Les matériaux traités dans les industries chimiques, pétrolières ou pétrochimiques pour convertir des matières premières en produits utiles sont généralement de nature fluidique. Les fluides circulent dans des tuyaux d'un équipement à un autre et peuvent être traités pour être chauffés, refroidis, évaporés, condensés, mélangés, détendus, comprimés ou mis en réaction.
Tous les fluides, qu'ils soient au repos ou en écoulement, sont soumis à des pressions. Chaque équipement possède une valeur de pression admissible qu'il peut supporter sans se briser. Cette limite de sécurité est généralement indiquée par la pression de conception.
La pression de service associée au fluide dans tout équipement, qu'il soit au repos ou en écoulement, doit être inférieure à la pression de conception. Si la pression de service devient égale ou supérieure à la pression de conception, le système est dit en surpression.
Le danger d'un système surpressurisé réside dans le risque que le fluide puisse endommager l'équipement et se dilater dans l'environnement. Il se dilatera jusqu'à atteindre l'équilibre entre le fluide et l'environnement. Thermodynamiquement, ce processus est appelé explosion.
Les explosions causent des dommages environnementaux, entraînant des pertes humaines et matérielles. Il est donc important d'installer des instruments dans les équipements susceptibles d'être surpressurisés. Les causes de ces événements sont diverses :
Un liquide inflammable peut s'enflammer sous l'effet d'une source externe. Il peut alors brûler et produire des gaz. Ces gaz s'accumulent à l'intérieur du récipient fermé, provoquant une surpression du système.
L'un des passages d'un système exploitant un liquide volatil peut être obstrué ou partiellement bloqué, ce qui fait que les gaz continuent à s'accumuler progressivement.
Si une réaction se produit et qu'elle a une possibilité d'emballement, elle peut facilement être surpressurisée et provoquer un accident.
Certaines réactions produisent des gaz qui doivent être condensés en aval. Des serpentins ou des chemises de refroidissement sont généralement utilisés pour refroidir et condenser les gaz dans l'équipement. En cas de dysfonctionnement lors de l'échange thermique, les gaz s'accumulent et contribuent à l'augmentation de la pression.
Les liquides qui ont un coefficient de dilatation thermique très élevé contribuent également à l'augmentation de la pression si la température du système augmente considérablement.
Ces événements peuvent survenir individuellement ou simultanément. Parmi les instruments installés pour dépressuriser le système surpressurisé, on trouve la soupape de sécurité (PSV) et la soupape de décharge (PRV).
Date de publication : 20 août 2021