NORME ISO INTERNATIONALE 4126-6

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Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives —Partie 6: Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de ruptureSafety devices for protection against excessive pressure —Part 6: Application, selection and installation of bursting disc safety devices

NORME INTERNATIONALE

ISO4126-6

Deuxième édition2014-06-15

Numéro de référenceISO 4126-6:2014(F)

ISO 4126-6:2014(F)

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Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................ivIntroduction ................................................................................................................................................................................................................................vi1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 12 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 13 Termesetdéfinitions ....................................................................................................................................................................................... 14 Symboles et unités .............................................................................................................................................................................................. 55 Application ................................................................................................................................................................................................................. 76 Sélection ........................................................................................................................................................................................................................ 9

6.1 Sélection des dispositifs de sûreté à disque de rupture ...................................................................................... 96.2 Choix de la tolérance de performance ............................................................................................................................. 10

7 Installation ..............................................................................................................................................................................................................127.1 Généralités ............................................................................................................................................................................................... 127.2 Emplacement des dispositifs de sûreté à disque de rupture .......................................................................127.3 Installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture .............................................................................12

Annexe A (informative) Informations à fournir par l’acheteur .............................................................................................14Annexe B (informative) Lignes directrices pour déterminer l’intervalle de remplacement d’un

disque de rupture .............................................................................................................................................................................................16Annexe C (informative) Capacité de décharge du circuit de décharge de pression ..........................................19Annexe D (informative) Essai d’écoulement des dispositifs de sûreté à disque de rupture ...................22Annexe E (informative) Essai de type des dispositifs de sûreté à disque de rupture qui ne se

referment pas .......................................................................................................................................................................................................37Annexe F (informative) Caractéristiques de performance des dispositifs de sûreté à disque

de rupture .................................................................................................................................................................................................................39Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................41

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Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.iso.org/directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations supplémentaires.

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 185, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives.

L’ISO 4126-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4126-6:2003) qui a fait l’objet d’une révision technique.

Les principales modifications techniques sont:

a) Révision de l’Annexe C qui renvoie à la Partie 7 pour les calculs de débit;

b) L’Annexe D a été supprimée puisque l’information se trouve dans la Partie 7;

c) L’Annexe E a été révisée afin d’inclure la méthodologie pour établir des valeurs de résistance à l’écoulement de disques de rupture ouvert en fluide incompressible;

d) L’Annexe F a été ajoutée afin d’inclure des lignes directrices existantes et supplémentaires pour les essais de type;

e) L’Annexe G a été ajoutée pour fournir des informations relatives aux tolérances et aux paramètres de fonctionnement des disques de rupture.

L’ISO 4126 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives:

— Partie 1: Soupapes de sûreté

— Partie 2: Dispositifs de sûreté à disque de rupture

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http://www.iso.org/iso/fr/home/standards_development/resources-for-technical-work/iso_iec_directives_and_iso_supplement.htm?=

http://www.iso.org/iso/fr/home/standards_development/resources-for-technical-work/iso_iec_directives_and_iso_supplement.htm?=

http://www.iso.org/iso/fr/home/standards_development/governance_of_technical_work/patents.htm?=

http://www.iso.org/iso/fr/home/standards_development/resources-for-technical-work/foreword.htm?=

http://www.iso.org/iso/fr/home/standards_development/resources-for-technical-work/foreword.htm?=

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— Partie 3: Soupapes de sûreté et dispositifs de sûreté à disque de rupture en combinaison

— Partie 4: Soupapes de sûreté pilotées

— Partie 5: Dispositifs de sécurité asservis (CSPRS)

— Partie 6: Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture

— Partie 7: Données communes

— Partie 9: Application et installation des dispositifs de sécurité autres que les dispositifs à disque de rupture installés seuls

— Partie 10: Dimensionnement des soupapes de sûreté pour les débits diphasiques gaz/liquide

— Partie 11: Essais de performance1)

Pour éviter des répétitions inutiles, la partie 7 contient des données qui sont communes à plus d’une partie de l’ISO 4126.

1) En développement.

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Introduction

Les dispositifs de sûreté pour la protection des équipements sous pression contre les surpressions comprennent des dispositifs de décharge de pression tels que les soupapes de sûreté et les dispositifs de sûreté à disque de rupture qui, selon l’application, peuvent être utilisés soit en tant qu’unique dispositif de décharge de la pression, soit conjointement les uns avec les autres.

Des problèmes de fonctionnement se posent fréquemment en raison de l’utilisation de dispositifs de décharge de pression qui ne sont pas correctement sélectionnés pour le service voulu, ou qui le sont, mais avec une performance altérée par une mauvaise manutention, une mauvaise installation ou un manque d’entretien, chaque aspect pouvant affecter la sûreté de l’équipement sous pression qui est protégé.

Il est important d’examiner non seulement les dispositifs de décharge de pression, mais également l’ensemble du circuit de décharge de pression, de façon à ne pas réduire le débit de décharge à un niveau inférieur à celui qui est prescrit, ou à ne pas altérer le bon fonctionnement des dispositifs de décharge de pression.

Un dispositif de sûreté à disque de rupture est un dispositif de décharge de pression non refermable qui est normalement composé d’un disque de rupture, pièce soumise à la pression et sensible à la pression, conçue pour s’ouvrir par rupture à une pression prédéterminée, et d’un support de disque de rupture. Il existe de nombreux types différents de dispositifs de sûreté à disque de rupture fabriqués en matériaux métalliques ou non métalliques résistant à la corrosion, couvrant une grande gamme de diamètres nominaux, de pressions de rupture et de températures. Ils sont utilisés pour protéger contre des pressions excessives et/ou des dépressions excessives des équipements sous pression tel que récipients, tuyauteries, bouteilles à gaz ou autres enceintes.

La présente norme couvre les aspects importants qui sont indispensables pour l’application, la sélection et l’installation de dispositifs de sûreté à disque de rupture permettant d’assurer la protection requise contre les pressions excessives et/ou dépressions excessives.

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Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives —

Partie 6: Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture

1 Domaine d’application

La présente norme Internationale donne des lignes directrices pour l’application, la sélection et l’installation de dispositifs de sûreté à disque de rupture utilisés pour protéger les équipements sous pression contre des pressions excessives et/ou des dépressions excessives.

L’Annexe A donne une liste de contrôle des informations à fournir par l’acheteur au fabricant.

L’Annexe B donne des lignes directrices concernant la périodicité de remplacement d’un disque de rupture.

L’Annexe C fournit des lignes directrices pour déterminer la capacité de décharge, pour des fluides à phase unique, d’un circuit de décharge de pression contenant un dispositif de sûreté à disque de rupture.

L’Annexe D spécifie un mode opératoire non obligatoire pour établir la résistance à l’écoulement d’un assemblage de disque de rupture ayant éclaté.

L’Annexe E spécifie un mode opératoire non obligatoire pour les essais de type des dispositifs de sûreté à disque de rupture.

L’Annexe F indique les caractéristiques de performance types pour divers types de dispositifs de sûreté à disque de rupture.

Les exigences relatives à la fabrication, au contrôle, aux essais, au marquage, à la certification et à l’emballage des dispositifs de sûreté à disque de rupture sont données dans l’ISO 4126-2.

2 Références normatives

Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 4126-2, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 2: Dispositifs de sûreté à disque de rupture

ISO 4126-3, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 3: Soupapes de sûreté et dispositifs de sûreté à disque de rupture en combinaison

3 Termesetdéfinitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4126-2 ainsi que les suivants s’appliquent.

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3.1dispositif de sûreté à disque de rupturedispositif à décharge de pression qui ne se referme pas, actionné par la pression différentielle et conçu pour fonctionner par rupture d’un (de plusieurs) disque(s) de rupture, et qui comprend l’ensemble complet des composants installés, y compris, le cas échéant, le support du disque de rupture

3.2assemblage de disque de ruptureensemble complet des composants installés dans le support du disque de rupture pour assurer la fonction désirée

3.3disque de rupturecomposant maintenant la pression et sensible à la pression d’un dispositif de sûreté à disque de rupture

3.4support de disque de rupturepièce d’un dispositif de sûreté à disque de rupture qui maintient l’assemblage de disque de rupture en position

3.5disque de rupture bombé conventionnel (aussi dénommé: à action directe)disque de rupture bombé dans le sens de la pression de rupture (c’est-à-dire dont la pression de rupture est appliquée sur le côté concave du disque de rupture

Note 1 à l’article: Voir l’ISO 4126-2:2003, Figure 1).

3.6disque de rupture chemisé fendudisque de rupture constitué de deux couches au moins, dont l’une au moins est chemisée fendue ou découpée pour maîtriser la pression de rupture du disque de rupture

3.7disque de rupture bombé inverse (aussi dénommé: à action inverse)disque de rupture bombé dans la direction opposée à la pression de rupture (c’est-à-dire que la pression de rupture est appliquée sur le côté convexe du disque de rupture

Note 1 à l’article: Voir l’ISO 4126-2:2003, Figure 2) .

3.8disque de rupture platdisque de rupture ayant une ou plusieurs couches, qui est plat quand il est installé. Il peut être fait en matériau ductile ou sujet à la rupture fragile

3.9disque de rupture en graphitedisque de rupture fabriqué en graphite, graphite imprégné, graphite souple ou graphite composite et qui est conçu pour se rompre en flexion ou cisaillement

3.10pressionderupturespécifiéepression de rupture définie avec une température coïncidente pour définir les exigences d’un disque de rupture (s’utilise associée à une tolérance de performance, voir 3.14)

3.11pressionderupturemaximalespécifiéepression de rupture maximale définie avec une température coïncidente pour définir les exigences d’un disque de rupture (s’utilise associée à la pression de rupture minimale spécifiée, voir 3.12)

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3.12pressionderuptureminimalespécifiéepression de rupture minimale définie avec une température coïncidente pour définir les exigences d’un disque de rupture (s’utilise associée à la pression de rupture maximale spécifiée, voir 3.11)

3.13température coïncidentetempérature du disque de rupture associée avec la pression de rupture (voir 3.10, 3.11 et 3.12) et qui est la température prévue du disque de rupture lorsqu’il est sollicité à la rupture

3.14tolérance de performanceplage de pressions entre la pression de rupture minimale spécifiée et la pression de rupture maximale spécifiée, ou plage de pressions en quantités ou pourcentages positifs et négatifs par rapport à la pression de rupture spécifiée

3.15pression de servicepression qui existe dans les conditions normales de service dans le circuit qui est protégé

3.16pression de déchargepression maximale dans des conditions de décharge dans le circuit sous pression

Note 1 à l’article: Elle peut être différente de la pression de rupture du disque de rupture.

3.17température de déchargetempérature dans des conditions de décharge dans le circuit sous pression

Note 1 à l’article: Elle peut être différente de la température coïncidente spécifiée du disque de rupture.

3.18contre-pression différentiellepression différentielle exercée à travers un disque de rupture dans la direction opposée à la direction de la pression de rupture, qui résulte de la pression exercée dans le circuit de décharge par d’autres sources et/ou résulte de la dépression en aval du disque de rupture

3.19section de déchargesection de passage disponible pour la décharge du fluide, telle que calculée par le fabricant

Note 1 à l’article: Il convient que la section de décharge calculée ne soit pas supérieure à la section de la tuyauterie amont (A1).

3.20lotquantité de disques de rupture ou de dispositifs de sûreté à disque de rupture, constituée d’un seul groupe de mêmes type, dimension, matériaux et pression de rupture spécifiés, lorsque les disques de rupture sont fabriqués à partir d’un même lot de matériaux

3.21pression de rupturevaleur de la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval du disque de rupture au moment de la rupture

3.22anneau de renfortcomposant d’assemblage de disque de rupture essentiellement destiné à renforcer les disques de rupture


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3.23support de contre-pressioncomposant d’un dispositif de sûreté à disque de rupture qui empêche la détérioration de celui-ci par la contre-pression différentielle

Note 1 à l’article: Un support de contre-pression, destiné à prévenir la détérioration du disque de rupture quand la pression du circuit descend au-dessous de la pression atmosphérique, est parfois appelé « support de vide ».

3.24revêtementcouche de matériau métallique ou non-métallique appliquée par revêtement sur des composants d’un dispositif de sûreté à disque de rupture

3.25chemisagecouche(s) supplémentaire(s) de matériau métallique ou non-métallique faisant partie de l’assemblage du disque de rupture ou d’un support de disque de rupture

3.26dépôt métalliquecouche de métal appliqué à un disque de rupture ou à un support de disque de rupture par un procédé de dépôt métallique

3.27bouclier thermiquedispositif qui protège un disque de rupture contre une température excessive

3.28ratio de servicerapport de la pression de service à la limite minimale de la pression de rupture

Note 1 à l’article: Voir la Figure 1.

Note 2 à l’article: Dans le cas d’un circuit soumis à pression avec une pression de service exprimée en bar et une pression atmosphérique sur le côté aval du disque de rupture:

Ratio de service pression de service (bar)

limite minimal=

ee de pression de rupture (bar)

Note 3 à l’article: Dans le cas d’un circuit soumis à pression avec une contre-pression sur le côté aval du disque de rupture, le ratio de service est la valeur de la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval du disque de rupture, divisée par la limite minimale de la pression de rupture exprimée comme une pression différentielle.

3.29capacité de décharge du dispositif de sûreté à disque de rupturedébit auquel un dispositif de sûreté à disque de rupture peut écouler un fluide après rupture du disque de rupture

3.30intervalle de remplacementpériodicité commençant au moment de l’installation d’un assemblage de disque de rupture et prenant fin au moment de son remplacement

3.31circuit de décharge de pressioncircuit destiné à prévenir une surpression sur l’écoulement des fluides à partir d’un équipement sous pression

Note 1 à l’article: Il peut s’agir d’une tuyère d’équipement, d’une tuyauterie d’entrée, d’un (de plusieurs) dispositif(s) de décharge de pression et d’une tuyauterie de sortie vers l’atmosphère ou un collecteur.


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3.32coefficientdedéchargecoefficient qui détermine par la méthode simplifiée (voir C.2) la réduction du débit de décharge théorique d’un circuit de décharge de pression comportant un disque de rupture ayant éclaté et faisant partie d’un dispositif de sûreté à disque de rupture

Note 1 à l’article: Celui-ci est désigné par le symbole α.

3.33facteur de résistance à l’écoulementKRexpression sans dimension de la perte de charge dynamique attribuée à la présence, dans une tuyauterie, d’un dispositif de sûreté à disque de rupture

3.33.1coefficientderésistanceàl’écoulementKRGrésistance à l’écoulement d’un dispositif de sûreté à disque de rupture, lorsque celui-ci éclate en présence de fluide compressible en contact avec le côté amont du disque de rupture

3.33.2coefficientderésistanceàl’écoulementKRLrésistance à l’écoulement d’un dispositif de sûreté à disque de rupture, lorsque celui-ci éclate en présence de fluide incompressible en contact avec le côté amont du disque de rupture

3.33.3coefficientderésistanceàl’écoulementKRGLrésistance à l’écoulement d’un dispositif de sûreté à disque de rupture, lorsque celui-ci éclate en présence fluide compressible ou incompressible en contact avec le côté amont du disque de rupture

3.34pression de basepression enregistrée à l’entrée du circuit d’essai d’écoulement du disque de rupture

3.35température de basetempérature enregistrée à l’entrée du circuit d’essai d’écoulement du disque de rupture

3.36pression maximale admissiblepSpression maximale pour laquelle l’équipement est conçu, tel que spécifié par le fabricant

3.37dispositif de sûreté à disque de rupture sans fragmentationdispositif de sûreté à disque de rupture conçu pour retenir les fragments produits pendant l’activation

4 Symboles et unités

Tableau 1 — Symboles et leur descriptions

Symbole Description UnitésAo Section minimale d’écoulement requise mm2

A1 Section de la tuyauterie amont mm2

AB Section d’évent du dispositif de sûreté à disque de rupture mm2

C Fonction du coefficient isentropique —


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Symbole Description UnitésCtap Vitesse sonique à la prise de pression m/s

D Diamètre intérieur de la tuyauterie du circuit d’essai mmf Frottement successif du circuit, de la tuyauterie —G Vitesse de transfert de masse kg/(m2·h)k Coefficient isentropique —

Kb Facteur de correction du débit théorique pour un écoulement sub-critique —Kv Facteur de correction de viscosité —KR Facteur de résistance à l’écoulement —

Ktap Facteur de résistance totale de l’entrée du circuit d’essai à la prise de pression —M Masse moléculaire kg/kmol

Matap Nombre de Mach à la prise de pression —Ma1 Nombre de Mach à l’entrée du circuit d’essai —p1 Pression à l’entrée du circuit d’essai bar abs.pB Pression de base bar abs.pb Contre-pression bar abs.pc Pression critique bar abs.po Pression d’ouverture bar abs.

ptap Pression à la prise de pression bar abs.pr Pression réduite —Qm Débit massique kg/hR Constante universelle des gaz 8 314 J∙kmol−1∙K−1

Re Nombre de Reynolds —TB Température de base KTo Température d’ouverture K

Ttap Température enregistrée à la prise de pression KT1 Température à l’entrée du circuit d’essai Kvo Volume massique aux pression et température réelles d’ouverture m3/kg

vtap Volume massique à la prise de pression m3/kgxa Siccité de la vapeur humide —

Ytap Coefficient de détente à la prise de pression —Y1 Coefficient de détente à l’entrée du circuit d’essai —Zo Facteur de compressibilité aux pression et température réelles d’ouverture —ρ Masse volumique kg/m3

µ Viscosité dynamique Pa·s

Δp Pression différentielle à l’évacuation dans le dispositif de sûreté à disque de rupture bar abs.

α Coefficient de décharge (voir C.2) —a x est exprimé comme 0,xx.

Tableau 1 (suite)


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5 Application

5.1 Sous réserve des exigences de la norme pertinente couvrant l’équipement à protéger, les dispositifs de sûreté à disque de rupture peuvent être utilisés comme seul dispositif de décharge de pression, conjointement avec des soupapes de sûreté, ou comme partie d’un dispositif combiné.

5.2 La capacité de décharge d’un circuit comprenant un dispositif de sûreté à disque de rupture et sa limite maximale de pression de rupture (voir Figure 1) à la température coïncidente doivent être telles que la pression d’ouverture maximale ne dépasse pas les exigences de l’équipement protégé. L’Annexe C donne des méthodes pour déterminer la capacité de décharge de circuits de décharge de pression comportant des dispositifs de sûreté à disque de rupture.

5.3 Il est possible de choisir de préférence un dispositif de sûreté à disque de rupture comme seul dispositif de décharge de pression dans les cas suivants:

a) la vitesse de montée en pression peut être telle que la vitesse de réponse d’une soupape de sûreté serait inadaptée;

b) des fuites de fluide ne sont pas tolérables dans les conditions de service;

c) les conditions de service peuvent impliquer la formation de dépôts, ce qui rendrait inopérante une soupape de sûreté;

d) une basse température peut empêcher une soupape de sûreté de fonctionner;

e) de grandes sections de décharge sont exigées.

NOTE Un dispositif de sûreté à disque de rupture est un dispositif de décharge de pression qui ne se referme pas et qui, après la rupture, est susceptible d’engendrer une perte totale de pression/de contenu de l’équipement protégé.

5.4 Pour toutes les applications, le circuit de décharge de pression doit être tel qu’après la rupture de l’assemblage de disque de rupture, toute fragmentation ou émission de matériau:

a) ne provoque pas une limitation d’écoulement inacceptable dans le circuit de décharge de pression;

b) n’altère pas le bon fonctionnement de tout autre dispositif de sûreté;

c) n’affecte pas la capacité (de décharge) certifiée de tout autre dispositif de sûreté.

5.5 Il est possible d’utiliser des dispositifs de sûreté à disque de rupture en association avec des soupapes de sûreté, des soupapes de sûreté pilotées ou des DSDCS (conformément à l’ISO 4126-1, l’ISO 4126-4 et l’ISO 4126-5 respectivement) selon ce qu’autorise la norme pertinente. L’application de dispositifs de sûreté à disque de rupture ne doit pas engendrer une surpression dans l’équipement protégé.

5.5.1 Il est possible d’utiliser des dispositifs de sûreté à disque de rupture conjointement avec une (plusieurs) soupape(s) de sûreté dans les cas suivants:

a) en série, pour protéger la soupape de sûreté contre la corrosion, l’encrassement ou des conditions de service susceptibles d’altérer la performance de la soupape de sûreté;

b) en série, pour prévenir les fuites;

c) en série, pour prévenir la perte totale du contenu de l’équipement protégé après la rupture du disque de rupture;

d) en parallèle, comme protection supplémentaire.


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5.5.2 Lorsqu’un dispositif de sûreté à disque de rupture doit être installé en amont d’une soupape de sûreté, les exigences suivantes doivent être satisfaites:

a) l’espace entre le dispositif de sûreté à disque de rupture et la soupape de sûreté doit être muni d’un moyen approprié pour empêcher ou détecter une accumulation inacceptable de la pression.

b) le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être conçu pour ne pas se fragmenter.

c) la dimension nominale de la tuyauterie du dispositif de sûreté à disque de rupture ne doit pas être inférieure à la dimension nominale de l’orifice d’entrée de la soupape de sûreté.

d) si le dispositif de sûreté à disque de rupture se situe à une distance inférieure ou égale à 5 diamètres de tuyauterie, voir l’ISO 4126-3.

e) si le dispositif de sûreté à disque de rupture se situe à une distance supérieure à 5 diamètres de tuyauterie par rapport à la soupape de sûreté, demander conseil auprès du fabricant.

NOTE Dans la mesure où les disques de rupture sont des dispositifs à pression différentielle, ils nécessiteront une pression plus élevée dans l’équipement protégé pour qu’il y ait rupture du disque de rupture si la pression s’accumule dans l’espace situé entre le disque de rupture et la soupape de sûreté, ce qui se produit si des fuites apparaissent dans le disque de rupture pour cause de corrosion ou de contre-pression dans la tuyauterie de sortie, ou pour une autre raison.

5.5.3 Lorsqu’un dispositif de sûreté à disque de rupture doit être installé à l’aval de la soupape de sûreté, les exigences suivantes doivent être satisfaites:

a) le dispositif de sûreté à disque de rupture et la tuyauterie de sortie doivent être conçus de façon à ne pas altérer les caractéristiques de fonctionnement de la soupape de sûreté;

b) l’espace entre le dispositif de sûreté à disque de rupture et la soupape de sûreté doit être muni d’un moyen approprié pour empêcher ou détecter une accumulation inacceptable de la pression;

c) l’espace entre le disque de rupture et la soupape de sûreté doit être assez large pour garantir le bon fonctionnement du disque de rupture.

NOTE Une soupape de sûreté chargée par un ressort non équilibré ne peut pas s’ouvrir à sa pression de début d’ouverture si une contre-pression s’accumule dans l’espace entre la soupape de sûreté et le dispositif de sûreté à disque de rupture. Une conception spéciale de la soupape de sûreté peut être exigée.

d) La limite maximale de la pression de rupture du disque de rupture à la température coïncidente, plus toute pression dans la tuyauterie de sortie, ne doivent pas dépasser:

1) les limites de contre-pression de la soupape de sûreté;

2) la pression de conception de toute tuyauterie ou de tout raccord entre la soupape de sûreté et le dispositif de sûreté à disque de rupture;

3) la pression autorisée par la norme pertinente.

5.5.4 Il est possible d’installer un dispositif de sûreté à disque de rupture à la fois en amont et en aval d’une soupape de sûreté, pour autant que les exigences de 5.5.2 et 5.5.3 soient satisfaites.

5.5.5 Un dispositif de sûreté à disque de rupture monté en parallèle avec une soupape de sûreté en tant que protection supplémentaire (par exemple, pour protéger l’équipement contre les conséquences d’une montée rapide de pression) doit être spécifié de façon que la rupture se produise à une pression qui ne dépasse pas les exigences correspondantes de l’équipement protégé.

5.6 Lorsqu’un dispositif de sûreté à disque de rupture est monté en série avec un second dispositif du même type, les exigences suivantes doivent être satisfaites:


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a) l’espace entre les deux disques de rupture doit être assez large pour garantir le bon fonctionnement des disques de rupture;

b) l’espace entre les disques de rupture doit être pourvu d’un moyen empêchant une accumulation inacceptable de la pression.

NOTE Dans la mesure où les disques de rupture sont des dispositifs à pression différentielle, ils nécessitent une pression plus élevée dans l’équipement protégé pour qu’il y ait rupture du disque de rupture si la pression s’accumule dans l’espace situé entre les disques de rupture, ce qui se produit si des fuites apparaissent dans le disque de rupture pour cause de corrosion ou autre.

6 Sélection

6.1 Sélection des dispositifs de sûreté à disque de rupture

6.1.1 Il convient de demander l’avis du fabricant lorsque l’on sélectionne un dispositif de sûreté à disque de rupture pour une application particulière.

6.1.2 Les dispositifs de sûreté à disque de rupture sont des dispositifs à pression différentielle et, par conséquent, la pression qui s’exerce sur les côtés amont et aval du disque de rupture doit être prise en compte.

6.1.3 Il convient de prêter attention à l’intervalle de remplacement de l’assemblage de disque de rupture. Cet intervalle dépend du type et du matériau de l’assemblage de disque de rupture, des conditions de service et de nombreux autres facteurs.

Des lignes directrices pour définir l’intervalle de remplacement d’un disque de rupture sont données dans l’Annexe B.

6.1.4 Les dispositifs de sûreté à disque de rupture sont souvent appelés à travailler dans des environnements corrosifs où la corrosion est susceptible de provoquer une défaillance prématurée du disque de rupture. Les matériaux susceptibles d’être affectés par la corrosion peuvent être protégés par revêtement, dépôt métallique ou chemisage, ce qui doit être le fait du seul fabricant.

6.1.5 La sélection du matériau approprié pour le disque de rupture dépend des conditions chimiques et physiques qui existeront à la fois en amont et en aval du dispositif de sûreté à disque de rupture lorsque celui-ci est en service.

6.1.6 Lorsqu’il y a possibilité de dépôts de sublimés ou d’autres solides sur le côté amont du dispositif de sûreté à disque de rupture, il faut veiller à sélectionner un type de dispositif de sûreté à disque de rupture adapté à de telles conditions.

6.1.7 Lors du choix de la dimension des dispositifs de sûreté à disque de rupture, les caractéristiques de limitation de surface doivent être prises en compte lorsque l’on détermine la surface d’évent.

6.1.8 La pression de rupture d’un disque de rupture peut, selon son matériau et son type, varier avec sa température.


ISO 4126-6:2014(F)

NOTE Il est recommandé de demander au fabricant les données concernant la variation prévue de la pression de rupture en fonction de la température pour un lot de disques de rupture. En général, dans la plage de températures de 15 °C à 30 °C inclus, il n’y a pas de variation significative de la pression de rupture. Toutefois, en deçà ou au-delà de cette plage, la pression de rupture d’un disque de rupture peut être respectivement supérieure ou inférieure à celle correspondant à la plage de températures. Lorsqu’un dispositif de sûreté à disque de rupture est spécifié avec une pression de rupture à une température coïncidente pour protéger l’équipement, il est possible que le disque de rupture n’assure pas la protection nécessaire en ce qui concerne la pression de rupture du disque de rupture sur toute la plage de températures de l’équipement protégé. Il est possible que la température coïncidente ne soit pas la même que la température du fluide.

Il est possible de déterminer la température coïncidente par mesurage direct ou par calcul au moyen de méthodes établies de transfert thermique.

6.1.9 Les disques de rupture peuvent être protégés contre une température excessive en choisissant un emplacement approprié, des boucliers thermiques ou d’autres moyens. Lorsqu’il est nécessaire de protéger un disque de rupture contre une température excessive, l’influence de la protection doit être prise en compte lors de la détermination de la température coïncidente.

L’utilisation de boucliers thermiques doit être évaluée par le fabricant du dispositif de sûreté à disque de rupture.

6.1.10 Le type de support de disque de rupture, ainsi que ses raccords d’entrée et de sortie, doivent être adaptés à la méthode d’installation du dispositif de sûreté à disque de rupture et aux exigences relatives à une décharge sûre du fluide.

6.1.11 Lorsqu’un dispositif de sûreté à disque de rupture doit être installé en amont d’une soupape de sûreté, de façon à former un dispositif combiné, la sélection doit prendre en compte les exigences de l’ISO 4126-3.

6.1.12 Lorsqu’un dispositif de sûreté à disque de rupture doit être sélectionné pour une installation en amont et/ou en aval d’une soupape de sûreté, le fabricant de ce dispositif et le fabricant de la soupape de sûreté doivent tous deux être consultés. Dans le cas d’une application en aval, les effets de la soupape de sûreté sur la pression de début d’ouverture, dus à des fuites possibles à travers le siège de la soupape de sûreté et/ou sur le côté aval du dispositif de sûreté à disque de rupture, doivent être pris en considération.

6.2 Choix de la tolérance de performance

La tolérance de performance dépend de plusieurs facteurs, notamment des suivants:

a) le type de disque de rupture;

b) le matériau du disque de rupture;

c) le procédé de fabrication.

Lors du choix de la tolérance de performance pour une application particulière, il est nécessaire de prendre en considération les facteurs ci-dessus et les conditions opératoires. La tolérance de performance doit être spécifiée par le fabricant après consultation de l’acheteur, au moyen d’une des deux méthodes conformes à l’ISO 4126-2:2003, Article 12. Les tolérances de performance types sont données dans le Tableau F.1.

La pression maximale de rupture à la température coïncidente ne doit jamais dépasser 1,1 fois PS et des précautions doivent être prises pour s’assurer que la pression de service ne dépassera pas PS de façon permanente.

La limite minimale de la pression de rupture doit être choisie de façon à garantir une marge suffisante entre cette limite et la pression de service. Une attention particulière doit être accordée au ratio de service approprié pour le matériau et le type de disque de rupture, ainsi que pour les conditions opératoires. Les ratios de service maximaux types sont donnés dans le Tableau F.2.


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a)Pressionderupturemaximalespécifiéeetpressionderuptureminimalespécifiéeavecunetempérature coïncidente

b)Pressionderupturespécifiéeettolérancedeperformanceavecunetempératurecoïncidente

Figure1—Méthodesdespécificationdesdisquesderupture


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7 Installation

7.1 Généralités

Les exigences relatives à l’emplacement des dispositifs de sûreté à disque de rupture dans le circuit qu’ils protègent sont spécifiées en 7.2. Les exigences générales relatives à l’installation sûre des dispositifs de sûreté à disque de rupture sont données en 7.3.

7.2 Emplacement des dispositifs de sûreté à disque de rupture

7.2.1 Un dispositif de sûreté à disque de rupture doit être placé aussi près que possible de l’équipement protégé, en prenant en compte les pulsations de pression, la température et autres conditions de service.

7.2.2 Le circuit de décharge de pression doit être correctement dimensionné, aussi rectiligne et court que possible, et se terminer de façon à éviter tout danger ou détérioration lors de l’évacuation.

7.2.3 La tuyauterie du circuit de décharge de pression doit être correctement conçue de sorte qu’aucun écart thermique de l’équipement protégé et de la tuyauterie du circuit de décharge de pression n’exerce des forces excessives sur le dispositif de sûreté à disque de rupture, susceptibles d’engendrer un dysfonctionnement ou une défaillance.

7.2.4 Les dispositifs de sûreté à disque de rupture doivent être montés de façon à être accessibles pour un remplacement et protégés contre toute détérioration accidentelle.

7.2.5 Des dispositions doivent être prises pour absorber l’effet des forces de réaction qui s’exercent sur l’équipement protégé, dans des conditions de décharge de pression.

Une plaque de protection peut être fixée en aval du dispositif de sûreté à disque de rupture pour réorienter le fluide de décharge et/ou réduire la stagnation pour autant que cela ne diminue pas la capacité de décharge prescrite du circuit de décharge de pression.

7.2.6 En cas de décharge d’un fluide dangereux, le danger potentiel doit être étudié et des mesures appropriées doivent être prises pour réduire le risque au minimum.

7.2.7 Des précautions doivent être prises pour prévenir le dépôt de sublimés ou de solides susceptibles d’affecter la sûreté de fonctionnement du disque de rupture sur le côté amont du dispositif de sûreté à disque de rupture et dans la partie qui y conduit.

Les matières liquides ou étrangères doivent être empêchées de s’accumuler dans la tuyauterie de sortie et/ou sur le côté aval du disque de rupture.

7.2.8 Dans le cas de disques de rupture monoblocs en graphite, qui sont logés du côté entrée (voir l’ISO 4126-2:2003, Figure 4), le diamètre intérieur de la tuyauterie de sortie adjacente au côté aval du disque de rupture doit être plus grand que le diamètre intérieur du logement.

7.2.9 Lorsqu’il est prévu d’installer des supports de disques de rupture à prise/vis dans un circuit de décharge de pression, un raccordement supplémentaire peut être exigé pour faciliter l’assemblage et le remplacement de l’assemblage de disque de rupture.

7.3 Installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture

7.3.1 Le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être assemblé et installé conformément aux instructions d’assemblage et d’installation du fabricant.


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NOTE Si les composants d’un dispositif de sûreté à disque de rupture sont manipulés, montés ou installés de façon incorrecte, le disque de rupture peut se rompre à une pression supérieure ou inférieure à la pression de rupture prescrite.

7.3.2 Le dispositif de sûreté à disque de rupture ou l’un quelconque de ses composants fournis ne doit être aucunement modifié, sauf avec l’approbation du fabricant.

L’application d’un film ou revêtement protecteur supplémentaire sur un disque de rupture n’est pas autorisée, sauf lorsqu’elle est approuvée par le fabricant, car elle est susceptible d’influer considérablement sur la pression de rupture du disque de rupture.

7.3.3 L’absence de défauts visibles sur le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être vérifiée immédiatement avant l’installation, laquelle doit être effectuée avec soin pour éviter toute détérioration.

7.3.4 Avant l’assemblage, la référence du support de disque de rupture indiquée sur le disque de rupture ou l’assemblage de disque de rupture doit être vérifiée pour s’assurer qu’elle correspond à la référence indiquée sur le support de disque de rupture.

7.3.5 Lors de l’assemblage des composants du dispositif de sûreté à disque de rupture, la fixation de tout support de contre-pression doit être vérifiée pour s’assurer qu’elle est adéquate.

7.3.6 Lors de l’installation, les instructions relatives à la flèche directionnelle, au couple de serrage de la boulonnerie et à l’utilisation de joints d’étanchéité doivent être suivies.

7.3.7 Le type, le matériau et les dimensions des joints d’étanchéité utilisés entre le dispositif de sûreté à disque de rupture et les brides entre lesquelles il doit être installé, doivent être adaptés aux conditions spécifiées et compatibles avec la portée des brides et le fini des surfaces du dispositif de sûreté du disque de rupture et des brides qui sont en contact. Il convient de solliciter l’avis du fabricant concernant l’effet sur la performance du dispositif de sûreté à disque de rupture de la charge requise pour mettre en place le joint d’étanchéité et le maintenir dans les conditions spécifiées.

7.3.8 Pour garantir le bon fonctionnement du dispositif de sûreté à disque de rupture et l’étanchéité du joint entre ce dispositif et les brides entre lesquelles il est installé, le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être placé en position centrale entre les brides.

7.3.9 Si les marques d’identification ne sont pas visibles lorsque le disque de rupture/dispositif de sûreté à disque de rupture est monté sur l’équipement protégé, il incombe à l’acheteur d’apposer sur l’installation une étiquette adaptée qui doit comporter en permanence les mêmes informations que celles figurant sur le disque de rupture/dispositif de sûreté à disque de rupture ou dans l’emballage.


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Annexe A (informative)

Informations à fournir par l’acheteur

A.1 Généralités

Pour aider le fabricant à spécifier un dispositif de sûreté à disque de rupture convenant à une application particulière, il convient que chaque demande de renseignements ou commande comporte les informations données en A.2 à A.6.

Pour les renouvellements de commandes concernant les disques de rupture de remplacement, il convient de fournir uniquement les informations indiquées en A.7.

A.2 Précisions concernant l’application

Description du récipient, de l’équipement ou du circuit à protéger et du code de désignation technique du récipient, le cas échéant.

Emploi prévu du dispositif de sûreté à disque de rupture. Il convient de préciser si le dispositif doit fonctionner, par exemple, comme un dispositif de décharge primaire, secondaire, pour la protection d’une soupape de sûreté ou pour une autre fonction.

Spécification de performance et position relative de toutes soupapes de sûreté ou autres dispositifs de sûreté montés sur le récipient, l’équipement ou le circuit.

Le fluide susceptible d’entrer en contact avec toute partie du dispositif de sûreté à disque de rupture; les propriétés physiques du fluide, par exemple gaz, vapeur, liquide ou solide, humide ou sec, à tous les stades du processus (y compris l’évacuation); les propriétés chimiques du fluide susceptibles d’affecter la performance du disque de rupture.

Toutes les conditions de température (y compris celles du disque de rupture dans des conditions normales de service) et de pression (y compris la contre-pression) auxquelles le dispositif de sûreté à disque de rupture peut être soumis. La vitesse et la fréquence des changements de pression, le cas échéant.

La pression de décharge et la température de décharge prévues.

A.3 Précisions concernant le fonctionnement du dispositif de sûreté à disque de rupture

Les exigences relatives à la pression de rupture et à la température coïncidente (voir Figure 1), en indiquant les unités.

La vitesse de passage à la pression de rupture, le cas échéant.

La section de décharge minimale requise pour le dispositif de sûreté à disque de rupture.

Les matériaux que l’acheteur, connaissant le processus, estime pouvoir être pris en considération lors de la sélection du(des) matériau(x) du dispositif de sûreté à disque de rupture.

Les matériaux qui ne sauraient être utilisés pour des raisons de sécurité, de corrosion ou autres.


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A.4 Précisions concernant l’installation

L’emplacement du dispositif de sûreté à disque de rupture dans le circuit, décrit de préférence à l’aide d’un schéma.

La méthode de montage du dispositif de sûreté à disque de rupture dans le circuit (par exemple entre des brides, fixation directe à une bride, soudure directe à la tuyauterie de sortie).

Le diamètre de la tuyauterie d’entrée et le diamètre de la tuyauterie de sortie du dispositif de sûreté à disque de rupture, y compris la dimension, la classification, le type et la spécification des brides ou autre précision concernant la fixation (par exemple spécification et dimension du filetage).

Le type, le matériau et les dimensions des joints d’étanchéité à utiliser entre les brides d’installation et le dispositif de sûreté à disque de rupture.

Le type et le matériau choisi de préférence pour le support de disque de rupture.

La forme et le fini des surfaces extérieures correspondantes, si exigence autre que celle de la norme du fabricant.

A.5 Précisions particulières

Les exigences de contrôle et de certification s’ajoutant à celles définies dans la présente norme.

Les caractéristiques particulières exigées du dispositif de sûreté à disque de rupture (par exemple limiteur de débit, dispositif de contrôle de pression, vérins de levage, anneaux de levage, chicane).

Les caractéristiques particulières de l’application non énoncées ailleurs.

Les exigences relatives aux essais d’étanchéité.

Les exigences relatives à l’examen non destructif.

A.6 Langue

Mentionner la langue à utiliser pour le marquage et les instructions.

A.7 Disques de rupture de remplacement

Quantité.

Référence du modèle/type du fabricant.

Référence du lot précédent du fabricant.

Désignation du diamètre nominal.

La pression de rupture maximale spécifiée et la pression de rupture minimale spécifiée avec une température coïncidente, en indiquant les unités; ou

La pression de rupture spécifiée et les quantités et pourcentages positifs et négatifs avec une température coïncidente, en indiquant les unités.

La référence du support de disque de rupture.


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Annexe B (informative)

Lignes directrices pour déterminer l’intervalle de remplacement

d’un disque de rupture

NOTE Dans la présente annexe, le terme disque de rupture englobe, le cas échéant, l’assemblage de disque de rupture et l’ensemble du dispositif de sûreté à disque de rupture.

B.1 Introduction

Pour la sûreté de l’équipement sous pression, il est essentiel que tout circuit ou dispositif de décharge de pression associé puisse protéger l’équipement contre les surpressions. Pour ce faire, il est important de s’assurer que cette capacité est maintenue, en vue d’une utilisation sûre et continue en service.

Dans des conditions de service, le circuit ou dispositif de décharge de pression est susceptible d’être affecté de façon telle que la performance initiale n’est plus maintenue. La cause peut en être, par exemple, la corrosion, l’encrassement et/ou d’autres conditions de service. Cela peut aussi dépendre de la conception des dispositifs de décharge de pression, de leurs matériaux de construction, des conditions de service et de l’environnement auxquels ils sont soumis.

Il est par conséquent important de déterminer l’intervalle entre les contrôles du circuit ou dispositif de décharge de pression, c’est-à-dire l’intervalle de remplacement. Dans certains cas, l’intervalle entre les contrôles fera l’objet d’une exigence réglementaire. Selon l’application, les dispositifs de sûreté à disque de rupture peuvent nécessiter un examen particulier (voir B.2).

B.2 Dispositifs de sûreté à disque de rupture

Après fabrication d’un lot de disques de rupture, un nombre spécifié est choisi au hasard dans chaque lot et soumis à un essai de rupture afin de vérifier que les pressions de rupture sont conformes aux exigences spécifiées (voir l’ISO 4126-2).

Lorsque le disque de rupture est mis en service et soumis aux conditions de service, ses caractéristiques peuvent changer jusqu’à ce que, après un certain temps, le disque de rupture ne fonctionne plus selon les exigences spécifiées et soit susceptible de rupture à une pression de fonctionnement normale. Pour certaines applications, il peut s’avérer nécessaire de déterminer la durée probable pour que ce phénomène se produise, et de prévoir un intervalle de remplacement.

Les facteurs susceptibles d’influer sur l’intervalle de remplacement sont donnés en B.3 et diverses méthodes pour déterminer cet intervalle sont exposées en B.4.

B.3 Intervalle de remplacement

Il convient que l’intervalle de remplacement d’un disque de rupture ne dépasse pas la durée prévue après laquelle le disque de rupture ne fonctionne plus suivant les exigences spécifiées. Une fois l’intervalle de remplacement fixé, il convient de ne pas le dépasser sans avoir réexaminé l’expérience acquise ainsi que toutes les conditions d’utilisation.

Avec certaines applications, il est possible de maintenir le disque de rupture en service sans danger jusqu’à ce qu’il éclate à une pression de service normale.


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Il convient de fixer un intervalle de remplacement approprié avant la mise en service d’un disque de rupture. Il peut être prolongé sur la base d’une expérience satisfaisante du fonctionnement, ou réduit lorsque l’expérience s’est avérée non satisfaisante.

Pour déterminer l’intervalle de remplacement, il est nécessaire de prendre en considération l’influence de plusieurs facteurs, notamment:

— le type de disque de rupture;

— les matériaux de construction;

— le ratio de service;

— la température coïncidente du disque de rupture;

— les conditions de service auxquelles le disque de rupture est soumis.

Il est particulièrement important que la température coïncidente, les critères de fonctionnement et les conditions prévisibles, y compris les cycles de pression et/ou de température, soient identifiés par l’acheteur et notifiés au fabricant.

Lorsque la corrosion, l’encrassement et d’autres conditions de service ne sont pas connus et ne sont pas prévisibles avec un bon degré d’exactitude, il convient que l’intervalle de remplacement initial soit défini de manière à ne pas compromettre la sécurité.

Une bonne manutention et une bonne installation sont importantes. Une mauvaise installation, un couplage incorrect (le cas échéant) et une détérioration mécanique peuvent avoir des effets immédiats sur l’intervalle de remplacement.

B.4 Méthodes de détermination de l’intervalle de remplacement

B.4.1 Généralités

Les méthodes de détermination de l’intervalle de remplacement d’un disque de rupture comprennent ceux donnés de B.4.2 à B.4.5. Il peut s’avérer approprié de combiner les méthodes, par exemple B.4.2 avec B.4.3.

B.4.2 Utilisation des données d’un fabricant

Les fabricants connaissent bien les charges mécaniques, les niveaux de contrainte et les ratios de service dans différentes conditions de fonctionnement, ainsi que les limitations de leurs conceptions et matériaux particuliers. Ils peuvent disposer de données, notamment des données d’analyses et d’essais (cycliques, corrosion) et des historiques, qui peuvent être utilisés.

B.4.3 Utilisation des enregistrements de l’acheteur

Il se peut que l’acheteur connaisse bien l’utilisation du type et du matériau particuliers du disque de rupture dans des conditions de service comparables et qu’il dispose d’enregistrements (fonctionnement, contrôle, surveillance et historique) qui peuvent être utilisés.

B.4.4 Essai des disques de rupture après une période de service

Après une période de service, le disque de rupture est soigneusement retiré, correctement emballé et renvoyé au fabricant pour examen et essai.

Les modifications dimensionnelles, les traces de corrosion, l’étanchéité (le cas échéant), la pression de rupture et tout autre détail pertinent sont enregistrés. Par comparaison avec les enregistrements originaux concernant le disque de rupture, des ajustements peuvent être apportés à l’intervalle de remplacement.


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B.4.5 Essai dans des conditions de simulation

Plusieurs disques de rupture du même type, modèle, dimension, matériau et ayant des exigences de rupture spécifiées identiques à celles des disques qui seront utilisés sont mis à l’essai dans des conditions qui simulent celles prévues en service. Les changements de caractéristiques sur une durée donnée ou sur la période qui prend fin avec la rupture du disque de rupture sont enregistrés et les données sont utilisées pour déterminer l’intervalle de remplacement.


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Annexe C (informative)

Capacité de décharge du circuit de décharge de pression

C.1 Généralités

C.1.1 Il convient que la capacité de décharge du circuit de décharge de pression garantisse, dans des conditions de décharge, qu’il n’y a pas dépassement de la pression maximale admissible de l’équipement protégé au-delà de l’accumulation permise.

C.1.2 La présente annexe donne des lignes directrices sur la détermination du débit massique d’un circuit de décharge de pression contenant un dispositif de sûreté à disque de rupture. Il se rapporte à un écoulement monophasique.

NOTE 1 Des méthodes alternatives sont disponibles pour déterminer la capacité de décharge d’un circuit de décharge de pression; l’inclusion de ces méthodes dans une future version de la présente norme est actuellement à l’étude.

NOTE 2 Des règles de dimensionnement lorsqu’il y a apparition d’un écoulement diphasique vapeur-liquide, soit parce qu’il est diphasique à l’entrée, soit parce que tout ou partie du liquide s’évapore lors de l’évacuation; l’inclusion de ces règles dans une future version de la présente norme est actuellement à l’étude.

C.1.3 Deux méthodes sont présentées:

— C.2 décrit une méthode simplifiée qui ne prend pas en considération les chutes de pression dans la tuyauterie d’entrée et dans la tuyauterie de sortie. Par conséquent, cette méthode est d’application limitée;

— C.3 décrit une méthode exhaustive pour le calcul des circuits de décharge de pression, qui prend en considération les variations de pression dans l’ensemble du circuit de décharge de pression.

C.1.4 Il est important de s’assurer que la méthode choisie est pertinente pour l’application particulière et qu’elle est correctement appliquée par un personnel dûment qualifié et expérimenté.

C.2 Méthodesimplifiée

C.2.1 Généralités

Il convient d’utiliser cette méthode lorsque l’on peut supposer, en toute sécurité, qu’il n’y a que des chutes de pression négligeables dans la tuyauterie d’entrée et la tuyauterie de sortie. Cette méthode est limitée aux applications dans lesquelles:

— le dispositif de sûreté à disque de rupture se décharge directement dans l’atmosphère;

— et le dispositif de sûreté à disque de rupture est installé à une distance inférieure ou égale à huit diamètres de tuyau par rapport à l’entrée de la tuyère de l’équipement;

— et la section d’évent (AB) du dispositif de sûreté à disque de rupture n’est pas inférieure à 50 % de la section d’entrée de la tuyauterie (A1);

— et les configurations de la tuyère sont telles que données dans le Tableau C.1;

— et l’écoulement est monophasique;


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— et la longueur de la tuyauterie de sortie du dispositif de sûreté à disque de rupture ne dépasse pas cinq diamètres de tuyau;

— et le diamètre nominal de la tuyauterie d’entrée et de sortie est égal ou supérieur au diamètre nominal du dispositif de sûreté à disque de rupture.

C.2.2 Coefficientsdedécharge

C.2.2.1 Fluides compressibles

Dans ce cas, le débit est contrôlé par la configuration d’entrée de la tuyère de l’équipement et le dispositif de sûreté à disque de rupture. Un coefficient de décharge combiné est représenté par le symbole α.

Les valeurs des coefficients de décharge, données dans le Tableau C.1 pour la configuration d’entrée de la tuyère et le dispositif de sûreté à disque de rupture à utiliser pour les fluides compressibles sont fondées sur des travaux expérimentaux. Pour de plus amples informations concernant le conservatisme relatif, le cas échéant, de ces coefficients par rapport à AO/A1 (voir la Référence [3] de la bibliographie).

Ces coefficients de décharge s’appliquent lorsque: 0,5 A1 ≤ A0 ≤ A1

TableauC.1—Coefficientsdedécharge,α

Numéro Type de tubulure/de tuyèreCoefficientde

décharge α

1 Dans le cas d’une tubulure/tuyère à protrusion intérieure 0,68

2Dans le cas d’une tubulure/tuyère lisse ou d’une bride de blocage avec entrées sans configuration hydrody-namique

0,73

3

Dans le cas d’une tubulure/tuyère ou d’une bride de blocage ayant une configuration hydrodynamique, par exemple avec entrées arrondies ou chanfreinées

0,80

C.2.2.2 Fluides incompressibles

Le coefficient de décharge est égal à 0,62 ou est tel qu’établi dans la norme d’application pertinente.

C.2.3 Calcul de la capacité

Le calcul de la capacité du dispositif de sûreté à disque de rupture peut être effectué conformément à l’article applicable de l’ISO 4126-7 où le coefficient de décharge α est utilisé à la place du coefficient Kdr.


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C.2.4 Sélection de la section d’écoulement du dispositif de sûreté à disque de rupture

Il convient que la section de décharge, AB, d’un dispositif de sûreté à disque de rupture ne soit pas inférieure à la section AO calculée.

A AB o

≥

Si la section d’écoulement d’un dispositif de sûreté à disque de rupture sélectionné dépasse la section d’écoulement de la tuyauterie d’entrée A1, alors A1, en lieu et place de AB, est la section d’écoulement déterminante. Il convient qu’A1 ne soit pas inférieure à A0.

C.3 Méthode exhaustive

C.3.1 Généralités

C.3.1.1 Cette méthode prend en considération les changements réversibles et irréversibles de pression dans l’ensemble du circuit de décharge de pression (par exemple entrée de la tuyère, tuyauterie d’entrée, dispositif de sûreté à disque de rupture, tuyauterie de sortie et sortie vers un récipient situé en aval ou vers l’atmosphère). Pour plus d’informations, voir les Références [13], [14] et [15].

C.3.1.2 Pour l’analyse du circuit de décharge de pression, il est nécessaire de disposer d’informations se rapportant à la perte de pression après rupture du dispositif de sûreté à disque de rupture. Des méthodes reconnues de calcul de l’écoulement fluide sont adéquates, pour autant que la section d’écoulement nette soit connue ou qu’elle puisse être vérifiée et que les calculs soient fondés sur des hypothèses valides.

C.3.1.3 Il convient que le facteur de résistance à l’écoulement KR soit appliqué aux circuits d’évacuation dans lesquels des conditions de turbulence sont prévisibles. L’Annexe D décrit un mode opératoire permettant de déterminer, par essai d’écoulement, le coefficient de résistance à l’écoulement d’un dispositif de sûreté à disque de rupture.

NOTE Un disque de rupture ayant éclaté ne peut être en général considéré comme un orifice rond, à rebords droits.

C.3.2 Application des valeurs KR

C.3.2.1 Utiliser KRG lorsqu’il y a un fluide compressible en contact avec le disque de rupture au moment de la rupture.

C.3.2.2 Utiliser KRL lorsqu’il y a un fluide incompressible en contact avec le disque de rupture au moment de la rupture.

C.3.2.3 Utiliser KRGL lorsqu’il y a soit un fluide incompressible soit un liquide compressible en contact avec le disque de rupture au moment de la rupture.


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Annexe D (informative)

Essai d’écoulement des dispositifs de sûreté à disque de rupture

D.1 Domaine d’application

Le mode opératoire fournit au fabricant une méthode d’essai pour déterminer la résistance à l’écoulement d’une éprouvette constituée d’un dispositif de sûreté à disque de rupture ayant éclaté. Les données d’essai sont utilisées pour établir le facteur de résistance à l’écoulement KR pour un type particulier de modèle et de dimension de dispositif de sûreté à disque de rupture pour les fluides compressibles et/ou incompressibles.

Il est important de comprendre que l’essai de résistance à l’écoulement et le calcul de KR sont les mêmes pour les fluides compressibles et incompressibles. Ce qui distingue un KRGL d’un KRL, c’est le fait que le fluide en contact avec le disque de rupture au moment de l’ouverture soit compressible ou incompressible.

Il est possible d’utiliser d’autres modes opératoires par accord entre l’acheteur et le fabricant, sous réserve que l’on puisse démontrer que les exigences d’essai, la méthode d’essai, le mode opératoire d’essai et le calcul du facteur de résistance à l’écoulement ont une exactitude et une fiabilité au moins égales à celles du présent mode opératoire.

D.2 Exigences d’essai

D.2.1 Généralités

Le mode opératoire général de détermination du facteur de résistance à l’écoulement de dispositifs de sûreté à disque de rupture ayant éclaté est comme suit:

a) Soumettre le dispositif de sûreté à disque de rupture à l’essai de rupture dans un fluide compressible ou incompressible, selon ce qui est prescrit.

b) Avant l’essai proprement dit, réaliser un essai de validation du banc d’essai de résistance à l’écoulement pour confirmer que le montage d’essai est conforme aux exigences opérationnelles spécifiées.

c) Réaliser l’essai de résistance à l’écoulement sur le dispositif de sûreté à disque de rupture ouvert.

d) Après l’essai, analyser les données d’essai pour vérifier la validité de l’essai et le calcul de KR.

e) Après l’essai, réaliser l’essai de validation du banc d’essai de résistance à l’écoulement, si nécessaire.

D.2.2 Circuit d’essai

D.2.2.1 Généralités

La Figure D.1 montre une configuration recommandée de circuit d’essai pour des fluides compressibles. Il convient d’utiliser des manomètres différentiels entre les prises de pression A et B, B et C, et C et D. Il convient que l’élément de base soit:

a) un compteur à déduction subsonique comprenant un diaphragme, une tuyère et un venturi; ou

b) un compteur à déduction sonique comprenant des tuyères à étranglement.

L’instrumentation exigée pour chaque type de compteur est comme suit.


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D.2.2.2 Compteur à déduction subsonique

Mesurage de:

a) la pression statique d’entrée;

b) la température d’entrée;

c) la pression différentielle.

D.2.2.3 Compteur à déduction sonique

Mesurage de:

— la pression (génératrice) totale d’entrée;

— la température (génératrice) totale d’entrée.


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a)Configurationducircuitd’essai


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b) Détail de la prise de pression

c)Restedubancd’essaiàconfigurercommelebancd’essaisansredresseurLégende1 15 diamètres de tuyau2 30 diamètres de tuyau3 12 diamètres de tuyau4 2 diamètres de tuyau5 30 diamètres de tuyau6 60 diamètres de tuyau7 Prise de pression D8 Prise de pression C9 Prise de pression B

10 Prise de pression A11 Tuyau commercial propre, diamètre de passage normalisé 40 (ou tel qu’applicable au dispositif soumis à essai)12 Dispositif de sûreté à disque de rupture13 Manomètre14 Indicateur de température15 Récipient d’essai16 2,5A minimum — 5A recommandé17 Redresseurs18 22 diamètres de tuyau

Figure D.1 — Mesurage de KR—Configurationdecircuitd’essairecommandéepourunfluidecompressible

NOTE Pour la détermination de A, voir Tableau D.1.


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Tableau D.1 — Détermination de A

Dimension de la prise de pression

A mm

Inférieur ou égal à Egal ou supérieur àDN 50 6 3,2DN 80 9,5 3,2

DN 100 à DN 200 12,5 3,2DN 250a 19 3,2

a Il convient que le rebord de l’orifice soit propre et droit ou légèrement arrondi, exempt de bavures, de rebords de fils ou d’autres irrégularités. En aucun cas, un raccord ne pénètrera dans la tuyauterie.

D.2.2.4 Il convient que l’équipement d’essai soit tel que l’incertitude de la mesure finale de l’écoulement ne dépasse pas ± 2,0 % de la valeur mesurée et que, pour les mesurages individuels, elle ne dépasse pas ± 0,5 % de la valeur mesurée. Il convient que l’incertitude des mesures de la température ne dépasse pas ± 1 °C. Il convient que la détermination de ces limites soit documentée et disponible pour examen.

D.2.2.5 Il convient que le diamètre du récipient d’essai soit au moins égal à six fois le diamètre d’entrée du dispositif de sûreté à disque de rupture. Il convient que la tuyauterie de sortie ait au moins le même diamètre nominal que la sortie du dispositif de sûreté à disque de rupture et qu’elle se décharge dans un circuit d’une dimension suffisante pour assurer l’absence de contre-pression.

D.2.2.6 Il convient que l’alignement entre le centre de l’axe principal de l’entrée et de la sortie de l’assemblage de disque de rupture soit tel qu’indiqué dans le Tableau D.2. Il convient que chaque joint d’étanchéité soit positionné de façon à ne pas faire saillie dans l’écoulement.

Tableau D.2 — Désalignement admissible

Dimension de la tuyauterie Désalignement mm

DN 15 à DN 25 0,8DN 30 à DN 150 1,6DN 200 et plus 1 % du diamètre intérieur nominal

D.2.2.7 Aucun dispositif d’essai n’étant installé, réaliser 3 essais de résistance à l’écoulement aux pressions d’essai la plus faible, intermédiaire et la plus élevée, compatibles avec le banc d’essai. La résistance à l’écoulement mesurée, KR, pour chaque essai doit être égale à 0 ± 0,075.

D.2.2.8 Aucune éprouvette n’étant installée dans le circuit, il convient que la différence entre les facteurs de résistance à l’écoulement, déterminés conformément à D.4 sur la base de données conformes à D.4.1, enregistrés à la pression et à la dimension minimales pour le circuit d’essai, entre les prises de pression A et B, ne s’écarte pas de plus de 3 % de la différence entre les facteurs de résistance à l’écoulement des prises de pression C et D.

D.2.3 Fluides d’essai

Il convient que les fluides d’essai utilisés pour déterminer les données relatives à l’écoulement soient de l’air sec ou d’autres fluides compressibles de propriétés connues. Les vapeurs saturées ne sont pas acceptables comme fluides d’essai. Il convient de veiller à éviter un givrage interne durant l’essai.


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D.2.4 Eprouvettes

D.2.4.1 Pour chaque type ou modèle de disque de rupture, il convient que le fabricant soumette à l’essai les dispositifs de sûreté à disque de rupture prescrits conformément à D.3, et qu’il fournisse des dessins en coupe montrant la conception du dispositif de sûreté à disque de rupture.

D.2.4.2 Il convient que les dispositifs de sûreté à disque de rupture soumis à l’essai soient représentatifs du type d’assemblage de disque de rupture ou du modèle pour lequel le facteur de résistance est exigé, qu’ils soient sélectionnés dans un lot d’essai type de disques ayant la même dimension et le même type et qu’ils portent un marquage conforme à l’ISO 4126-2.

D.2.4.3 Il convient que le diamètre nominal de la tuyauterie du circuit d’essai soit le même que celui du dispositif de sûreté à disque de rupture soumis à l’essai.

D.2.4.4 Il convient que les informations suivantes soient documentées avant d’effectuer les essais:

— la spécification complète du(des) dispositif(s) de sûreté à disque de rupture à soumettre à l’essai;

— des précisions sur le circuit d’essai, y compris l’instrumentation, les modes opératoires d’essai et d’étalonnage proposés, ainsi que la démonstration de leurs limites d’incertitude.

D.2.4.5 Pour les conceptions de dispositifs de sûreté à disque de rupture à soumettre à l’essai, il convient que la rupture des éprouvettes ait lieu:

— dans le circuit d’essai immédiatement avant l’essai d’écoulement; ou

— du fait du fabricant, en présence d’un témoin indépendant qui certifie les éprouvettes ayant éclaté à utiliser pour chaque essai de résistance à l’écoulement.

NOTE Cette méthode peut être utilisée pour les disques de rupture dont la température coïncidente se situe hors de la plage comprise entre 15 °C et 30 °C.

D.3 Mode opératoire d’essai

D.3.1 Généralités

Il convient que chaque instrument utilisé durant l’essai comporte un numéro de série ou toute autre forme d’identification sûre. Selon son type, il convient que chaque instrument soit étalonné. Il convient que des enregistrements des étalonnages pertinents des instruments soient disponibles pour examen.

D.3.2 Essaideruptureutilisantunfluideincompressible

D.3.2.1 Le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être rompu en utilisant un volume de fluide incompressible dans les conditions suivantes en vue de déterminer la pression de rupture et les caractéristiques d’ouverture.

D.3.2.2 Montage d’essai de rupture.

D.3.2.2.1 Se reporter à la Figure D.2 qui illustre un montage d’essai type. D’autres montages sont possibles pour autant que les conditions suivantes soient remplies.

D.3.2.2.2 Si de l’air sous pression est utilisé comme source de mise en pression, il ne doit pas dépasser 5 % du volume du montage d’essai en amont au moment de la rupture.


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D.3.2.2.3 Le fluide en contact avec le disque de rupture doit être incompressible et doit le rester pendant l’ouverture du disque de rupture.

D.3.2.2.4 Aucun fluide compressible sous pression ne doit passer à travers le disque de rupture durant l’essai.

D.3.2.2.5 Le mesurage de la pression doit être effectué le long de l’axe horizontal du dispositif à disque de rupture pour éliminer l’erreur induite par la pression de refoulement.

D.3.2.2.6 Si une pompe hydraulique est utilisée en tant que mécanisme de mise en pression, sa capacité d’écoulement ne doit pas dépasser 5 % de la capacité d’écoulement du dispositif à disque de rupture à la pression de rupture assignée.

D.3.2.2.7 Si une partie du disque de rupture s’étend au-delà du support du disque de rupture après l’ouverture, le raccord de sortie doit avoir les mêmes dimensions internes que l’appareillage d’essai de résistance à l’écoulement (Voir la Figure D.1).


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Légende1 évent2 le diamètre normal de la tuyauterie doit être supérieur ou égal au diamètre nominal du dispositif à disque

de rupture3 dispositif à disque de rupture4 fluide incompressible5 draina Écoulement.b Alimentation en liquide.c Sonde de température.d Mesurage de pression en ligne avec le dispositif à disque de rupture.e Alimentation en vapeur.

FigureD.2—Appareillaged’essaitypepourl’essaideruptureutilisantunfluideincompressible

D.3.2.3 Mode opératoire d’essai de rupture

D.3.2.3.1 Le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être installé dans l’appareillage d’essai de rupture conformément aux instructions du fabricant.

D.3.2.3.2 Toute quantité de fluide compressible piégée juste en amont du disque de rupture doit être évacuée.

D.3.2.3.3 La pression à l’entrée doit être augmentée jusqu’à 90 % de la pression de rupture minimale prévue, dans un délai d’au moins 5 s. Ensuite, la pression à l’entrée doit être augmentée linéairement à une vitesse permettant une lecture précise de la pression, dans un délai maximal de 120 s jusqu’à rupture du disque.


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D.3.2.3.4 Enregistrer la température du fluide d’essai et la pression de rupture du dispositif.

D.3.2.3.5 Retirer le dispositif de sûreté à disque de rupture de l’appareillage d’essai de rupture. Ne pas altérer la caractéristique d’ouverture du disque de rupture.

D.3.3 Essaideruptureutilisantunfluidecompressible

Le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être rompu en utilisant un volume de fluide dans les conditions suivantes en vue de déterminer la pression de rupture et les caractéristiques d’ouverture.

D.3.3.1 Montage d’essai de rupture

D.3.3.1.1 Se reporter à la Figure D.3 qui illustre un montage d’essai type. D’autres montages sont admis.

D.3.3.1.2 Si une partie du disque de rupture s’étend au-delà du support du disque de rupture après l’ouverture, le raccord de sortie doit avoir les mêmes dimensions internes que l’appareillage d’essai de résistance à l’écoulement (voir Figure D.1).


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Key1 dispositif à disque de rupture2 le diamètre normal de la tuyauterie doit être supérieur ou égal au diamètre nominal du dispositif à disque

de rupturea Écoulement.b Mesurage de la pression.c Alimentation en vapeur.

FigureD.3—Appareillaged’essaitypepourl’essaideruptureutilisantunfluidecompressible


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D.3.3.2 Mode opératoire d’essai de rupture

D.3.3.2.1 Le dispositif de sûreté à disque de rupture doit être installé dans l’appareillage d’essai conformément aux instructions du fabricant.

D.3.3.2.2 La pression à l’entrée doit être augmentée jusqu’à 90 % de la pression de rupture minimale prévue, dans un délai d’au moins 5 s. Ensuite, la pression à l’entrée doit être augmentée linéairement à une vitesse permettant une lecture précise de la pression, dans un délai maximal de 120 s jusqu’à rupture du disque.

D.3.3.2.3 Enregistrer la température du fluide d’essai et la pression de rupture du dispositif.

D.3.3.2.4 Si nécessaire, retirer le dispositif de l’appareillage d’essai, en veillant à ne pas altérer la caractéristique d’ouverture du dispositif.

D.3.4 Essai de résistance à l’écoulement

D.3.4.1 Avant d’effectuer un essai d’écoulement, il convient d’effectuer un essai préliminaire sans l’éprouvette pour vérifier qu’il n’y a pas de fuites dans l’appareillage d’essai et que les manomètres différentiels fonctionnent correctement et qu’ils se situent dans leur gamme de pressions étalonnée.

D.3.4.2 Il convient de mesurer la pression atmosphérique sur le site d’essai avec une précision d’au moins ± 1,0 mbar.

D.3.4.3 Il convient d’installer l’éprouvette conformément à la Figure D.1.

D.3.4.4 Si le dispositif de sûreté à disque de rupture doit faire l’objet d’une rupture dans le circuit d’essai, il convient d’augmenter la pression enregistrée à la prise de pression amont B comme spécifié en D.3.7.2, tout en maintenant la température dans la plage applicable jusqu’à rupture du disque de rupture. La pression de rupture du disque de rupture et la température du fluide doivent être enregistrées.

D.3.4.5 Des essais de certification de la résistance à l’écoulement doivent être effectués à une pression d’entrée du dispositif à disque de rupture ne dépassant pas 110 % de la pression de rupture spécifiée. Il convient d’établir la pression de débit et de la maintenir jusqu’à ce que les instruments de mesure de l’écoulement indiquent un état stable.

D.3.4.6 Il convient d’enregistrer simultanément les mesures suivantes (il est préférable d’utiliser un système d’acquisition de données pour ces mesures).

D.3.4.7 Au moyen d’un compteur à déduction subsonique:

a) la pression à l’entrée du circuit d’essai;

b) la température à l’entrée du circuit d’essai;

c) la pression statique d’entrée du débitmètre;

d) la température totale d’entrée du débitmètre;

e) la pression différentielle du débitmètre;

f) la pression à la prise de pression B;

g) la pression différentielle entre les prises de pression A et B;

h) la pression différentielle entre les prises de pression B et C;


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i) la pression différentielle entre les prises de pression C et D.

D.3.4.8 Au moyen d’un compteur à déduction sonique:

a) la pression à l’entrée du circuit d’essai;

b) la température à l’entrée du circuit d’essai;

c) la pression totale d’entrée du débitmètre;

d) la température totale d’entrée du débitmètre;

e) la pression à la prise de pression B;

f) la pression différentielle entre les prises de pression A et B;

g) la pression différentielle entre les prises de pression B et C;

h) la pression différentielle entre les prises de pression C et D.

D.3.4.9 Après avoir enregistré les mesurages, il convient d’effectuer deux comparaisons pour confirmer la validité des résultats d’essai, après avoir effectué les calculs conformément à l’Equation (22).

D.3.4.10 Il convient de vérifier que la différence entre les facteurs de résistance à l’écoulement des prises de pression C et D (en aval de l’éprouvette) ne s’écarte pas de plus de 3 % de la valeur de la différence entre les facteurs de résistance à l’écoulement des prises de pression A et B (en amont de l’éprouvette). Si la limite de 3 % n’est pas respectée, effectuer l’essai décrit en D.3.4.11.

D.3.4.11 Il convient de répéter tous les mesurages à la même pression nominale, sans disque de rupture installé dans le circuit d’essai, pour vérifier que la différence entre les facteurs de résistance à l’écoulement des prises de pression C et D ne s’écarte pas de plus de 3 % des différences entre les facteurs de résistance à l’écoulement des prises de pression A et B (voir D.2.2.7).

S’il s’avère que les critères ci-dessus n’ont pas été satisfaits, l’essai doit être considéré comme non valide.

S’il s’avère que les critères ci-dessus ont été satisfaits, l’essai doit être considéré comme valide. Le KR doit alors être calculé sur la base de la longueur du tuyau et de la pression différentielle entre les prises de pression B et D.

D.3.4.12 Si un dispositif de sûreté à disque de rupture ne satisfait pas ou dépasse les exigences de performance spécifiées pour la pression de rupture ou la résistance à l’écoulement, il convient de répéter l’essai sur deux dispositifs de remplacement, sélectionnés et soumis à essai selon le même mode opératoire que ci-dessus pour chaque dispositif n’ayant pas satisfait aux exigences.

D.4 Calcul de la valeur de résistance à l’écoulement à partir des données d’essai de l’écoulement

D.4.1 Données exigées

Les données relatives au circuit d’essai, au fluide d’essai et aux mesures enregistrées durant l’essai sont utilisées pour déduire le facteur de résistance à l’écoulement KR pour chaque éprouvette. Ceci est illustré par le diagramme de la Figure D.4.


ISO 4126-6:2014(F)

Légende1 p12 Distance en diamètre de tuyauterie (D)3 Pression4 Tuyauterie d’entrée du circuit d’essai5 Prise de pression A6 Prise de pression B7 Prise de pression C

8 Prise de pression D9 Chute de pression causée par la résistance à l’écoulement de l’installation de l’éprouvette10 Tuyauterie de sortie du banc d’essai11 Sans éprouvette installée12 Avec éprouvette installée

Figure D.4 — Détermination of KR - Mesurages de la résistance à l’écoulement sur le circuit du banc d’essai

D.4.2 Evaluation des données

Le facteur de résistance à l’écoulement KR, qui est une expression sans dimension de la perte de charge dynamique attribuée à la présence, dans une tuyauterie, d’un dispositif de sûreté à disque de rupture ayant éclaté, est calculé au moyen des équations suivantes.

D.4.2.1 Le nombre de Mach à l’entrée du circuit d’essai d’écoulement est calculé comme suit:

— Vitesse de transfert de masse:

G QD

=

× −

m

π2

6

410

(12)

— Nombre de Mach:

Ma Gp

RTMk

YBkk

1 5 1

1

60 60 10

1

1

=× ×

×

+( )−( )

B

(13)

— Résoudre par itération:

Yk Ma

1

1

2

11

2= +

−( ) (14)

D.4.2.2 La pression et la température à l’entrée du circuit d’essai d’écoulement sont calculées comme suit:

p pk Ma

kk

1

1

2

12

2 1

=+ −( )

−B (15)


ISO 4126-6:2014(F)

T T pp

kk

1

1

=

−( )B

1

B

(16)

D.4.2.3 Le facteur de résistance à l’écoulement entre la tuyauterie d’entrée du circuit d’essai et chaque prise de pression est calculé, pour chacune des prises de pression en amont et en aval, au moyen des équations suivantes pour chaque prise de pression:

— Température à la prise de pression, Ttap:

T T

k Ma pp

k Ma

k

tap

tap

=

− + + −( )

+ −( )

1

1

2 1

2

1

2

1 1 2 1 1 12

−−( )

1 1

2 1

2

Ma pptap

(17)

— Vitesse sonique à la prise de pression, Ctap:

Ck R TMtap

tap=· ·

(18)

— Volume massique à la prise de pression, vtap:

vR TM ptap

tap

tap

=

1

105

·

· (19)

— Nombre de Mach à la prise de pression, Matap:

Ma G vCtap

tap

tap

=×

60 60

(20)

— Coefficient de détente à la prise de pression, Ytap:

Yk Ma

tap

tap= +−( ) ( )

1

1

2

2

(21)

— Facteur total de résistance à l’écoulement à la prise de pression:

KMa Ma

k Ma Y

Ma Ytap

tap

tap

tap=

− − +

×

×

×

1 1 1

212 2

21

12

ln

kk (22)

D.4.2.4 Le facteur de résistance à l’écoulement pour un assemblage installé dans un système de tuyauterie peut généralement être exprimé comme la résistance à l’écoulement équivalente d’une longueur de tuyauterie du même diamètre nominal, suivant l’équation:

K f LDR

=

4 (23)

Il convient de déterminer la valeur de KR pour l’éprouvette à l’aide de la méthode de calcul suivante.

D.4.2.5 Un facteur de frottement est calculé pour la tuyauterie du circuit d’essai à partir des données d’essai enregistrées pour les prises de pression A et B. La différence entre la valeur de Ktap calculée comme ci-dessus pour chaque prise de pression est reliée à la distance les séparant par l’équation:


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fK K

A B

tapB tapA

− =−( )120

(24)

D.4.2.6 Ce facteur de frottement et la différence entre les facteurs de résistance à l’écoulement aux prises de pression B et C sont utilisés pour calculer une longueur de tuyauterie équivalente entre ces prises de pression:

LD

K Kf

calc tapC tapB

A B

=−

−4 (25)

D.4.2.7 Cette longueur LCALC est comparée à la distance réelle entre les prises de pression B et C et la différence est utilisée pour déduire KR pour l’éprouvette.

K f LD

LDR A B

CALC ACT= −

−4 4 (26)

NOTE La longueur réelle LACT distance entre les prises de pression B et C, est égale à 14 x D.

EXEMPLE Pour un dispositif de sûreté à disque de rupture DN 50, la longueur réelle B-C est 700 mm.


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Annexe E (informative)

Essai de type des dispositifs de sûreté à disque de rupture qui ne

se referment pas

E.1 Essai de type

E.1.1 La méthode d’essai servant à établir le facteur de résistance à l’écoulement pour une dimension, un type ou un modèle particulier d’assemblage de disque de rupture doit être appliquée en utilisant un dispositif de sûreté complet à disque de rupture, y compris, le cas échéant, un support de disque de rupture.

E.1.2 Un changement de matériau pour les disques de rupture et les autres composants des assemblages de disque de rupture, tels que joints d’étanchéité, anneaux de renfort et supports de dépression, n’est pas considéré comme un changement de conception et n’exige pas un nouvel essai.

E.1.3 La résistance à l’écoulement de dispositifs à disque de rupture soumis à l’essai avec des éléments de disque non soumis à la pression tels que joints d’étanchéité, anneaux de renfort et supports de dépression, est applicable aux dispositifs à disque de rupture de conception identique mais ne comportant pas de joints, d’anneaux de renfort ou de supports de dépression.

E.1.4 Il est possible d’utiliser des chemisages, des revêtements ou des dépôts métalliques supplémentaires pour des dispositifs à disque de rupture de conception identique, à condition que:

— le fabricant ait effectué un essai de vérification sur des disques de rupture avec le chemisage, le revêtement ou le dépôt métallique supplémentaire et qu’il ait consigné le fait que l’ajout de ces matériaux n’a pas d’incidence sur la configuration d’ouverture du disque de rupture; et

— de tels essais de vérification doivent être effectués sur des disques de rupture de la plus petite dimension et de pression de rupture minimale pour lesquels la résistance à l’écoulement avec des matériaux supplémentaires doit être appliquée.

E.1.5 Lorsque des changements sont opérés dans la conception d’un dispositif de sûreté à disque de rupture et qu’ils affectent l’ouverture et/ou les caractéristiques de performance à la rupture du dispositif, de nouveaux essais conformes à la présente norme doivent être effectués.

E.1.6 La certification de la résistance à l’écoulement des dispositifs à disque de rupture peut être déterminée par l’une des méthodes suivantes.

E.1.7 Méthode pour une dimension

E.1.7.1 La résistance à l’écoulement certifiée, qui est déterminée par cette méthode, s’applique uniquement au dispositif de sûreté à disque de rupture de la dimension soumise à l’essai.

E.1.7.2 Pour chaque type ou modèle de dispositif de sûreté à disque de rupture, trois disques de rupture issus du même lot doivent faire l’objet individuellement d’une rupture et d’un essai d’écoulement conformément à l’Annexe D.


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E.1.7.3 La pression de rupture doit être la pression minimale pour le disque de rupture de la dimension soumise à l’essai.

E.1.7.4 Les résultats d’essai ainsi obtenus peuvent être inclus, selon le cas, dans la méthode pour trois dimensions.

E.1.8 Méthode pour trois dimensions

E.1.8.1 Il convient que la résistance à l’écoulement certifiée, qui est déterminée par cette méthode, soit appliquée à toutes les dimensions et pressions de rupture définies en conception pour le dispositif de sûreté à disque de rupture soumis à l’essai.

E.1.8.2 Pour chaque dispositif de sûreté à disque de rupture, il convient que trois disques de rupture provenant du même lot fassent l’objet d’une rupture et d’un essai d’écoulement conformément à l’Annexe D pour chacune des trois dimensions différentes de la même conception.

E.1.8.3 La pression de rupture doit être la pression minimale du dispositif de sûreté à disque de rupture pour chacune des dimensions soumises à l’essai.

E.2 Détermination de la valeur KR assignée

E.2.1 Calculer la valeur moyenne de la résistance à l’écoulement en utilisant les résultats individuels des essais d’écoulement.

E.2.2 Calculer l’écart absolu de chaque résultat d’essai par rapport à la moyenne.

E.2.3 Calculer l’écart absolu moyen par rapport à tous les résultats d’essai.

E.2.4 Chaque résultat d’essai individuel ne doit pas s’écarter de plus de ± 3 écarts par rapport à la moyenne. Si une valeur mesurée de KR dépasse cette tolérance, elle doit être remplacée en effectuant deux nouveaux essais permettant de calculer une nouvelle moyenne de KR et un nouvel écart moyen à partir desquels la tolérance admissible finale est établie.

E.2.5 La valeur assignée de KR pour le modèle de dispositif de sûreté à disque de rupture ne doit pas être inférieure à la valeur moyenne de la résistance à l’écoulement plus 3 déviations.

E.2.6 La valeur assignée de KRG doit être calculée par des essais d’écoulement déduits de 3 essais de rupture en présence de fluides compressibles par dimension en utilisant la plus faible pression de rupture de la conception par dimension.

E.2.7 La valeur assignée de KRL doit être calculée par des essais d’écoulement déduits de 3 essais de rupture en présence de fluides incompressibles par dimension en utilisant la plus faible pression de rupture de la conception par dimension.

E.2.8 La valeur assignée de KRGL doit être calculée par des essais d’écoulement déduits d’un essai de rupture en présence d’un fluide incompressible par dimension et de deux essais de rupture en présence d’un fluide compressible par dimension en utilisant la plus faible pression de rupture de la conception par dimension.


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Annexe F (informative)

Caractéristiques de performance des dispositifs de sûreté à disque

de rupture

Tableau F.1 — Tolérances de performance types

Types de disque de rupture (voir l’ISO 4126-2:2003, Article 5)

Pression de rupture spécifiée(barmano-

métrique)Tolérance de per-

formance type

Bombé conventionnel simpleBombé conventionnel fenduBombé conventionnel simple à lignes de rupture

Moins de 0,5 ± 50 %0,5 à moins de 1,5 ± 30 % à ± 15 %1,5 et au-dessus ± 10 %

Bombé conventionnel simple avec lames de couteauxMoins de 2,0 ± 0,1 bar

2,0 et au-dessus ± 5 %

Bombé inverse à lignes de ruptureMoins de 3 ± 0,15 bar

3 et au-dessus ± 5 %

Bombé inverse glissant ou détachableMoins de 1 ± 15 %

1 à moins de 2 ± 10 %2 et au-dessus ± 5 %

Bombé inverse avec lames de couteauxMoins de 1 ± 0,15 bar

1 à moins de 3 ± 15 %3 et au-dessus ± 5 %

Bombé inverse actionné par le cisaillementMoins de 3 ± 0,15 bar

3 et au-dessus ± 5 %

Bombé inverse, composite ou multicouchesMoins de 0,5 ± 15 %

0,5 à moins de 3 ± 10 %3 et au-dessus ± 5 %

Elément de graphite remplaçableMonobloc en graphite

Moins de 0,5 Jusqu’à ± 25 %0,5 et au-dessus ± 10 %

Chemisé plat fenduMoins de 0,5 ± 50 %

0,5 à moins de 1,5 ± 30 % à ± 15 %1,5 et au-dessus ± 10 %

NOTE 1 Le tableau donne des lignes directrices pour les tolérances de performance types. Des tolérances plus étroites peuvent être obtenues.

NOTE 2 Les tolérances de performance typiques sont spécifiées pour une pression de rupture avec des quantités ou des pourcentages positifs et négatifs égaux. Il est possible de les convertir pour une pression de rupture maximale spécifiée et une pression de rupture minimale spécifiée.

NOTE 3 Pour chaque application, il convient d’obtenir la tolérance de performance auprès du fabricant.


ISO 4126-6:2014(F)

Tableau F.2 — Ratios de service maximaux types

Type de disque de rupture(voir l’ISO 4126-2:2003, Article 5)

Ratios de fonctionnement maximaux types

Bombé conventionnel simple 0,7Bombé conventionnel fendu 0,8Bombé conventionnel simple à lignes de rupture 0,8Bombé conventionnel simple avec lames de couteaux 0,7Bombé inverse à lignes de rupture 0,9Bombé inverse glissant ou détachable 0,9Bombé inverse avec lames de couteaux 0,9Bombé inverse actionné par le cisaillement 0,9Bombé inverse, composite ou multicouches 0,9Elément de graphite remplaçable 0,8Monobloc en graphite 0,8Chemisé plat fendu 0,5NOTE 1 Pour la définition du ratio de service, voir 3.28.

NOTE 2 Le tableau donne des lignes directrices pour les ratios de service maximaux types pour une température comprise dans la plage de 15 °C à 30 °C.

NOTE 3 Le ratio de service dépend de plusieurs facteurs, y compris le matériau du disque de rupture, la température et les cycles ou pulsations de pression, qu’il est nécessaire d’examiner pour obtenir un intervalle de remplacement acceptable (voir Annexe B).

NOTE 4 Pour chaque application, il convient d’obtenir le ratio de service auprès du fabricant.


ISO 4126-6:2014(F)

Bibliographie

[1] ISO 4126-1, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 1: Soupapes de sûreté

[2] ISO 4126-4, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 4: Soupapes de sûreté pilotées

[3] ISO 4126-5, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 5: Dispositifs de sécurité asservis (CSPRS)

[4] ISO 4126-7, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 7: Données communes

[5] PTC 25-2008, Pressure Relief Devices, American Society of Mechanical Engineers

[6] Buck H.D. 1984. Technische Überwachung Nr. 10, October 1984 “Neue Versuchsergebnisse als Grundlage zur Bemessung von Berstsicherungen und Zuleitungen”.

[7] IUPAC Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances. Atomic weights of the elements. Pergamon Press, 1983

[8] Pure and Applied Chemistry, Oxford 1984 pp 653-674.

[9] Braker and Mossman. Matheson Gas Data Book 1980. Matheson Gas Products, Sixth Edition, 1980

[10] Shapiro: the dynamics and thermodynamics of compressible fluid flow. Roland Press. Volume 1, 1953.

[11] Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 1984. 6te Aufl. Mc Graw Hill Verlag; Pages 5-30 and 31 Flow in Pipes and Channels.

[12] Levenspiel M. Design Chart for Adiabatic Flow of Gases, useful for finding the discharge rate in a given pipe system. J. American Institute for Chemical Engineering. 1977; 23:402 ff.

[13] Lapple C.E. Isothermal and Adiabatic Flow of Compressible Fluids. Trans. AIChE, Pages 385-432, 1943


ISO 4126-6:2014(F)

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NORME ISO INTERNATIONALE 4126-6