Émissions fugitives et tests API pour les vannes

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Les émissions fugitives sont des gaz organiques volatils qui s'échappent des vannes sous pression.Ces émissions peuvent être accidentelles, par évaporation ou dues à des vannes défectueuses.

Les émissions fugitives nuisent non seulement à l'homme et à l'environnement, mais constituent également une menace pour la rentabilité.Avec une longue exposition aux composés organiques volatils, les humains peuvent développer de graves affections physiques.Il s'agit notamment des travailleurs de certaines usines ou des personnes vivant à proximité.

Cet article fournit des informations sur l'origine des émissions fugitives.Cela abordera également les tests API ainsi que ce qui doit être fait pour réduire les effets de tels problèmes de fuite.

Sources d'émissions fugitives

Les vannes sont les principales causes d'émissions fugitives
Les vannes industrielles et leurs composants sont, le plus souvent, les principaux responsables des émissions fugitives industrielles.Les vannes linéaires telles que les vannes à soupape et à vanne sont les types de vannes les plus courants sujets à cette condition.

Ces vannes utilisent une tige montante ou rotative pour la fermeture et la fermeture.Ces mécanismes produisent plus de friction.De plus, les joints reliés aux joints et aux systèmes de garniture sont les composants communs où de telles émissions se produisent.

Cependant, comme les vannes linéaires sont plus économiques, elles sont utilisées plus fréquemment que les autres types de vannes.Cela rend ces vannes controversées par rapport à la protection de l'environnement.

Les tiges de soupape contribuent aux émissions fugitives

Les émissions fugitives des tiges de soupape représentent environ 60 % des émissions totales données par une installation industrielle particulière.Cela a été inclus dans une étude menée par l'Université de la Colombie-Britannique.Le nombre total de tiges de valve est attribuable au pourcentage élevé mentionné dans l'étude.

Les garnitures de soupape peuvent également contribuer aux émissions fugitives

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La difficulté de maîtriser les émissions fugitives réside également dans le garnissage.Alors que la plupart des garnitures respectent et réussissent la norme API 622 lors des tests, beaucoup échouent dans le scénario réel.Pourquoi?La garniture est fabriquée séparément du corps de vanne.

Il peut y avoir de légères différences de dimensions entre la garniture et la vanne.Cela peut entraîner des fuites.Outre les dimensions, certains facteurs à prendre en compte incluent l'ajustement et la finition de la vanne.

Les alternatives au pétrole sont également coupables

Les émissions fugitives ne se produisent pas uniquement lors du traitement des gaz dans l'installation industrielle.En fait, des émissions fugitives se produisent dans tous les cycles de production de gaz.

Selon A Close Look at Fugitive Methane Emissions from Natural Gas, « les émissions provenant de la production de gaz naturel sont substantielles et se produisent à chaque étape du cycle de vie du gaz naturel, de la pré-production à la production, au traitement, au transport et à la distribution ».

Quelles sont les normes API spécifiques aux émissions fugitives industrielles ?

L'American Petroleum Institute (API) est l'un des organes directeurs qui fournissent des normes pour les industries du gaz naturel et du pétrole.Formées en 1919, les normes API sont l'une des principales lignes directrices pour tout ce qui concerne les industries pétrochimiques.Avec plus de 700 normes, l'API a récemment fourni des normes spécifiques pour les émissions fugitives associées aux vannes et à leurs garnitures.

Bien qu'il existe des tests d'émission disponibles, les normes de test les plus acceptées sont celles qui sont sous API.Voici les descriptions détaillées pour API 622, API 624 et API 641.

API 622

Ceci est autrement appelé test de type API 622 de la garniture de vanne de processus pour les émissions fugitives

Il s'agit de la norme API pour la garniture de vanne dans les vannes tout ou rien à tige montante ou rotative.

Ceci détermine si l'emballage peut empêcher l'émission de gaz.Il existe quatre domaines d'évaluation :
1. Quel est le taux de fuite
2. Quelle est la résistance de la vanne à la corrosion
3. Quels matériaux sont utilisés dans l'emballage
4. Quelle est l'évaluation de l'oxydation

Le test, avec sa dernière publication de 2011 et toujours en cours de révision, comprend 1 510 cycles mécaniques avec cinq cycles thermiques ambiants de 5000F et une pression de fonctionnement de 600 psig.

Les cycles mécaniques signifient une ouverture complète à une fermeture complète de la vanne.À ce stade, la fuite du gaz de test est vérifiée à intervalles réguliers.

L'une des révisions récentes des tests API 622 concerne le problème des vannes API 602 et 603.Ces vannes ont une garniture de vanne étroite et ont souvent échoué aux tests API 622.La fuite admissible est de 500 parties par million de volume (ppmv).

API 624

Ceci est autrement appelé essai de type API 624 de la vanne à tige montante équipée d'une garniture flexible en graphite pour la norme d'émissions fugitives.Cette norme définit les exigences relatives aux essais d'émissions fugitives pour les vannes à tige montante et à tige rotative.Ces vannes à tige doivent inclure une garniture qui a déjà passé la norme API 622.

Les vannes à tige testées doivent se situer dans la plage acceptée de 100 ppmv.En conséquence, l'API 624 a 310 cycles mécaniques et trois cycles ambiants de 5000F.Notez que les vannes supérieures à NPS 24 ou supérieures à la classe 1500 ne sont pas incluses dans la portée des tests API 624.

Le test est un échec si la fuite du joint de tige dépasse 100 ppmv.La vanne à tige n'est pas autorisée à s'adapter à la fuite pendant le test.

API 641

Ceci est autrement appelé test FE de vanne quart de tour API 624.Il s'agit de la nouvelle norme développée par l'API qui couvre les vannes appartenant à la famille des vannes quart de tour.L'un des critères convenus pour cette norme est la plage maximale de 100 ppmv pour les fuites admissibles.Une autre constante de l'API 641 est les 610 rotations quart de tour.

Pour les vannes quart de tour avec garniture en graphite, elles doivent d'abord réussir les tests API 622.Cependant, si l'emballage est inclus dans les normes API 622, cela peut renoncer aux tests API 622.Un exemple est un jeu de garnitures en PTFE.

Les vannes sont testées au paramètre maximum : 600 psig.En raison de la variation de température, il existe deux ensembles de valeurs nominales utilisées pour la température de la vanne :
● Vannes évaluées au-dessus de 5000 F
● Vannes dont la température est inférieure à 5 000 F

API 622 contre API 624

Il peut y avoir une certaine confusion entre l'API 622 et l'API 624. Dans cette partie, notez les quelques différences entre les deux.
● Le nombre de cycles mécaniques impliqués
● API 622 concerne UNIQUEMENT l'emballage ;considérant que, API 624 implique la valve INCLUANT l'emballage
● La plage de fuites admissibles (500 ppmv pour API 622 et 100 ppmv pour 624)
● Le nombre d'ajustements autorisés (un pour l'API 622 et aucun pour l'API 624)

Comment réduire les émissions fugitives industrielles

Les émissions fugitives peuvent être contrecarrées afin de réduire l'impact des émissions des vannes sur l'environnement.

#1 Changer les vannes obsolètes

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Les vannes changent constamment.Assurez-vous que les vannes respectent les dernières normes et réglementations.En ayant un entretien et des contrôles réguliers, il est plus facile de détecter ce qui doit être remplacé.

#2 Installation correcte de la vanne et surveillance constante

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Une mauvaise installation des vannes peut également provoquer des fuites.Embauchez des techniciens hautement qualifiés qui peuvent installer correctement les vannes.Une installation correcte de la vanne peut également détecter le système d'éventuelles fuites.Grâce à une surveillance constante, les vannes susceptibles de fuir ou de s'être ouvertes accidentellement peuvent être facilement détectées.

Il devrait y avoir des tests de fuite réguliers qui mesurent la quantité de vapeur libérée par les vannes.Les industries qui utilisent des vannes ont développé des tests avancés pour détecter les émissions des vannes :
● Méthode 21
Cela utilise un détecteur à ionisation de flamme pour vérifier les fuites
● Imagerie optimale des gaz (OGI)
Celui-ci utilise une caméra infrarouge pour détecter les fuites dans l'usine
● Lidar à absorption différentielle (DIAL)
Cela peut détecter à distance les émissions fugitives.

#3 Options de maintenance préventive

La surveillance de la maintenance préventive peut identifier les problèmes avec les vannes dès les premières étapes.Cela peut réduire les coûts de réparation d'une vanne défectueuse.

Pourquoi est-il nécessaire de réduire les émissions fugitives ?

Les émissions fugitives sont des contributeurs majeurs au réchauffement climatique.Certes, il existe un mouvement actif qui espère réduire les émissions.Mais après sa reconnaissance près d'un siècle depuis la reconnaissance, les niveaux de pollution de l'air sont toujours élevés.

Alors que les besoins en énergie dans le monde augmentent, la nécessité de rechercher des alternatives au charbon et aux combustibles fossiles augmente également.

Source : https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions

Le méthane et l'éthane sont à l'honneur en tant qu'alternatives les plus viables aux combustibles fossiles et au charbon.Il est vrai qu'il y a beaucoup de potentiel en tant que ressources énergétiques pour ces deux-là.Cependant, le méthane, en particulier, a un potentiel de réchauffement 30 fois plus élevé que le CO2.

C'est la cause de l'alarme pour les écologistes et les industries utilisant cette ressource.D'autre part, la prévention des émissions des vannes est possible grâce à l'utilisation de vannes industrielles de haute qualité et approuvées par l'API.

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Source : https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/pdfscache/1180.pdf

En résumé

Il ne fait aucun doute que les vannes sont des composants importants de toute application industrielle.Cependant, les vannes ne sont pas fabriquées en une seule pièce solide ;il est plutôt composé de composants.Les dimensions de ces composants peuvent ne pas s'adapter à 100 %, ce qui entraîne des fuites.Ces fuites peuvent nuire à l'environnement.La prévention de telles fuites est une responsabilité vitale pour tout utilisateur de vanne.


Heure de publication : 25 février 2022