Les exigences de la NFPA 13, UL, FM et du fabricant concernant les soupapes de décharge en aval des réducteurs de pression installés

La conception des systèmes de protection incendie est un processus complexe qui nécessite une approche intégrée et un haut niveau d’expertise. Les concepteurs et ingénieurs de systèmes doivent prendre en compte un grand nombre de facteurs tout en comprenant et en respectant des normes locales, régionales et internationales strictes. 

Dans cet article de blog, nous aborderons l’un des composants de ces systèmes – pour l’installation des systèmes de sprinklers, les normes UL et FM, ainsi que les recommandations du fabricant, une vanne de décharge de pression est requise à la sortie, en aval de toutes les vannes de réduction de la pression installées, dans le cadre de l’équipement de régulation de pression des systèmes de protection incendie.

Les vannes de réduction de la pression garantissent-elles une pression de sortie définie ?

Les vannes de réduction de la pression sont utilisées pour protéger les canalisations, l’instrumentation et les dispositifs sensibles à la pression dans les systèmes de protection incendie contre les conditions de surpression en aval. Dans des conditions normales, elles remplissent bien cette fonction. Cependant, dans certains scénarios hydrauliques exceptionnels, la vanne de réduction de la pression peut momentanément ne pas maintenir la pression de sortie réglée.

Il existe quelques causes courantes d’événements de surpression liés aux vannes de réduction de la pression :

1. The first and most dangerous is water hammer, which among other things, may be caused by the overly quick closing of a valve downstream (a typical occurrence with fire hose nozzle and hydrant valves). As this pressure surge occurs downstream of the pressure reducing valve, the valve will not be able to compensate and as a result, there will be overpressure which is sometimes quite extreme.
2. A sudden increase or spike in pressure experienced at pump start-up, or as a result of quick operating valves. With such fast changes in pressure, the pressure reducing valve (especially if it has a larger diameter) cannot react quickly enough to prevent a sudden pressure wave momentarily travelling downstream.
3. A pressure reducing valve failing to seal. This can be caused by firewater debris getting trapped on the valve’s sealing surface or even just wear-and-tear that prevents a watertight seal required in static no flow conditions. This allows for a gradual leak and build-up of high pressure downstream.
4. In certain cases during static no flow conditions, the pressure downstream of a pressure reducing valve can increase as a result of a rise in temperature. This is because the « Thermal Expansion » of the water and air within the piping is greater than the thermal expansion of the pipe itself, and thus causing a rise in pressure in the piping.

Bien que ces événements soient rares, ils se produisent et le système doit être préparé afin de prévenir les situations de surpression lorsqu’elles surviennent. Pour ces raisons, il est d’usage et les autorités exigent qu’une soupape de décharge à action rapide soit installée en aval de la vanne de réduction de pression afin de protéger contre toute élévation accidentelle de la pression en aval.

Les soupapes de décharge offrent un niveau de sécurité supplémentaire contre les situations de surpression

Les soupapes de décharge de pression sont des dispositifs de sécurité conçus pour soulager rapidement une surpression dans un système de protection incendie. Les soupapes de décharge de pression sont conçues pour s’ouvrir à un seuil de pression prédéfini afin d’évacuer l’excès de pression d’eau vers l’atmosphère ou un puisard. Une fois l’excès de pression d’eau relâché et la pression de la conduite redescendue sous le seuil, la soupape de décharge se referme de manière étanche.

À quoi faire attention lors du choix des soupapes de décharge pour les vannes de réduction de pression dans les systèmes de protection incendie

Lors du choix de soupapes de décharge de pression pour les systèmes de protection incendie, il est important de prendre en compte les facteurs suivants :

• Sizing. While the NFPA and UL and FM standards stipulate the use of a minimum size pressure relief valve downstream, this is a minimum requirement and knowledgeable designers and manufacturers often recommend a larger size valve. The size should depend on the line size and working conditions. In the case of slow leaks, a smaller relief valve is sufficient. However, in the case of sudden pressure buildups or surges, a bigger relief valve is often required to release larger amounts of water quickly. For these reasons, it’s important to perform an analysis of system requirements and potential capacity of overpressure events when selecting the size of the pressure relief valves. The following is the BERMAD sizing table, which is applicable for normal or typical conditions:

Tableau de dimensionnement minimal recommandé des soupapes de décharge pour les vannes de réduction de pression

• Reliability.
  • As pressure relief valves are a safety requirement, it’s important to choose a pressure relief valve that is developed and manufactured by a well-known and reliable company. In addition, system developers should check that the pressure relief valve complies and is certified with all of the compulsory standards and is approved and listed by the accepted industry institutions.
• Opening characteristics. Relief valves can be divided into two main types, direct-acting and pilot-operated. Direct acting valves use a spring above the pressure sensing area. When the pressure force is higher than that of the spring, the valve will open. Pilot operated relief valves use a large main valve that will open when the auxiliary pilot senses a pressure higher than the set point.
  • The opening degree of direct-acting relief valves is somewhat limited by being directly related to the line pressure and the pressure range. These valves are quick opening, economical and simple in construction. As such, they are considered the valve of choice for lower relief flow requirements.

    Also bear in mind that because direct-acting relief valves open directly against the main spring, their size and pressure range is limited. The reason for this is that with larger diameters and higher pressures, the spring becomes too big, cumbersome, and uneconomical.

  • Pilot-operated relief valves are faster to reach full opening and have a steeper opening curve, which is more suitable for larger piping that may need fast high-capacity relief and where the valve needs to fully open quickly, as may be the case where there is a threat of surge conditions.
• Accuracy. Both types of relief valves, if carrying the aforementioned certification, will have an accuracy that meets the necessary tolerance for pressure reducing relief:
  • Direct-acting relief valves – for use where a small flow capacity is required. These valves have a fast and accurate cracking point, but a limited opening characteristic. They are usually smaller and suited to low capacity relief duty.
  • Pilot-operated relief valves – for use in higher capacity and pressure applications, are considered more accurate across varied pressures and flows as the pilot’s sensing point is less exposed to the high flows during relief duty. Once the set pressure has been exceeded then these valves will continue to open fully until pressure returns to below the set pressure.

Solutions de soupapes de décharge de pression BERMAD

BERMAD propose des soupapes de décharge éprouvées dans l’industrie, conçues spécifiquement pour les systèmes de protection incendie avancés et conformes aux dernières normes du secteur. Ces solutions incluent les soupapes de décharge à action directe BERMAD FP-3HC-0, idéales pour contrôler la pression et prévenir les situations de surpression dans les systèmes de protection incendie où des débits de décharge plus faibles suffisent. Elles sont disponibles dans une large gamme de matériaux résistants à la corrosion pour s’adapter à différents fluides et conditions environnementales ; leur conception robuste garantit une durée de vie longue et fiable. 

Les BERMAD FP-43T et FP-430-UF vannes de décharge à pilote sont des vannes à membrane élastomère de type globe, actionnées par membrane roulante avec un joint intégré, solide et résilient. Elles sont utilisées pour la prévention des surpressions dans les canalisations de grand diamètre, le débit d’eau dans les systèmes de protection incendie, et sont fabriquées à partir de divers matériaux et revêtements pour répondre à tous types de spécifications municipales, industrielles, terrestres et offshore.

Pour en savoir plus sur nos soupapes de décharge de pression et autres produits de protection incendie, visitez notre site web.

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