Soupapes de sûreté pour systèmes Skid pour ensembles de procédés modulaires, Skid utilitaires et équipements pré-assemblés
Les soupapes de sûreté pour systèmes Skid protègent les ensembles de procédés modulaires, les Skid de pompes, les Skid de compresseurs, les Skid de réduction de pression de gaz, les Skid de mesurage, les Skid de filtration, les Skid de dosage chimique, les Skid de transfert de chaleur, les Skid de carburant GNL, les Skid de génération d'azote, les Skid de traitement de l'eau et les équipements sous pression pré-assemblés contre la surpression. La sélection correcte de la soupape de sûreté (PSV) ou de la soupape de décharge (PRV) commence par les limites de la batterie du Skid, la pression maximale de conception et d'épreuve (MAWP) de l'équipement protégé, la classe de tuyauterie, la pression de tarage, le scénario de décharge, le débit maximal de la pompe ou du compresseur, le débit en cas de défaillance du régulateur, la dilatation thermique, la destination de la décharge, la contre-pression, la compatibilité des matériaux, l'espace d'installation et la documentation requise du projet.
Où sont utilisées les soupapes de sûreté dans les systèmes montés sur Skid
Un ensemble Skid peut comprendre des récipients sous pression, des pompes, des compresseurs, des régulateurs, des filtres, des échangeurs de chaleur, des vannes de régulation, des instruments et une tuyauterie d'interconnexion sur un cadre compact. La soupape de sûreté doit protéger la frontière de pression la plus faible à l'intérieur de l'ensemble et doit également correspondre au système de décharge du site en dehors de la limite de batterie du Skid.
Skid de pompes et d'injection chimique
Utilisé sur les ensembles de dosage, de mesurage, de transfert, de carburant, de glycol, de méthanol, d'amine, de soude caustique, d'acide et d'injection chimique. L'examen de la décharge doit inclure la pression de tête morte de la pompe, la décharge bloquée, la pulsation, le débit minimum, la compatibilité chimique et le routage sûr de retour ou de drainage.
Skids de compresseurs et de surpresseurs de gaz
Utilisé sur les groupes de compresseurs d'air, d'azote, d'hydrogène, de gaz naturel, de CO₂, d'oxygène et de réfrigération. La sélection doit examiner le débit maximal du compresseur, la température de refoulement, la pulsation, les vibrations, la pression maximale de service admissible (MAWP) du réservoir et la ventilation sûre du gaz.
Skids de gaz combustible et de réduction de pression
Utilisé sur les groupes de conditionnement de gaz combustible, de réduction de pression de gaz, de mesurage, de postes de régulation et d'alimentation en gaz de brûleur. La défaillance du régulateur, la MAWP en aval, la capacité de gaz, l'étanchéité du siège et le routage de la cheminée de ventilation sont essentiels à la sélection de la soupape de sûreté.
Skids de filtration et de séparation
Utilisé sur les filtres à cartouche, les coalesseurs, les crépines, les séparateurs, les épurateurs et les filtres à gaz combustible. Les scénarios de décharge comprennent la sortie bloquée, le colmatage du filtre, le passage de liquide, la défaillance du régulateur et la surpression du récipient.
Skids d'échange thermique et utilités
Utilisé sur les groupes d'eau chaude, de vapeur, d'huile thermique, de glycol, de réfrigération, de vaporiseur et d'échangeur de chaleur. L'examen de la décharge doit inclure la dilatation thermique, la rupture de tube, la défaillance du contrôle des utilités, la sortie bloquée et la sécurité de décharge à haute température.
Skids GNL, cryogéniques et de gaz spéciaux
Utilisé sur les groupes d'alimentation en gaz combustible GNL, de transfert cryogénique, de vaporiseur, d'azote, d'oxygène, d'hydrogène et de gaz spéciaux. Les matériaux à basse température, la décharge thermique de liquide piégé, la propreté à l'oxygène, l'étanchéité et la ventilation sûre doivent être examinés.
La sélection de la soupape de sûreté pour skids commence par la limite du groupe et le scénario de surpression
Les systèmes de skids sont souvent livrés sous forme d'équipements préfabriqués, mais le cas de surpression peut provenir de l'intérieur du skid ou des raccordements en amont et en aval de l'installation. La sélection correcte de la soupape de sûreté doit tenir compte de la limite de batterie du skid, de la classe de l'équipement protégé, de la classe de tuyauterie et de la manière dont la décharge de sécurité est gérée par le site.
Calage de pompe ou refoulement bloqué
Une pompe peut continuer à fournir du débit contre une vanne aval fermée, un filtre bloqué ou une sortie isolée. Le dimensionnement de la soupape de décharge doit utiliser la courbe de la pompe, le débit maximal, la pression de tête morte, la densité du fluide, la viscosité et la capacité de la ligne de retour.
Surpression de décharge ou de réservoir de compresseur
Les skid de compresseurs peuvent surpressuriser la tuyauterie de décharge, les refroidisseurs intermédiaires, les réservoirs, les séparateurs d'huile et les bouteilles inter-étages. La sélection doit confirmer la capacité maximale du compresseur, la MAWP du réservoir, les pulsations, les vibrations et la décharge sûre du gaz.
Défaillance de régulateur dans les skid de gaz
Les régulateurs de pression peuvent s'ouvrir en cas de défaillance et exposer la tuyauterie, les filtres, les débitmètres, les brûleurs ou les analyseurs du skid aval à une haute pression amont. Les soupapes de décharge doivent protéger le composant aval le moins résistant.
Dilatation thermique d'un liquide bloqué entre deux vannes
De petites sections de tuyauterie montées sur skid peuvent piéger du liquide entre les vannes d'isolement, les filtres, les échangeurs de chaleur ou les clapets anti-retour. Une décharge thermique peut être nécessaire même lorsque le volume piégé est faible, en particulier avec un traçage thermique, une utilité chaude ou une exposition extérieure.
Bouchage de filtre, blocage de séparateur ou protection de cuve
Les filtres, séparateurs, coalescents et petites cuves sous pression montés sur skid peuvent être surpressurisés lorsque les sorties sont bloquées ou que la pression différentielle augmente. La MAWP de la cuve, le bouchage de la cartouche et l'isolement de maintenance doivent être examinés.
Défaillance de contrôle d'utilité ou rupture de tube
Les skid d'échange thermique peuvent surpressuriser un côté basse pression si de la vapeur, de l'huile chaude, un réfrigérant ou un fluide de procédé haute pression fuit à travers un échangeur de chaleur. La rupture de tube, la sortie bloquée et la dilatation thermique doivent être examinées conjointement.
Cas d'application de soupape de sûreté pour système sur skid avec données RFQ typiques
Ces cas montrent comment les exigences des soupapes de sûreté montées sur skid sont couramment décrites avant la sélection du modèle. Le dimensionnement final doit être confirmé par le P&ID du skid, la MAWP de l'équipement protégé, la classe de tuyauterie, les conditions de procédé, le calcul de décharge et les exigences d'inspection du projet.
Cas 1 : Soupape de sûreté pour pompe de skid d'injection chimique
Pompe en charge bloquéeLes skids d'injection chimique utilisent souvent de petites soupapes de sûreté, mais la soupape doit néanmoins correspondre au cas de tête morte de la pompe et à la compatibilité chimique. Le routage de retour doit éviter la surpression du réservoir et l'exposition chimique.
Cas 2 : Soupape de sûreté pour skid de réduction de pression de gaz combustible
Défaillance du régulateurLes skids de gaz combustible doivent protéger le composant aval le moins résistant. La décharge de décharge doit être acheminée loin des zones closes, des prises d'air, des sources d'inflammation et des points d'accès des opérateurs.
Cas 3 : Soupape de sûreté de réservoir de skid de compresseur d'air comprimé
Récepteur d'airLes soupapes de sûreté de skid de compresseur doivent être sélectionnées en fonction de la PME du réservoir et du débit maximal du compresseur. La disposition compacte du skid doit toujours permettre une ventilation sûre, l'accès à la calibration et le remplacement de la soupape.
Cas 4 : Soupape de sûreté de skid de filtre coalescent
Sortie bloquéeLes skids de filtration peuvent subir une augmentation de pression due au colmatage des cartouches, aux sorties bloquées ou à la défaillance d'une commande amont. La sélection de la soupape de décharge doit protéger à la fois la cuve sous pression et la tuyauterie du skid connectée.
Cas 5 : Soupape de décharge pour skid de transfert de chaleur eau chaude / vapeur
Défaillance de serviceLes skids de transfert de chaleur peuvent nécessiter une protection par PSV et une décharge thermique. La source utilitaire haute pression et le côté procédé basse pression doivent être examinés conjointement.
Cas 6 : Soupape de décharge thermique pour skid d'alimentation en gaz combustible GNL
Service cryogéniqueLes skids GNL nécessitent un examen attentif des sections de liquide cryogénique bloquées. Les soupapes de décharge thermique peuvent être petites, mais elles protègent la tuyauterie du skid contre une augmentation sévère de la pression.
Matrice de données des soupapes de sûreté pour systèmes Skid
| Type de Skid | Milieu typique | Cause courante de décharge | Vérification technique requise | Revue recommandée de la soupape | Risque en cas d'omission |
|---|---|---|---|---|---|
| Skid de pompe / injection chimique | Méthanol, glycol, amine, acide, soude caustique, inhibiteur, eau | Pompe en tête de pompe, refoulement bloqué, dilatation thermique | Courbe de pompe, pression en tête de pompe, compatibilité chimique et pression de retour | Soupape de décharge avec garniture compatible et chemin de retour ou de drainage sûr | Rupture de tuyauterie de skid, rejet chimique ou dommages à la pompe |
| Skid de compresseur | Air, azote, gaz naturel, hydrogène, CO₂, réfrigérant | Décharge bloquée, défaillance de contrôle, surpression du récepteur | Débit maximal du compresseur, MAWP du récepteur, routage des pulsations et de l'évent | Soupape de sûreté gaz avec capacité certifiée et tuyauterie de sortie supportée | Surpression du récepteur, dégagement de gaz ou instabilité de la soupape |
| Unité (skid) de gaz combustible / PRS | Gaz naturel, gaz combustible, mélange d'hydrogène, azote | Défaillance du régulateur, fuite du bypass, blocage en aval | Pression de conception en aval, débit de défaillance du régulateur et dispersion de l'évent | Soupape de décharge de gaz à ressort ou pilotée selon la pression et la capacité | Surpression en aval ou dégagement de gaz inflammable dangereux |
| Unité (skid) de filtration / coalescent | Gaz combustible, diesel, solvant, liquide de procédé, gaz comprimé | Colmatage du filtre, sortie bloquée, défaillance du contrôle de la pression amont | PIV du récipient, pression différentielle, comportement de phase et isolation de maintenance | Soupape de sûreté dimensionnée pour la source amont ou le scénario de sortie bloquée | Rupture du corps de filtre ou libération par entraînement de liquide |
| Skid d'échange thermique | Vapeur, eau chaude, glycol, huile thermique, réfrigérant, liquide de procédé | Rupture de tube, défaillance du contrôle utilité, dilatation thermique | PIV côté échangeur, source haute pression, vaporisation et contre-pression | Soupape de sûreté ou soupape de décharge thermique basées sur le cas déterminant | Surpression côté basse pression ou décharge chaude dangereuse |
| Skid cryogénique / GNL | GNL, GNL₂, GLO₂, CO₂ liquide, vapeur de gaz froid | Dilatation thermique de liquide bloqué, fuite de chaleur, blocage du vaporiseur | Matériau basse température, volume de liquide piégé, givrage et voie de ventilation | Soupape de sûreté cryogénique ou soupape de décharge thermique avec voie de décharge approuvée | Fragilisation à froid, rupture de conduite ou ventilation glacée bloquée |
Comment spécifier correctement une soupape de sûreté pour système Skid
1. Définir la limite de batterie du Skid
Commencez par le PID du Skid, la limite de batterie, la pression de raccordement en amont et en aval, la philosophie d'isolement et la portée du package. Une soupape de sûreté (PSV) à l'intérieur du Skid peut protéger uniquement l'équipement empaqueté, ou elle peut également protéger la tuyauterie de l'usine en aval, selon la conception du projet.
2. Confirmer la frontière de pression protégée la plus faible
Vérifiez la MAWP du réservoir, la pression nominale du boîtier de filtre, la MAWP du côté échangeur, la pression nominale du tubage, la classe de tuyauterie, la pression nominale de l'instrument, la pression nominale de sortie du régulateur et la limite de pression de l'utilisateur en aval. La pression de tarage doit protéger la frontière crédible la plus faible.
3. Identifier le scénario de décharge déterminant
Les cas de décharge courants sur Skid comprennent la tête morte de pompe, la décharge bloquée de compresseur, la défaillance du régulateur, la sortie bloquée, le colmatage du filtre, la dilatation thermique, la rupture de tube, l'apport de chaleur, le cas d'incendie et le surremplissage de l'alimentation en amont.
4. Utiliser la capacité maximale de l'équipement, pas seulement le débit normal
Les cas de défaillance de pompe, de compresseur et de régulateur doivent être basés sur le débit crédible maximal dans la condition de décharge. Le débit de fonctionnement normal peut être bien inférieur à la capacité de décharge requise pour les scénarios de débit bloqué.
5. Examiner la disposition compacte et la tuyauterie de décharge
Les skids disposent d'un espace limité. L'orientation de la soupape, la force de réaction de la sortie, la drainabilité, l'accès opérateur, l'accès au levier de manœuvre, l'isolation, le traçage thermique, les vibrations et la contre-pression de décharge doivent être examinés avant de fixer la taille et le raccordement définitifs de la soupape.
6. Confirmer les matériaux et les documents de remise
Les matériaux du corps, de la garniture, du siège, du joint, du ressort et du soufflet doivent correspondre au fluide, à la température et aux exigences de nettoyage. Les documents du projet doivent inclure la fiche technique, les schémas, le MTC, le rapport d'étalonnage, le test de pression, le test d'étanchéité du siège et la liste des étiquettes, le cas échéant.
Les soupapes de sûreté pour skids doivent être examinées avec la disposition du package, les limites de batterie et le système de décharge du site
Pourquoi l'installation sur skid modifie les performances de la soupape
Les systèmes sur skid compressent plusieurs sources de pression, soupapes, instruments et réservoirs dans un petit encombrement. Une soupape de décharge peut être affectée par une tuyauterie à rayon court, des tubes de petit diamètre, des vibrations, une contre-pression élevée, des drains bloqués, l'isolement de maintenance, des collecteurs partagés et des raccordements aux limites de batterie du site.
L'installation de soupapes de sûreté sur skid doit examiner la perte de pression à l'admission, la force de réaction à la sortie, le routage de la ventilation ou du drainage, la politique des vannes d'isolement, la contre-pression du collecteur de décharge, la décharge de décharge dans le système du site, l'accès opérateur, le dégagement des instruments, les vibrations des équipements rotatifs et si la soupape de sûreté protège le composant visé.
Vérifications d'installation sur site
- Confirmer si la soupape de sûreté protège uniquement l'équipement du skid ou également l'équipement de l'usine en aval.
- Vérifier la Pression Maximale de Calcul (MAWP) de la cuve, la classe de tuyauterie, la pression nominale des tubes et la pression nominale de l'instrument.
- Installer la soupape à proximité du composant protégé lorsque cela est possible.
- Maintenir la perte de pression d'admission dans la limite de conception du projet.
- Supporter la tuyauterie de décharge sans charger le corps de la soupape ou la bride du skid.
- Évacuer les gaz, vapeurs toxiques, liquides chauds, vapeurs cryogéniques et fluides corrosifs vers des destinations sûres approuvées.
- Prévoir un accès pour le calibrage, les tests, la maintenance, le démontage et la lecture de la plaque signalétique.
Normes et documents à confirmer avant la commande
Références courantes pour les systèmes skid
Les spécifications de décharge des packages skid peuvent faire référence à ASME B31.3, ASME Section VIII, API 520, API 521, API 526, API 527, ISO, EN, GB, aux réglementations locales sur les équipements sous pression, aux spécifications du propriétaire et aux normes des équipements préfabriqués. La base de conception applicable doit être confirmée avant la cotation.
- ASME B31.3 pour la tuyauterie de procédé à l'intérieur des skids chimiques, de raffinage, pharmaceutiques, d'hydrogène, cryogéniques et utilitaires.
- ASME BPVC Section VIII lorsque les cuves, récepteurs, séparateurs, filtres ou échangeurs de chaleur montés sur skid sont conçus comme des récipients sous pression.
- API 520 pour le dimensionnement et la sélection des dispositifs de décharge de pression le cas échéant.
- API 521 pour l'analyse des scénarios de décharge au niveau du système et la dépressurisation dans les installations de procédé.
- API 526 lorsque les dimensions et les caractéristiques des soupapes de décharge de pression en acier à brides sont spécifiées.
- API 527 lorsque le test d'étanchéité du siège est requis par spécification.
- Spécifications du propriétaire pour les services skid GNL, hydrogène, oxygène, produits chimiques corrosifs, hygiéniques, haute pression ou haute température.
Dossier documentaire typique des soupapes de sûreté pour skid
La documentation doit être approuvée avant la fabrication, en particulier pour les modules de processus modulaires, les projets de skids EPC, les ensembles d'exportation, les skids offshore, les skids de carburant GNL, les skids de régulation de gaz et les systèmes de dosage chimique.
- Fiche technique avec numéro d'identification, modèle, taille, orifice, pression de tarage et raccordement.
- Calcul de dimensionnement ou confirmation de capacité de décharge certifiée.
- Certificat d'étalonnage de la pression de tarage.
- Rapport de test de pression et rapport de test d'étanchéité du siège si requis.
- Certificat matière pour les pièces retenant la pression et la garniture, le cas échéant.
- Nettoyage spécial, dégraissage pour oxygène, nettoyage à basse température ou enregistrement de résistance à la corrosion si spécifié.
- Dessin d'ensemble, poids, orientation et direction de décharge.
- Enregistrement du contrôle de l'inspection, plaque signalétique, liste des identifiants, liste des pièces de rechange et enregistrement de l'emballage.
Liste de contrôle des données pour demande de devis de soupape de sûreté pour système Skid
| Données requises | Pourquoi c'est important | Exemple d'entrée |
|---|---|---|
| Type de skid et service | Définit le scénario de décharge, le fluide et la limite du module. | Skid de pompe, skid de compresseur, skid de gaz combustible, skid de filtration, skid GNL, skid d'échange thermique |
| Équipement protégé | Confirme ce que la soupape protège à l'intérieur du module. | Récepteur, cuve de filtration, collecteur de décharge, échangeur de chaleur, sortie de régulateur, section de tuyauterie |
| PSAM / pression de conception / classe de tuyauterie | Définit la frontière de pression la plus faible et la limite de pression de tarage. | Pression maximale de service (MAWP) de cuve de 10 barg, tuyauterie Classe 300, collecteur skid PN40, indice de tube 316SS |
| Pression de tarage | Définit la pression d'ouverture de la soupape. | Inférieure à la MAWP du récipient protégé ou à la limite de pression du module aval |
| Scénario de décharge | Détermine la capacité de décharge requise et le type de soupape. | Pompe en tête morte, refoulement bloqué de compresseur, défaillance de régulateur, dilatation thermique, colmatage de filtre |
| Milieu et phase | Affecte le dimensionnement, le matériau, les fuites et la sécurité de décharge. | Gaz naturel, air, hydrogène, GNL, eau, glycol, méthanol, acide, soude, vapeur, réfrigérant |
| Capacité de décharge requise | Confirme si la soupape peut protéger le système skid. | kg/h, Nm³/h, SCFM, L/min, GPM, courbe de pompe, carte de compresseur, débit de défaillance de régulateur |
| Température de décharge | Affecte l'indice de corps, la garniture, le siège, le ressort et la sélection des matériaux. | GNL -162°C, gaz ambiant, produit chimique 80°C, eau chaude 180°C, vapeur 420°C |
| Pression de service | Confirme la marge de fonctionnement et le risque de fuite. | Pression normale, pression de service maximale, pression de déchargement, pression de mise sous couverture |
| Contre-pression et circuit de refoulement | Influence la capacité de la soupape, sa stabilité et la conception de la sortie. | Vent atmosphérique, torche, drainage fermé, retour réservoir, retour aspiration, collecteur BOG, épurateur |
| Matériau / service spécial | Prévient la corrosion, la fragilisation, la contamination ou les fuites. | 316SS, Hastelloy, siège PTFE, nettoyage oxygène, matériau basse température, service gaz acide |
| Documents requis | Évite les retards d'approvisionnement, d'inspection, de FAT et de mise en service. | Fiche technique, dessin, MTC, rapport de calibration, test de pression, rapport d'étanchéité du siège, liste de marquage |
La sélection finale doit être confirmée par le P&ID du skid, la MAWP de l'équipement protégé, la classe de tuyauterie, la limite de la batterie du package, les conditions de procédé, le code applicable, la base de dimensionnement vérifiée et l'examen technique.
Erreurs courantes dans la sélection des soupapes de sûreté pour systèmes Skid
Acheter uniquement par taille de raccord
Une soupape qui s'adapte à la tuyauterie du skid peut toujours être sous-dimensionnée. La capacité doit être vérifiée par rapport au débit de la pompe, au débit du compresseur, au débit de défaillance du régulateur, à la dilatation thermique ou au cas de sortie bloquée.
Ignorer la limite de la batterie du skid
Une soupape de sûreté peut protéger uniquement l'équipement à l'intérieur du skid, ou elle peut devoir protéger l'équipement en aval de l'installation. La responsabilité de la limite de la batterie doit être claire avant le dimensionnement et l'approbation des documents.
Utilisation du débit normal comme débit de décharge
Le refoulement mort de la pompe, la décharge bloquée du compresseur et la défaillance du régulateur peuvent nécessiter une capacité de décharge beaucoup plus élevée que le débit de fonctionnement normal.
Oublier les effets de la disposition compacte
Les tuyauteries courtes, les coudes serrés, les petits tubes, les vibrations et un accès de maintenance limité peuvent affecter la stabilité, les tests et le remplacement de la soupape.
Ignorer la contre-pression des collecteurs du site
Les skids se déchargent souvent vers des systèmes de torche, de mise à l'air, de drainage fermé, de retour de réservoir ou de récupération de vapeur. La contre-pression peut réduire la capacité ou nécessiter une configuration de soupape différente.
Documents de projet manquants
Les ensembles skids nécessitent souvent des enregistrements FAT, des listes d'étiquettes, des certificats de calibration, des MTC et des enregistrements de tests de pression. Des documents manquants peuvent retarder l'expédition, l'inspection ou la mise en service.
Poursuivre votre examen de soupape de décharge pour ensembles skids
Ces pages connexes aident à passer des exigences des skids préfabriqués à la sélection détaillée des soupapes de sûreté, au dimensionnement, à l'examen spécifique de l'équipement et à la préparation de la documentation du projet.
FAQ sur les soupapes de sûreté pour systèmes de skids
Préparer une fiche technique complète pour les soupapes de sûreté des systèmes Skid avant la cotation
Envoyez le PID du skid, l'équipement protégé, la limite de batterie, la MAWP ou la classe de tuyauterie, la pression de tarage, le scénario de décharge, le fluide et la phase, la capacité requise, la température de décharge, la pression de service, la contre-pression, la voie de décharge, les exigences matérielles, la norme de connexion et les documents requis. Une fiche technique complète permet d'éviter les hypothèses dangereuses et accélère l'examen technique.
