ISO 4126-1, sont remplies.
Lors d'un examen de type, les soupapes peuvent être homologuées pour les fluides suivants :
- L pour les liquides (liquids)
- S/G pour les vapeurs/gaz (steam/gas)
Le fabricant est tenu de fournir avec la soupape une notice de montage et de service incluant une déclaration de conformité selon le RGD 2014/68/UE. La validité de ces certificats de contrôle s'étend sur une période de 10 ans.
TÜV - Contrôle des composants
Pour réussir un test d'éléments de construction TÜV, il faut en outre satisfaire aux exigences des normes suivantes :
- Fiche technique VdTÜV SV 100
- Fiche technique AD2000 A2
Cela permet un marquage supplémentaire des soupapes plus spécifique à l'application :
- D/G/H pour l'eau chaude avec des températures de départ admissibles jusqu'à 120 °C (installations de chauffage selon DIN EN 12828).
- H pour l'eau chaude de 2,5 bar et 3 bar avec une température de départ admissible jusqu'à 120 °C et une puissance thermique admissible jusqu'à 2700 kW (installations de chauffage à eau selon DIN EN 12828).
- SOL pour les installations de chauffage solaire fermées à sécurité intrinsèque avec de l'eau ou des mélanges d'eau comme fluide caloporteur selon DIN EN 12976-1
- W pour les installations de chauffage d'eau selon DIN EN 12897 jusqu'à 10 bar
- F/K/S pour les réservoirs sous pression fixes et les réservoirs de véhicules pour les produits liquides, granuleux et pulvérulents selon TRB 801 n° 22 et 23
Autres homologations
Les soupapes de sécurité de Goetze répondent en outre aux critères de diverses homologations. Vous trouverez ici un aperçu des homologations ou certificats valables pour chaque série.
Définition, normes et réglementations
National :
- TRD 421: Dispositifs de sécurité contre les surpressions.
Pour les soupapes de sécurité des chaudières à vapeur des groupes I, III et IV - TRD 721: Dispositifs de sécurité contre les surpressions
Pour les soupapes de sécurité des chaudières à vapeur du groupe II - DIN 4751: Installations de chauffage à eau
Pour les installations de production de chaleur fermées, protégées par thermostat, avec des températures de départ jusqu'à 120°C en tant qu'équipement technique de sécurité. - DIN 4753: Chauffe-eau potable, installations de production d'eau chaude sanitaire et chauffe-eau à accumulation
- DIN 4747: Installations de chauffage urbain
En tant qu'équipement technique de sécurité de sous-stations, de stations domestiques et d'installations domestiques pour le raccordement à des réseaux de chauffage urbain à eau chaude - AD 2000 A2: Dispositifs de sécurité contre les dépassements de pression
Généralités pour les soupapes de sécurité
Européenne/internationale :
- DIN EN ISO 4126 Série : Dispositifs de sécurité contre les surpressions inadmissibles
surtout partie 1 : soupapes de sécurité et partie 7 : données générales - RL 2014/68/EU: Directive européenne sur les équipements sous pression.
Directive relative aux équipements sous pression dont la pression maximale admissible (PS) est supérieure à 0,5 bar. - DIN EN 12828: Systèmes de chauffage dans les bâtiments
Pour la planification des installations de chauffage à eau chaude - DIN EN 12952: Chaudières à tubes d'eau et composants d'installation
Surtout la partie 10 : Exigences pour les dispositifs de sécurité contre les dépassements de pression. - DIN EN 12953: Chaudières à grand volume d'eau
Principalement la partie 8 : exigences relatives aux dispositifs de sécurité contre les surpressions.
Autres normes spécifiques à l'application :
- DIN EN 764-7: Dispositifs de sécurité pour équipements sous pression non soumis à la flamme
- DIN EN 13648: Soupapes de sécurité pour le fonctionnement cryogénique
- DIN SPEC 4683: Cryostats à l'hélium liquide - Dispositifs de sécurité contre les surpressions
Différence entre soupape de sûreté et limiteur de pression?
Soupapes de sûreté
- Soupapes certifiées TÜV et/ ou avec attestation d'examen CE de type
- Caractéristique d'ouverture/ de fermenture des soupapes à levèe standard/ à pleine levée
- Débits plus élevés comparés aux limiteurs de pression
Limiteurs de pression
- Soupapes de sûreté (pas de fonctionnement de sécurité selon DESP)
- Caractéristique d'ouverture/ de fermenture proportionelle
- Débits en dessous de ceux des soupapes de sureté
Quand est-ce qu'on utilise un limiteur de pression ou une soupape de sûreté?
Il est defini par la nature de l'application ou du projet s'il est permis dans une application d'utiliser un limiteur de pression ou s'il est nécessaire d'installer une soupape de sûreté. En cas d'applications non homologuèes ainsi que pour des appareils sous directive DESP, la soupape doit être accompagnée des certificats et homologations adéquats.
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