Procédure de test des soupapes de sécurité : contrôle du réglage de la pression, test d'étanchéité et recertification

1. Portée et objectif

Ce guide pratique couvre les procédures de démontage, d'inspection interne, de test de pression de réglage, de test d'étanchéité et de recertification des soupapes de sûreté à ressort (SPV) et des soupapes de sûreté pilotes (PLV) utilisées pour protéger les équipements industriels contre la surpression. Les tests et la maintenance de ZK sont essentiels pour garantir la sécurité du personnel, l’intégrité de l’équipement et le respect des normes de fabrication. Cette procédure s'applique aux sociétés de capital-risque travaillant avec des liquides, des gaz et de la vapeur dans les industries chimiques, pétrolières et gazières, énergétiques et alimentaires. Il est recommandé de tester et de recertifier la vanne conformément au programme de maintenance préventive, après tout événement de surpression ou si un dysfonctionnement de la vanne est suspecté.

2. Précautions

ATTENTION ! Risque énergétique et danger de mort !

• Avant de commencer tout travail avec le ZK, veillez à effectuer la procédure de blocage/marquage (LOTO) conformément aux instructions internes de l'entreprise. Assurez-vous que toutes les sources d'énergie (mécaniques, électriques, hydrauliques, pneumatiques, chimiques, thermiques) sont isolées et bloquées.
• Ne travaillez pas sous pression. Assurez-vous que le système dans lequel le ZK est installé est complètement hors tension et que la pression est réduite à la pression atmosphérique.
• Utilisez l'équipement de protection individuelle (EPI) approprié : lunettes de sécurité (DSTU EN 166 :2017), gants de protection (DSTU EN 388 :2017), vêtements de protection (DSTU EN ISO 13688 :2016), chaussures de protection avec embouts métalliques (DSTU EN ISO 20345 :2016) et protection auditive (DSTU EN 352-1 :2017) lorsque vous travaillez avec des équipements bruyants ou des environnements potentiellement explosifs.
• Les liquides chauds et la vapeur peuvent provoquer de graves brûlures. Laisser la vanne et la tuyauterie refroidir complètement avant le démontage.
• Les liquides toxiques ou agressifs nécessitent des EPI et des procédures de manipulation spéciaux. Lire la fiche de données de sécurité (MSDS) du fluide contenu dans le système.
• Utilisez un équipement de levage approprié pour les vannes lourdes. Assurez-vous que la vanne est solidement fixée pendant le transport et les tests.

3. Outils et matériels nécessaires

4. Liste de contrôle d'inspection avant réparation

5. Procédure étape par étape

Cette procédure consiste à démonter le ZK de la ligne technologique pour le tester sur un stand spécialisé.

1. Démontage du ZK de la ligne

   1. Isolement et LOTO : Suivez STRICTEMENT la procédure LOTO. Isolez le CC de toutes les sources de pression et d'énergie. Fermez le robinet d'arrêt avant et après ZK.
   2. Soulagement de la pression : Lentement et de manière contrôlée, relâchez la pression résiduelle de la section du pipeline où le ZK est installé à travers le trou de vidange. Assurez-vous que la pression a atteint la pression atmosphérique. Ne précipitez jamais le processus de dépressurisation.
   3. Drainage : Assurer le drainage complet des fluides de la vanne et de la tuyauterie adjacente.
   4. Dévissage des boulons : Desserrez et dévissez les boulons de la bride ZK. Utilisez les clés appropriées.
   5. Retrait du ZC : À l'aide d'un équipement de levage (si le ZC est lourd), retirez soigneusement la vanne de la conduite. Assurez-vous que la valve est soutenue uniformément. Évitez les chutes et les chocs qui pourraient endommager les composants internes de la valve.
   6. Transport : Transportez le ZK jusqu'au site de test en position verticale pour éviter d'endommager la selle et le disque.

2. Nettoyage et inspection externes

   1. Nettoyage : Nettoyez soigneusement les surfaces externes du ZK de la saleté, de la rouille et des vieux joints. Utilisez des brosses métalliques pour les grosses saletés et des chiffons non pelucheux avec du solvant pour le nettoyage final.
   2. Inspection visuelle détaillée : Réinspectez le corps, les brides, le capuchon et la tige pour déceler les fissures, les déformations, les dommages dus à la corrosion et l'usure. Portez une attention particulière aux joints et aux soudures.
   3. Vérification de la plaque signalétique : Assurez-vous que toutes les données figurant sur la plaque signalétique (pression de réglage, pression de dégagement, matériau) correspondent à la fiche technique et aux exigences du système.

3. Démontage (pour maintenance complète)

   Cette étape est effectuée si une maintenance complète, une inspection interne ou une réparation est prévue. Une simple vérification de la pression de réglage peut ne pas nécessiter un démontage complet.

   1. Marquage : Avant le démontage, marquez les pièces, ce qui vous permettra d'assembler correctement la vanne. Prenez une photo de l'emplacement des composants.
   2. Retrait du capuchon/couvercle : Dévissez soigneusement les boulons fixant le capuchon/couvercle.
   3. Retrait du ressort : Retirez les rondelles de réglage (le cas échéant) et retirez délicatement le ressort. Vérifiez toujours le ressort pour détecter toute corrosion, fissure ou déformation.
   4. Pour retirer la potence, le disque et la selle : Retirez délicatement la potence, le disque et la selle (si amovibles).
   5. Nettoyage des composants : Nettoyez soigneusement chaque pièce des dépôts, de la corrosion et des particules étrangères.

4. Inspection interne et mise à la patte

   1. Inspection des surfaces internes : Inspectez les surfaces internes du corps de vanne pour déceler toute corrosion, érosion ou cavitation.
   2. Inspection du siège et du disque : Inspectez soigneusement les surfaces de travail du siège et du disque à la recherche de rayures, de bosses, de dommages dus à la corrosion ou de signes d'érosion. Les surfaces doivent être parfaitement lisses.
   3. Rodage (si nécessaire) : Si les surfaces de la selle et du disque sont endommagées, effectuez un rodage. Utilisez des pâtes à roder à grains grossiers à fins. Obtenez une surface semblable à un miroir et une planéité parfaite. La planéité peut être vérifiée à l'aide d'un appareil de mesure optique de planéité et d'une lumière monochromatique (pas plus de 1 à 2 anneaux lumineux sont autorisés). Ne permettez pas un retrait excessif de métal, car cela pourrait altérer la géométrie et les performances de la vanne.
   4. Inspection du ressort : Vérifiez le ressort pour déceler toute déformation, fissure ou corrosion. Mesurez la longueur libre du ressort et comparez-la avec les données du fabricant. Un ressort déformé ou endommagé doit être remplacé.
   5. Inspection de la tige et du guide : Inspectez la tige pour déceler sa rectitude, son usure ou sa corrosion. Inspectez l’usure des bagues de guidage. Le mouvement de la tige doit être libre.

5. Collection de ZK

   1. Installation du siège et du disque : Installez le siège et le disque nettoyés et poncés.
   2. Pour installer la tige et le ressort : Installez la tige, le ressort et les rondelles de réglage. Assurez-vous que tous les composants sont dans la bonne position.
   3. Vissage du capuchon/couvercle : Installez un nouveau joint (matériau selon DSTU EN 1514-1 :2009 pour les brides) et installez le capuchon/couvercle. Serrez les boulons avec une clé dynamométrique en croix selon les recommandations du fabricant. Valeurs typiques des couples de serrage pour les brides ANSI B16.5 : pour les boulons M20 de classe 8.8 – 200-250 Nm. Un couple de serrage incorrect peut entraîner une déformation du boîtier, des fuites ou un blocage du mécanisme.

6. Test de pression réglée (pression d'ouverture)

   1. Installation sur banc : Installez le ZK sur un banc de test certifié. Assurez-vous que toutes les connexions sont serrées.
   2. Sélection du milieu de test : Utilisez le milieu de test approprié : air ou azote pour les gaz/vapeurs ; eau ou huile pour les fluides. La température de l'environnement de test doit être comprise entre 15 et 25 °C, sauf indication contraire du fabricant.
   3. Délivrance de pression : Appliquez une pression lentement et régulièrement à l'entrée ZK. Le taux d'augmentation de la pression ne doit pas dépasser 1 bar/s pour déterminer avec précision le point d'ouverture.
   4. Fixation de la pression d'ouverture : Enregistrez la lecture du manomètre de référence au moment où le disque commence à monter (mouvement visible du disque ou première bulle stable pour le gaz ZK). Il s'agit de la pression d'ouverture (pression de réglage).
   5. Réglage : Si la pression d'ouverture ne correspond pas à la valeur spécifiée (écart admissible ±3 % pour les ZK conformes à DSTU EN ISO 4126-1:2018), réglez-la à l'aide de la vis de réglage ZK. Pour augmenter la pression, tournez-la, pour la diminuer, dévissez-la. Après chaque réglage, répétez le test. N'essayez pas de régler la pression d'ouverture lorsque la vanne est sous une pression importante. Dépressurisez toujours avant de procéder au réglage.
   6. Retest : Après avoir atteint la pression d'ouverture requise, effectuez un minimum de 3 tests consécutifs pour garantir la stabilité du réglage. La différence entre les tests ne doit pas dépasser 0,5 %.

7. Définition de la pression de réinstallation

   La pression de fermeture arrière est la pression à laquelle le disque ZK revient au siège après une ouverture complète. Ceci est essentiel pour minimiser les pertes de produit et éviter les fuites permanentes.

   1. Poursuite du test : Après avoir complètement ouvert la vanne, réduire lentement la pression à l'entrée de la vanne.
   2. Fixation de la pression de fermeture inversée : Enregistrez la lecture du manomètre au moment où le disque ZK est complètement ramené sur le siège et où le flux de fluide s'arrête. C'est la pression de fermeture inversée.
   3. Critères : Pour les vannes à gaz, la pression de fermeture inversée est généralement de 80 à 90 % de la pression d'ouverture. Pour liquide ZK - 90-95% de la pression d'ouverture. Pour les valeurs spécifiques, voir le passeport ZK. Une pression de fermeture arrière insuffisante peut indiquer des problèmes avec le ressort ou les joints internes.

8. Test de fuite du siège

   Un test d'étanchéité du siège est effectué pour vérifier l'absence de fuite à la pression de fonctionnement ou à une pression proche mais inférieure à la pression d'ouverture.

   1. Alimentation en pression : Appliquez une pression égale à 80-90 % de la pression de réglage (selon DSTU EN ISO 4126-1:2018 et les exigences du fabricant) à l'entrée de l'unité de commande. Maintenez cette pression pendant 1 à 5 minutes pour se stabiliser.
   2. Méthode de test pour les gaz : Abaissez la sortie du ZK dans un récipient de mesure contenant de l'eau ou un liquide spécial pour détecter les bulles. Comptez le nombre de bulles en une minute.
   3. Débits de fuite admissibles (exemple) :
      • Pour un réservoir d'eau avec un diamètre de passage conditionnel jusqu'à DN50 : 1 à 5 bulles/min.
      • Pour ZK avec le diamètre du passage conditionnel DN50-DN100 : 5-10 bulles/min.
      • Pour ZK d'un diamètre supérieur à DN100 : 10-20 bulles/min.
      • Pour les applications particulièrement critiques : 0 bulle/min pendant 30 secondes.
      Vérifiez toujours les taux de fuite spécifiques dans le passeport ZK et les normes industrielles pertinentes. Des fuites excessives nécessitent un nouveau rodage ou le remplacement des composants de la selle/du disque.
   4. Méthode de test pour les liquides : Observez le débit de liquide provenant de la sortie. Les fuites admissibles sont généralement mesurées en gouttes par minute ou en absence de gouttes visibles. Alternativement, vous pouvez utiliser la méthode de chute de pression dans un volume fermé.

9. Test d'étanchéité externe

   1. Alimentation en pression : Appliquez la pression de fonctionnement maximale ou la pression d'ouverture à l'entrée de la vanne de régulation.
   2. Détection des fuites : Appliquez une solution savonneuse ou un détecteur de fuite spécial sur toutes les connexions externes (brides, connexions filetées, points d'insertion des tiges). L'absence de bulles indique une étanchéité.

10. Documentation et recertification

    1. Remplir le rapport : Remplissez le rapport de test qui doit contenir :
       • données ZC (modèle, numéro de série, DN, PN).
       • Pression ajustée, pression de fermeture, résultats des tests d'étanchéité.
       • Date du test, nom et signature de la personne responsable.
       • Matériel de test d'occasion et son étalonnage.
       • Conclusion sur l'aptitude à l'exploitation.
    2. Étanchéité : Après des tests réussis et une recertification, la vis de réglage ZK doit être scellée. Utilisez un joint non destructif (comme un fil métallique avec un joint en plastique) qui rend impossible la modification de la pression de réglage sans l'endommager.
    3. Marquage : Attachez une nouvelle étiquette d'identification au HC contenant des informations sur la date du test, la pression réglée, le numéro d'acte/certificat et la date du prochain test.

11. Réinstallation du ZK sur la ligne

    1. Préparation des brides : Nettoyez les brides du pipeline des vieux joints et de la saleté. Vérifiez les surfaces pour déceler tout dommage.
    2. Installation d'un nouveau joint : Installez un nouveau joint approprié entre les brides du ZK et la canalisation.
    3. Installation du ZK : À l'aide d'un équipement de levage, installez soigneusement le ZK dans la position de conception. Alignez les brides.
    4. Serrage des boulons : Installez les boulons à bride. Serrez-les avec une clé dynamométrique en croix en plusieurs étapes au couple recommandé. Pour les valeurs typiques, voir au paragraphe 5e. Un serrage inégal peut entraîner des fuites et une déformation des brides.
    5. Retrait de LOTO : Une fois tous les travaux et inspections terminés, supprimez le verrouillage et le marquage de LOTO.

12. Remise en service du système

    1. Augmentation progressive de la pression : Augmentez la pression du système lentement et de manière contrôlée.
    2. Vérifiez l'absence de fuites : Lorsque la pression de service est atteinte, vérifiez l'étanchéité de tous les raccords à l'aide d'une solution savonneuse.
    3. Contrôle du fonctionnement du ZK : Assurez-vous que le ZK reste hermétique à la pression de fonctionnement et qu'il ne subit aucune activation non autorisée.

6. Liste de contrôle de contrôle après réparation

7. Guide de dépannage

8. Calendrier d'entretien recommandé

9. Répertoire des pièces détachées

Le remplacement rapide des composants usés est essentiel au fonctionnement fiable du système de contrôle. Voici les pièces de rechange typiques :

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10. Liens

• DSTU EN ISO 4126-1 :2018 Dispositifs de sécurité pour la protection contre une pression excessive. Partie 1. Soupapes de sécurité.
• DSTU EN ISO 13688 : 2016 Vêtements de protection. Exigences générales.
• DSTU EN 166 :2017 Moyens de protection individuelle des yeux. Exigences techniques générales.
• DSTU EN 388 :2017 Gants de protection contre les risques mécaniques.
• DSTU EN 352-1 :2017 Moyens de protection individuelle des organes auditifs. Casque.
• DSTU EN ISO 20345 : 2016 Équipement de protection individuelle. Chaussures de protection.
• DSTU EN ISO 6789 :2019 Clés dynamométriques et tournevis.
• DSTU EN 1514-1 : 2009 Brides et leurs connexions. Types de joints pour brides de tuyaux. Partie 1. Joints plats non métalliques avec bords d'étanchéité.
• Manuel d'utilisation et d'entretien du fabricant de vannes (OEM).
• Instructions internes de l'entreprise sur la protection du travail et LOTO.