A3 RISQUES LIÉS AUX PRODUITS

SE PRO - 00549_A_F - Rv. 4 21/03/2005

I - PRESSION RGNANT DANS UNE CAPACIT ....................................................................... 1

1 - Capacit pleine de gaz ................................................................................................................. 12 - Capacit contenant une phase liquide et une phase vapeur ....................................................... 13 - Capacit pleine de liquide ............................................................................................................ 4

II - CONSQUENCES DUN APPORT OU DUN RETRAIT DE CHALEUR UN CORPS........... 5

1 - Apport de chaleur ......................................................................................................................... 52 - Retrait de chaleur ....................................................................................................................... 133 - Vaporisation dun liquide par dtente ......................................................................................... 15

III - COUPS DE BLIER ................................................................................................................ 19

1 - Description du phnomne ........................................................................................................ 192 - Effets de coups de blier et prvention...................................................................................... 21

ANNEXES

Courbes de tension de vapeur de quelques hydrocarbures .................................................................. 23Courbe de tension de vapeur de leau................................................................................................... 24Courbes de tension de vapeur de quelques composs chimiques ....................................................... 25Variation de la densit de quelques liquides avec la temprature ........................................................ 26

AA 33RISQUES LIS AUX PRODUITS

DANGERS LIS AU COMPORTEMENT DES FLUIDES

Scurit dans les Oprations

2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training

Ce document comporte 27 pages

00549_A_F

1

I - PRESSION RGNANT DANS UNE CAPACIT

1 - CAPACIT PLEINE DE GAZ

t

PRESSION = CHOCSDES MOLCULES

D M

EQ 3

008 A

Pression dans une capacit pleine de gaz

Un gaz est constitu de molcules quipeuvent se dplacer librement les unespar rapport aux autres et qui sontsoumises une agitation incessante etdsordonne.

Ces molcules sont toutes identiquesdans le cas d'un corps pur et elles sont deplusieurs espces dans le cas d'unmlange.

L'agitation des molcules provoque de multiples chocs contre les parois. Les forces pressantes quien rsultent s'appliquent sur toute la surface interne du ballon et crent donc une pression.

Cette pression exerce par le gaz dpend du nombre de chocs par unit de surface(Pression = Force/Surface) et est donc fonction :

du nombre de molcules de gaz, c'est--dire de la quantit de gaz enferme dans leballon

de la surface offerte aux chocs, c'est--dire des dimensions du ballon ou appareillagecontenant le gaz

- de l'agitation des molcules qui augmente avec la temprature

2 - CAPACIT CONTENANT UNE PHASE LIQUIDE ET UNE PHASE VAPEUR

Quand dans un quipement quelconque, non reli latmosphre, il y a coexistence et contact dedeux phases liquide et vapeur la mme temprature et la mme pression, on dit que les deuxphases sont lquilibre liquide-vapeur.

a - Corps pur

Pour un corps pur donn, la prsence simultane de ces deux phases suppose des conditions tellesque leur point reprsentatif dans le diagramme pression-temprature soit sur la courbe de tension devapeur de ce corps pur.

La pression absolue, dans l'quipement, est la tension de vapeur du corps pur la temprature destockage.

t

PRESSION = TENSION DE VAPEUR DU CORPS PUR

D M

EQ 3

008

B

Pression dans une capacit contenant une phase liquide et une phase vapeur

AA 33


00549_A_F

2

En effet chaque corps pur possde une courbe de tension de vapeur qui dlimite, dans le diagrammepression-temprature, deux zones comme reprsent ci-dessous.

- une zone liquide gauche de la courbe (conditions P1 et t1 par exemple)- une zone vapeur droite de la courbe (conditions P2 et t2 par exemple)

Pression COURBE DE TENSION DE VAPEUR

P1

P3

P2

Temprature

D TH

009 D

t1 t2

EtatVAPEUR

EtatLIQUIDE

L +

V

t3

L

V

Courbe de tension de vapeur

Sur la courbe elle-mme (conditions P3 et t3 par exemple) il y a coexistence des deux phases liquideet vapeur

Les planches en annexe prsentent les courbes de tension de vapeur de quelques corps purs.

titre dexemple on a reprsent ci-dessous une sphre contenant du propane liquide et gazeux latemprature de 20C.

Propanegazeux

Propaneliquide

TV20C3

20C

20C

P P

Courbe de tension devapeur du propane

t D SEC

009 A

Pression dans une sphre de propane

La condition dquilibre liquide-vapeur tant ralise, puisquil y a coexistence des deux phases, la

pression P rgnant dans le ballon est la tension de vapeur du propane 20C, que lon note TV20C3

.

AA 33


00549_A_F

3

Labaque en annexe permet den lire la valeur :

P = TV20C3

= 8,2 atm

La courbe de tension de vapeur dun corps pur permet donc de connatre la pression rgnantdans une capacit contenant ce corps lquilibre liquide-vapeur, une temprature connue etceci quel que soit le niveau de liquide.

b - Mlange

Si l'on considre un ballon dans lequel un mlange est l'quilibre liquide-vapeur, la pression Prgnant dans le ballon est appele tension de vapeur du liquide la temprature considre.

t

PRESSION = TENSION DE VAPEUR DU MLANGE

D ME

Q 30

08 C

Pression dans une capacit contenant un mlange l'quilibre liquide-vapeur

Dans un tel ballon, une augmentation de temprature provoque la vaporisation partielle immdiate duliquide; on dit que celui-ci est son point de bulle. Par contre, une diminution de tempratureprovoque la condensation partielle immdiate de la vapeur, on dit que celle-ci est son point derose.

AA 33


00549_A_F

4

3 - CAPACIT PLEINE DE LIQUIDE

La pression nest pas une proprit du liquide mais dpend de la machine qui a gnr la pression (engnral une pompe), des systmes de rgulation de pression et des systmes de protection dont estquipe la capacit.

PP

V1 ferm en premierV2 ferm en second

V2 ferm en premierV1 ferm en second

P = Pression AtmosphriqueP = Presse de refoulement de la pompe dbit nul

V2 V2(F - 2) (F - 1)En service En service

V1(F - 1) V1(F - 2)

D CH

3001

A

Pression dans une capacit pleine de liquide

AA 33


00549_A_F

5

II - CONSQUENCES D'UN APPORT OU D'UN RETRAIT DE CHALEUR A UN CORPS

1 - APPORT DE CHALEUR

Un apport de chaleur un corps peut avoir les deux consquences suivantes :

- augmenter la temprature du corps sans changement d'tat physique, mais entranerune dilatation

- provoquer la changement d'tat physique du corps, ce qui signifie vaporisation pour unliquide

a - Apport de chaleur sans changement d'tat

Capacit pleine de gaz

La pression augmente. Elle varie approximativement comme la temprature absolue du gaz qui estmesure en Kelvin (K = C + 273).

Les risques encourus sont faibles.

Capacit pleine de liquide

Tout liquide tend se dilater quand la temprature augmente; il y a une expansion thermique.

Cette caractristique entrane des risques car l'lvation de temprature d'un liquide emprisonn dansun rcipient peut par expansion thermique entraner des surpressions considrables capables derompre tous les quipements non protgs, ce liquide tant incompressible.

Dans le cas d'un ballon en acier plein d'eau 20C, une lvation de temprature de 30C entraneune pression de l'ordre de 180 bars, soit en moyenne 6 bars/C d'lvation de temprature. Auxtempratures plus leves le gradient d'lvation de pression est encore plus grand car la dilatationde l'eau est plus leve.

Ceci est illustr par le schma ci-dessous :

20C 50C 75C 105C

0 175 490 960D

SEC

012 A

bar rel

volution de la pression dans une capacit pleine deau liquide

AA 33


00549_A_F

6

Le graphique ci-dessous montre dans un rcipient plein de gaz liqufis, sans phase gazeuse,llvation de pression approximative en fonction de llvation de temprature, en ngligeant lesvariations de volume du rcipient.

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Pression (bar rel)

lvation detemprature

(C)

D SE

C 01

3 A

valuation de la pression dans une capacit pleine de gaz liqufis

Sil existe un ciel gazeux au-dessus du liquide, lors de llvation de temprature, cette phase vapeurest dabord comprime et la pression lintrieur du rservoir slve plus lentement.

Mais lorsque le liquide a occup, aprs dilatation, tout le volume du rcipient, la pression crot denouveau brutalement.

Ces risques peuvent apparatre en particulier dans une capacit isole (telle que sphre, camion-citerne, wagon-citerne, ballon, bouteille dchantillons, ) par lvation de la temprature ambiante.

On ne doit donc jamais remplir une capacit afin qu'il subsiste un ciel gazeux permettant la libredilatation du liquide par lvation de temprature.

La temprature maximale de rfrence pour des conditions normales de stockage en France est de50C.

Elle est prise 40C si lquipement est muni dun pare-soleil (exemple : wagon et camion-citerne).

Compte tenu de ce qui prcde la rgle couramment utilise est qu'il subsiste un ciel gazeux aumoins gal 3 % du volume total du rcipient quand le liquide est 50C.

La quantit maximale du produit que peut contenir un rservoir se calcule donc en masse.

AA 33


00549_A_F

7

Application :

Quelle est la quantit maximale de propane pur 20C que lon peut introduire dans une sphre de1000 m3 ?

Volume total de la sphre :

Ciel gazeux minimal 50C :

Volume liquide maximal 50C :

Masse volumique du propane 50C : 445 kg/m3

Masse maximale de propane stock :

Masse volumique du propane 20C : 500 kg/m3

Volume maximal de propane 20C :

Il en est ainsi pour une bouteille de propane ou de butane commercial qui nouvellement remplie un ciel gazeux de 15 % 15C environ. Celui-ci subsiste 50C (3 % minimum).

GPLcommerciaux

15 % 3 %

15C 50C

D SE

C 01

9 D

Surveiller les niveaux : dans les sphres en particulier, se souvenir que le volume nest pasproportionnel au niveau.

Attention aux capacits laisses pleines aprs les preuves hydrauliques.

Ces risques concernent aussi une tuyauterie isole. Laugmentation de temprature du produit parla soleil peut entraner des ruptures de joints et/ou mme de la tuyauterie, ou tout au moinsempcher louverture de robinet-vanne opercule.

AA 33


00549_A_F

8

Il faut prendre lune des prcautions suivantes :

- laisser dcolle une vanne vers une capacit- si des soupapes dexpansion thermique sont prvues, veiller ce quelles ne soient pas

isoles

Vannecadenasse

ouverteO

F F

BAC

D S

EC 0

14 A

DN 20(3/4")(CO)

DN 25 (1")

Soupape d'expansion thermique sur bac de stockage

D M

EQ 3

009

A

Soupape d'expansion thermique sur transfert de liquide

AA 33


00549_A_F

9

Application :

Calculer la quantit de propane pur vacue par une soupape dexpansion thermique place sur uneligne isole soumise une lvation de temprature.

Avec :

- ligne : longueur 100 m diamtre nominal 4 (DN 100) section de passage : 82,1 cm2- temprature initiale : 20C- temprature finale : 40C

sur les changeurs, s'il n'existe pas de soupape d'expansion thermique : ne jamais isolerle fluide froid si le fluide chaud est en service.

Fluide chaud

D M

TE 1

041

B

NE JAMAIS ISOLER LE FLUIDE FROID,

SI LE FLUIDE CHAUDEST EN SERVICE

Fluide froid

Prcaution d'exploitation sur un changeur

AA 33


00549_A_F

10

Capacit lquilibre liquide-vapeur

Tant quil subsiste un ciel gazeux, la pression augmente avec lvation de temprature conformment la courbe de tension de vapeur du corps concern.

Lexemple ci-dessous permet dobserver laugmentation de pression avec la temprature dans unesphre de pur.

20 C

D SE

C 01

5 A

50C

bar rel. bar rel.

Les pressions qui en dcoulent sont moins importantes que dans le cas prcdent etnengendrent gnralement pas de risques particuliers.

Nanmoins il faut tenir compte de cette proprit physique lors de toute opration inhabituelle :dtournement de produit, dmarrage, conditions climatiques inhabituelles,

b - Apport de chaleur avec changement d'tat

La vaporisation du liquide s'accompagne :

- d'une consommation d'nergie appele chaleur latente de vaporisation- d'une augmentation trs importante de volume

Dans le cas de l'eau : 100C et la pression atmosphrique, l'eau donne un volume de vapeurenviron 1600 fois plus grand que son volume l'tat liquide. Aussi l'eau qui entre accidentellementdans une installation, si elle est vaporise par un produit chaud, peut occasionner une rupture del'installation.

On comprend donc que les surpressions puissent se produire dans des quipements lors de lavaporisation de quantit mme faible d'eau si le volume offert la vapeur n'est pas suffisant.

Le risque de surpression augmente bien entendu avec la temprature.

Il peut y avoir destruction de l'quipement intrieur et mme clatement.

AA 33


00549_A_F

11

Ainsi dans un bac de stockage :

- lors de la rupture dun serpentin dans un bac de stockage de produits rchauffs, on setrouve en prsence dun dbordement avec moussage (FROTH-OVER). Cest la mise enbullition deau dans un produit chaud, non en feu

PV

VAPEUR

CONDENSAT

T > 100C

D SE

C 01

6 A

- lors dun feu dans le rservoir on peut rencontrer :

une mulsion en surface avec dbordement par prsence deau provenant delarrosage ou de la mousse (SLOP OVER)

une vaporisation dans la masse (BOIL OVER) provoque par le produit qui, enbrlant, cre une onde de chaleur qui se dplace vers le fond du rservoir etprovoque lbullition de leau libre situe en fond de bac

D SE

C 30

00 A

Fractions lgresremontant

Fractions lourdescoulant

Fractions lgresdistillantes

Ondes de chaleur

Eau libreou en mulsion

Phnomne de boil-over

AA 33


00549_A_F

12

Le produit enflamm, projet dans les airs, gnre une vritable boule de feu.

D SEC

018 A

Rupture dun bac de stockage lors d'un boil-over(toit sans soudure frangible)

En opration, les prcautions suivantes sont prendre :

contrle de l'absence deau dans les coulages vers les bacs de stockage traitant desproduits chauds non aqueux

purge en point bas dans les tuyauteries et les capacits de stockage o peutsaccumuler de leau

drainage complet de leau rsiduelle aprs des preuves dtanchit hydraulique avanttout dmarrage des units risques

vrification de labsence deau dans les rservoirs de vidange (ft, tonne vide, )avant ladmission de produit chaud

vrification du bon fonctionnement des purgeurs sur les lignes de vapeur deau pourviter les "marteaux d'eau".

Vapeur

Condensats

PV

D SE

C 02

1 A

pas dutilisation de la vapeur deau dans les serpentins de rchauffage de rservoir destockage contenant des produits stocks une temprature suprieure 80-90C.

AA 33


00549_A_F

13

2 - RETRAIT DE CHALEUR

Un retrait de chaleur a les consquences inverses :

diminution de la temprature du corps sans changement dtat physique aveccontraction par augmentation de la masse volumique

changement dtat physique, ce qui signifie :

condensation pour une vapeur solidification pour un liquide

Dans les deux cas, une mise sous vide est craindre si la capacit considre est isole.

Elle sera nanmoins bien plus importante lors de condensation de vapeur. Il peut y avoir dformationet mme implosion du matriel.

Les exemples ci-dessous illustrent ce risque.

F

120C

retraitde

chaleur

F

F F

50C

eau

Mise sous vide d'un rcipient sous pression

D SE

C 03

0 A

Mise sous vide dun bac de stockage

AA 33


00549_A_F

14

Les accidents les plus frquents sur les quipements isols se produisent lors derefroidissement inopins (pluie, baisse de la temprature extrieure, ) :

- par condensation de la vapeur deau lors de manuvre de dgazage ou de dsaration- par condensation de la vapeur deau contenue dans lair (bac de stockage, silos, )- pendant le transport de produits chauds

Les prcautions ncessaires sont les suivantes :

- mettre les vents et les purges lair libre sil ny a pas de risque de mlange explosif, etvrifier quils ne sont pas bouchs

- maintenir une lgre surpression par :

laddition dun corps pur lger (exemple : propane dans butane) du gaz inerte du gaz de chauffe

- vrifier le bon fonctionnement des soupapes de respiration double effet sur les bacs destockage

Les risque existe aussi dans une capacit contenant un corps lquilibre liquide-vapeur.

En effet, selon la temprature certains corps ont une tension de vapeur infrieure la pressionatmosphrique.

Dans le cas du n-butane pur, ceci est illustr par lexemple dessous :

D SE

C 12

23 B

20 C 0 Cn. Butane

gazeuxn. Butane

l'quilibre

Bar rel. Bar rel.

volution de la pression dans un wagon-citerne de butane

Par temps froid pour viter la mise sous vide, il peut tre ncessaire de pressuriser les capacits(sphre, wagons-rservoirs, habituellement en pression).

AA 33


00549_A_F

15

3 - VAPORISATION DUN LIQUIDE PAR DTENTE

a - Risques de givrage

Lors dune vaporisation par baisse de pression dans une vanne, il ny a pratiquement pas dchangethermique avec le milieu ambiant.

La chaleur latente ncessaire la vaporisation du liquide est prise au liquide lui-mme. La baisse detemprature qui en dcoule amne en prsence dhumidit, un givrage au point de dtente et peutcrer des blocages par le gel de leau ou par la formation dhydrates.

3

21D

SEC

024 A

Lors dune prise dchantillon de gaz liqufispour permettre en cas dincidents chaquevanne soit manuvrable :

ouvrir dans lordre, les robinets 1puis 2

lorsque la prise est termine, fermer 2puis 1

dcomprimer le flexible en ouvrant 3 dcomprimer la ligne entre 1 et 2 en

ouvrant 2, puis fermer 2

Ceci est bien entendu aussi valable pur unepurge de gaz liqufis.

b - Formation dhydrates

Hydrates d'hydrocarbures

Les hydrates sont des structures cristallines qui peuvent se former lorsquon met deshydrocarbures et de leau en prsence dans certaines conditions.

Il est admis que les hydrates sont des inclusions de molcules de gaz dans les espaces laisss libresdans un rseau cristallin de molcules deau avec de faibles liaisons chimiques entre le gaz et leau.

Deux types dhydrates ont t mis en vidence :D

CH 30

00 A

H

H

H

H

H

HH

H

H H

HH

H

HH

Molcules d'Hydrocarbures

Rseau cristallin de molcules d'eau Exemple de structure cristallined'un hydrate (propane)

AA 33


00549_A_F

16

- le premier intressant les molcules de faibles tailles (mthane, thane, thylne) avecpour formules :

CH4 7,6 H2O C2H6 7,6 H2O

- le second relatif aux molcules plus grosses (propylne, propane, isobutane)comportant 17 molcules deau

Les tailles des molcules au-del du n-butane sont trop importantes pour permettre la pntrationdans une cavit du rseau cristallin de sorte que les homologues suprieurs au butane ne peuventdonner lieu des formations dhydrates.

Les hydrates sont des solides de couleur blanche qui peuvent revtir diffrents aspects (neige, givre,cristaux ou arborescences) et dont la densit est denviron 0,98.

Les tempratures de formation des hydrates dpendent de la pression et de lhydrocarbure concernet peuvent tre largement situes au-dessus de 0C.

Le diagramme ci-dessous reprsente les domaines de formation dhydrates ou deau libre pourquelques hydrocarbures :

-5 0 5 10 15 20 300,5

0,60,70,80,9

1

2

3

4

5

678910

20

30

40

5060

708090

100

n-butane

Isobutane

Propane

thane

Mthane

Pression

ZONE DE FORMATIOND'HYDRATES

0C TempratureTemprature (C)

atm

C

D TH

008 B

Eau liquide+

HC liquide

Eau liquide+

vapeur d'HC

Eau s

olide

+

vape

ur d'H

C

Domaine de formation des hydrates

AA 33


00549_A_F

17

Ces tempratures nont bien entendu aucun rapport avec les tempratures de solidification deshydrocarbures rsumes dans le tableau ci-dessous.

Constituants Temprature desolidification (C)

Mthane 182,5

thane 183

Propane 187

Isobutane 159,4

thylne 169,4

Propylne 185,4

Lorsque l'hydrate se dcompose, il y a libration du gaz contenu dans le rseau cristallin.

Ex : 164 cm3 de mthane gazeux par cm3 d'hydrate solide.

Autres hydrates

Il peut y avoir formation d'hydrates avec d'autres gaz tels que le gaz carbonique, l'hydrogne sulfur, lechlore, le brome.

Gaz Hydrate / Formule Couleur

CO2 CO2 / 7,6 H2O Blanchtre

H2S H2S / 5,07 H2O Jauntre

Cl2 Cl2 / 5,75 H2O Lgrement color

Br2 Br2 / 10 H2O Rougetre

Risques lis aux hydrates

Les hydrates occupent un volume important tant donn leur faible masse volumique.

Ils sont capables de boucher en partie ou en totalit les quipements tels que lignes, filtres,robinetterie,

Ils peuvent s'accumuler dans les changeurs, se dposer dans les machines tournantes enentranant un balourd du rotor gnrateur de vibrations.

Ladhrence aux parois et la duret du bloc dhydrates est telle quaucun moyen mcanique normal dedbouchage ne peut tre mise en uvre.

Seul le rchauffage (ex : lance vapeur) s'avre efficace.

AA 33


00549_A_F

18

Pour viter ces risques il faut :

diminuer la teneur en eau dans le gaz (ex : 0,01 % 15C dans le propane)

injecter du mthanol, avide d'eau

c - Fuite latmosphre de gaz liqufis sous pression

Lors dune fuite de gaz liqufis sous pression il y a dtente brusque de la pression interne durcipient pression atmosphrique et donc vaporisation instantane dune partie du gaz liqufilibr.

La partie non vaporise scoule en nappes circulaires et se vaporise lentement grce aux apportsthermiques de lenvironnement (conduction et convection avec le sol ou de leau, rayonnement solaire,temprature ambiante, ).

Le phnomne est diffrent dans le cas dun gaz liqufi cryognique stock la pressionatmosphrique puisque la vaporisation instantane napparat pas, le produit libr se rpand sur lesol, formant une nappe qui se vaporise peu peu.

AA 33


00549_A_F

19

III - COUPS DE BLIER

1 - DESCRIPTION DU PHNOMNE

Un coup de blier est une brusque variation de pression et a pour cause une brutale variation dedbit :

fermeture / ouverture de robinets

dmarrage / arrt de pompe (en particulier distance)

Dans une tuyauterie o circule du liquide, une fermeture brusque de vanne ne bloque pasimmdiatement toute la masse de liquide se trouvant dans la tuyauterie. Ce liquide encore enmouvement vient scraser sur la face amont de lopercule de la vanne en produisant uneaugmentation de pression et de la mme faon, la pression en aval de la vanne chute brutalement.

Amont Aval

AvalAmont D SEC

025 A

Cette surpression (ou dpression) localise sur une petite longueur va se dplacer sous forme duneonde le long de la conduite ( la vitesse du son dans le liquide 1 km/s) jusqu ce quelle rencontreun obstacle qui la fait repartir dans lautre sens.

On cre ainsi un mouvement de va et vient de surpression et de dpression qui diminue avec le tempsgrce aux frottements qui amortissent le mouvement.

La valeur de la surpression atteinte est fonction de la vitesse de fermeture de la vanne. Une formulesimplifie permet destimer cette surpression.

P = surpression en barL = longueur de la tuyauterie en mt = dure de la fermeture de la vanne en s

P = L . (V1 V2)

t . 50

v1 = vitesse du produit ligne en service en m/sv2 = vitesse aprs fermeture vanne = 0 m/s

AA 33


00549_A_F

20

Application :

Calculer la surpression atteinte dans le cas suivant :

Dbit =Diamtre tuyauterie =Longueur de la tuyauterie =Temps de fermeture de la vanne =

50 100 150 200 250 300 350 400

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

D SE

C 03

2 A

Vites

se en

m/se

c.

DN 50

Srie

F - 2

" Sch

40

DN 80

Srie

F - 3

" Sch

40

DN 10

0 Sri

e F - 4

" Sch

40

DN 12

5 Srie

F - 5"

Sch 40

DN 150

Srie F

- 6" Sch

40

DN 200 S

rie F - 8" S

ch 40

DN 250 Srie F

- 10" Sch 40

DN 300 Srie F - 12"

Sch 40

DN 400 Srie F - 16" Sch 40

Dbits en m3/h

Relation vitesse-dbit dans une conduite en fonction du diamtre

AA 33


00549_A_F

21

2 - EFFETS DE COUPS DE BLIER ET PRVENTION

Les coups de blier par la surpression ou la dpression quils occasionnent peuvent tre la cause dechocs et de ruptures dlments de tuyauterie (en particulier en plastique o les phnomnes sontfrquents) ou de pices mcaniques : joints, corps de pompe, boulonnerie de brides, clapets,

Pour prvenir ces incidents, deux solutions peuvent se prsenter :

- la non cration du coup de blier- la surpression de la variation de pression par un quipement appropri

viter le coup de blier

Lamplitude de la surpression dpend essentiellement de la vitesse de variation du dbit. Il suffit doncde sattacher ne produire que des variations lentes du dbit.

Il est ainsi recommand de :

dmarrer une pompe vanne de refoulement ferme darrter une pompe aprs avoir ferm la vanne de refoulement douvrir ou fermer les robinets manuels progressivement (attention aux vannes 1/4 tour) de prvoir des temps raisonnables d'ouverture / fermeture des robinets motoriss de remplir lentement une canalisation vide

vanne ouverte brusquement

Air

Vanne ferme

Impact du front du liquide = surpression D SEC

026 A

Coup de blier l'ouverture d'une vanne

Se prmunir contre les coups de blier

Il est cependant trs difficile dviter tous les coups de blier :

un arrt brutal de pompe nest pas souvent prcd par la fermeture de la vanne derefoulement

les automatismes de chargement crent systmatiquement des coups de blier

Des quipements de protection peuvent tre prvus :

soit pour amortir les coups de blier par exemple avec une capacit antipulsatoire

soit pour se protger contre des surpressions occasionnelles importantes par exemple avecune soupape ou un disque dclatement.

AA 33


00549_A_F

22

Pour viter la dissolution du gaz dans le liquide, on utilise des bouteilles membranes de type Olaer.La pression de gonflage est fonction des caractristiques du circuit. Une bouteille ne peut amortirquune seule frquence.On n'est donc pas protg dans le cas d'une pompe vitesse variable

Vessie

Gazcomprim

Orifice degonflage

D SE

C 02

7 B

Ouvert

Bouteille anti-pulsatoire de type Olaer Clapet Neyric sur rseau d'eau incendie

Systmes de protection contre les surpressions et les dpressions

AA 33


00549_A_F

23

0

1020

3040

5060

7080

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

-19

0

-20

0 1

23456789 10

20 1515

304050

123456789 1020304050

-18

0-17

0-16

0-15

0-14

0-13

0-12

0-11

0

-10

0

010

020

0-20

0-10

0-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

D PPC 010 A

n-He

ptane

Mthane

Ethyln

e

Ethan

e

Propyl

nePro

pane

isoBu

tane

n-Bu

tane

isoPe

ntane

n-Pen

tane

n-Hex

ane

Pres

sion (

Atm)

COUR

BES

DE TE

NSIO

N DE

VAPE

UR

DE Q

UELQ

UES H

YDRO

CARB

URES

(Origi

ne q

uatio

n d'A

ntoin

e)

Tem

pra

ture

(C)

0,10,20,30,40,50,60,70,80,9

0,10,20,30,40,50,60,70,80,9

AA 33


00549_A_F

24

0,150 100 150 200 250 300 350 400

Temprature (C)

0,2

0,3

0,4

0,50,60,70,80,9

1

2

3

4

56789

10

20

30

40

5060708090

100

200

300

400

500

D TH

018 E

Pres

sion (b

ar)

Pointcritique

221,29 bar

374,15 C

C

COURBE DE TENSION DE VAPEUR DE L'EAU DE 50 C AU POINT CRITIQUE

AA 33


00549_A_F

25

0,05 -1

30

D TH

1005

A

-12

0-11

0-10

0-90

-80

-70

-50

-60

-40

-30

-20

-10

010

2030

4050

6070

8090

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

-13

0-12

0-11

0-10

0-90

-80

-70

-50

-60

-40

-30

-20

-10

010

2030

4050

6070

8090

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10,20,30,40,50,60,70,80,9123456789102030405060708090100

150

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10,20,30,40,50,60,70,80,9123456789102030405060708090100

150

NH3

CO2

BF3

HCI

Cl2

CCl4

BrF3

HF

Tem

pra

ture (

C)

COURBES DE TENSION DE VAPEUR DE QUELQUES COMPOSS CHIMIQUES

Origine quation d'Antoine

Pression (bar)

PT

PT

PTPT

AA 33


00549_A_F

26

VARIATION DE LA DENSIT DE QUELQUES LIQUIDESAVEC LA TEMPRATURE

Nom FormuleDensit d

-80C -60C -40C -20C 0c 20C 40C 60C 80C 100C 150C 200C

Actaldehyde C2H4O 0,78

Actate de butyle C6H12O2 0,882

Actate d'thyle C4H8O2 0,901

Actone C3H6O 0,855 0,832 0,811 0,791 0,765 0,74

Acide actique C2H4O2 1,049 1,028 1,003 0,98 0,96

Acide formique CH2O2 1,221 1,192 1,169

Acrylonitrile C3H3N 0,806

Anhydride actique C4H6O3 1,082

Benzne C6H4 0,879 0,858 0,836 0,815 0,793 0,731 0,661

Butane n-butane C4H10 0,674 0,658 0,640 0,621 0,601 0,579 0,555 0,528 0,500 0,488

isobutane 0,605 0,584 0,559 0,534 0,505

Chlore (liquide) Cl2 1,571 1,522 1,448 1,411 1,348 1,279 1,203 1,113

Chlorobenzne C6H5Cl 1,13 1,108 1,087 1,065 1,04 1,02 0,96 0,896

Chloroforme CHCl3 1,64 1,60 1,56 1,52 1,48 1,43 1,40 1,36 1,32 1,21 1,06

Chlorure de mthyle CH3Cl 1,101 1,067 1,031 0,997 0,960 0,921 0,881 0,837 0,790 0,733

Chlorure de mthylne CH2Cl2 1,49 1,455 1,42 1,385 1,35 1,318 1,28 1,248 1,212 1,175 1,06 0,90

Chlorure de vinyle C2H3Cl 1,06 1,03 1,00 0,975 0,945 0,915 0,88 0,845 0,80 0,745 0,51

Cyclohexane C6H12 0,78 0,76 0,74 0,72

Dithylne glycol C4H10O3 1,135 1,122 1,107 1,091 1,075 1,06 1,02

thanol C2H6O2 0,855 0,835 0,82 0,806 0,789 0,765 0,745 0,736 0,716 0,645 0,50

thylne glycol C2H6O2 1,127 1,113 1,098 1,083 1,069 1,054 1,017 0,974

Formaldhyde CH2O 0,815

Fron 22 CHClF2 1,512 1,465 1,411 1,350 1,285 1,213 1,133

Furfural C5H4O2 1,16

Glycrine C3H8O3 1,263 1,251 1,237 1,224 1,21 1,17 1,132

Mthanol CH4O 0,880 0,862 0,845 0,827 0,810 0,792 0,774 0,755 0,736 0,714 0,646 0,563

Mercure Hg 13,64 13,60 13,55 13,50

Nitrobenzne C6H3NO2 1,203 1,182 1,163 1,142 1,122 1,071 1,018

Oxyde d'thylne C2H4O 0,95 0,92 0,891 0,864 0,834 0,804 0,78 0,75 0,63

Propane (liquide) C3H8 0,624 0,603 0,579 0,556 0,530 0,502 0,469 0,433

Soufre fondu S 1,80 1,78 1,76

Styrne C8H8 0,907

Tetrachl. de carbone CCl4 1,67 1,63 1,585 1,545 1,505 1,46 1,42 1,31 1,18

Tolune C7H8 0,960 0,942 0,923 0,905 0,886 0,868 0,849 0,830 0,811 0,791 0,739 0,679

Trichlorthylne C2HCl3 1,60 1,57 1,535 1,50 1,465 1,43 1,395 1,36 1,33 1,24 1,13

Ure (fondue) CH4N2O 1,335

m-xylne 0,885 0,866 0,851 0,833 0,814 0,793 0,738 0,68

Xylne o-xylne C8H10 0,91 0,881 0,865 0,846 0,83 0,812 0,764 0,708

p-xylne 0,861 0,84 0,823 0,805 0,786 0,738 0,682

AA 33


Documents

A3 RISQUES LIÉS AUX PRODUITS