Analyse des scénarios de montée en pression

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ANALYSE DES SCÉNARIOS DE MONTÉE EN PRESSION

Il faut à tout moment pouvoir éviter à coup sûr une augmentation de la pression au-delà de la pression de service maximale admissible d’un appareil.

De même, il convient de sécuriser les appareils qui ne relèvent pas de la directive européenne équipements sous pression (DESP) du fait que la pression de service admissible se situe à moins de 0,5 bar, afin d‘éviter que celle-ci puisse être dépassée, ce qui pourrait porter atteinte à l’intégrité de l’appareil.

Dans l’idéal, l’analyse des scénarios de montée en pression devrait être réalisée par une équipe, composée d’un chimiste ayant connaissance des milieux et des réactions correspondantes, d’un collaborateur spécialisé pour l’installation concernée et d’un expert spécialisé en sécurité. En s’appuyant sur une description de la méthode et d’un diagramme tuyauterie et instrumentation, il convient de discuter de toutes les possibles divergences par rapport au fonctionnement nominal et de prendre en considération leurs conséquences possibles sur la pression, la température ou sur une modification de la réaction.

On peut distinguer entre les causes mécaniques, thermiques et chimiques d’une augmentation de la pression.

Les causes mécaniques pour une augmentation de pression inadmissible sont par exemple la défaillance d’un régulateur de débit, un mauvais réglage de la pompe ou encore un afflux lors de la purge d’air comprimé. A partir de ces causes mécaniques, on peut en induire des solutions telles que l’introduction de gaz ou l’introduction de liquide avec un niveau de pression plus élevé.

Des causes thermiques sont par exemple la défaillance du réglage de vapeur de chauffage pouvant provoquer un échauffement maximal par le biais de la gaine du réservoir, ou encore le rayonnement solaire, tout particulièrement pour les réservoirs de stockage installés en plein air, qui engendre l’échauffement du contenu du réservoir. De même, un incendie (incendie selon ISO 23251 ou API 520/ 521) est une cause thermique pour une augmentation de pression non admissible. L’augmentation de pression dans les appareils est générée soit suite à une augmentation de pression de vapeur, soit suite à une dilatation thermique du milieu confiné.

Les causes thermiques d’une augmentation de pression dans un réservoir sont le plus souvent des divergences par rapport au fonctionnement nominal, telles qu’une erreur de dosage, le blocage des voies d’évacuation de gaz ou une défaillance du refroidissement, ceci étant susceptible de provoquer l’emballement d’une réaction (runaway). Il convient ici de faire la différence entre les réactions produisant du gaz et les réactions exothermiques. Dans le cas des systèmes produisant du gaz, la pression s’instaure principalement par le dégagement de gaz et elle est en grande partie indépendante de la température.

Dans le cas des réactions exothermiques, la pression s’établit en règle générale du fait d’une augmentation de la pression de vapeur consécutive à une augmentation rapide de la température dans le système réactionnel. Dans le cas des systèmes hybrides, l’augmentation de pression résulte aussi bien de la production de gaz que de l’augmentation de la pression de vapeur en raison de l’exothermie.

Nous vous apporterons volontiers notre soutien pour identifier tous les scénarios d’interprétation possibles et pour déceler les cas critiques.