L'influence de la conception sur la durée de vie
Comme indiqué dans d'autres articles, il est possible d'éliminer tous les facteurs négatifs affectant la durée de vie économique et la sécurité d'utilisation en combinant des matériaux appropriés et une conception optimisée.
Examinons maintenant l'influence de deux philosophies de conception différentes appliquées aux régulateurs de service sur la sécurité et la durée de vie économique. En effet, ces deux concepts sont interdépendants.
C.1. Élimination des risques liés à la haute pression par la conception
Comme nous l'avons expliqué en détail dans d'autres articles, les risques liés à la haute pression constituent le principal problème de sécurité et de durée de vie du régulateur.
La surface des pièces du régulateur exposées à la haute pression doit être minimisée autant que possible par la conception. Si cela s'avère impossible, des mesures supplémentaires doivent être prises pour réduire les risques de fuites à long terme. Les conceptions préliminaires de deux produits différents sont présentées ci-dessous (figures 1 et 2).
Dans la conception équivalente illustrée à la figure 2, la pression d'entrée pénètre directement dans le régulateur, agissant sur les pièces en plastique et la grande surface de la soupape de décharge (SSV) ou, le cas échéant, sur le couvercle.
En revanche, dans la conception Gazkon illustrée à la figure 1, la pression d'entrée est réduite à 300 mbar avant d'entrer dans le régulateur, au niveau du raccord d'entrée. De ce fait, le risque de transmission d'une pression élevée vers la sortie est totalement éliminé, garantissant un fonctionnement sûr. De plus, l'absence de charge sur le couvercle et les vis du premier étage supprime tout besoin d'entretien en prévenant les fuites et autres risques à long terme. Il s'agit là du facteur le plus important pour une longue durée de vie économique.
Un autre problème de conception réside dans le système d'équilibrage de pression de l'arbre de régulation du premier étage. Comme illustré ci-dessous, l'arbre du premier étage est équilibré par la pression d'entrée prélevée en aval. Dans ce système, lorsque la pression d'entrée augmente, l'arbre du premier étage est poussé vers l'ouverture. Par conséquent, notamment s'il est soumis à la surpression du réseau mentionnée à la section 1.1.2, il risque de ne pas se fermer correctement et de transmettre la pression d'entrée à la sortie. C'est pourquoi les régulateurs de service dotés de ce type de système de régulation doivent être équipés d'une soupape de sécurité (figure 3). Comme c'est souvent le cas sur le marché, l'utilisation de tels produits sans soupape de sécurité présente des risques extrêmement graves.
Figure 3. Produit standard avec unité SSV ajoutée
En revanche, la figure 1 illustre comment ce risque est éliminé grâce à une conception appropriée. L'arbre du premier étage étant équilibré par un système de levier, la pression d'entrée n'est pas absorbée par le régulateur. Parallèlement, le déplacement de l'arbre du premier étage sous l'effet de la pression bloque complètement l'entrée du régulateur lorsque celle-ci augmente, empêchant ainsi la surpression dans la ligne qui pourrait provoquer une surpression au niveau de l'entrée du régulateur. Dans ce système, l'absence de joint torique mobile dans le régulateur du premier étage garantit l'absence de fuites internes et une longue durée de vie.
C.2. Prévention des risques de corrosion par la conception
Les effets de la corrosion externe, mentionnés dans la section 2.1 de cette étude, peuvent être éliminés par une conception appropriée, en complément du choix des matériaux, afin d'en atténuer l'impact sur la durée de vie.
Dans le schéma ci-dessous, le couvercle de l'étage 1 est également soumis à la pression interne. Il ne doit donc pas se corroder. Même un amincissement ou une perforation localisés entraîneront des fuites externes.
Cependant, si l'on utilise un couvercle de première étape qui n'entre pas en contact avec le gaz, comme illustré à la figure 1, même en cas de corrosion du couvercle, aucun risque de fuite externe n'est à craindre. Ceci contribue à prolonger la durée de vie économique.
C.3. Élimination des risques de fuites internes par la conception
Outre le risque pour la sécurité qu'elle engendre, une fuite interne dans le régulateur réduit également sa durée de vie économique en déclenchant les dispositifs de sécurité, ce qui nécessite une intervention. Par conséquent, il est essentiel non pas d'éliminer le risque de fuite interne par un dispositif de sécurité tel qu'une soupape de sécurité, mais de l'éliminer complètement par la conception. Ainsi, l'absence d'intervention garantit une longue durée de vie économique.
En comparant les deux conceptions des figures 1 et 3 sous cet angle, on constate que la soupape de sécurité de la figure 3 comporte des canaux de signal susceptibles d'entraîner une surpression à la sortie, ou des joints toriques mobiles pouvant fuir en cas de dysfonctionnement. C'est pourquoi une soupape de sécurité a été ajoutée pour éliminer ce risque.
En revanche, la conception illustrée à la figure 1 ne comporte ni canaux de signal, ni joints toriques susceptibles de fuir, etc., qui transmettent la pression d'entrée à la sortie. De plus, l'absence de système de joints toriques mobiles élimine tout risque de fuite interne. Par conséquent, l'utilisation d'une soupape de sécurité (SSV) est superflue. Ceci supprime tout besoin de maintenance, garantissant à l'utilisateur une utilisation sûre et une longue durée de vie économique.
Recommandations aux utilisateurs
En résumé, il ressort des explications précédentes que pour qu'un régulateur soit utilisé en toute sécurité et avec une longue durée de vie économique, sa conception doit reposer sur une philosophie appropriée et utiliser des matériaux adéquats, en s'affranchissant des conceptions et modèles habituels.
Les produits similaires auxquels nous sommes habitués aujourd'hui ne sont en réalité pas adaptés à une utilisation sûre et durable. De même, l'approche du régulateur basé sur une soupape de sécurité (SSV), qui semble de prime abord pertinente, n'est clairement pas une solution économique sûre et durable, notamment pour les régulateurs nécessitant une maintenance.
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