Quelle est la capacité de surpression des manomètres à tube manométrique ?

En ce qui concerne les manomètres à tube manométrique, la question de la capacité de surpression des instruments se pose parfois. Qu’arrive-t-il au manomètre si par exemple sa plage de mesure a été dépassée de 30% ? L’indication de l’instrument est-elle toujours exacte après une surpression ? L’instrument peut-il commencer à fuir ? Commençons par clarifier davantage ces aspects.

Tout d’abord : si la pression à mesurer dépasse légèrement la plage de mesure du manomètre, celui-ci « n’explose » pas. Ce risque se produit seulement si la plage de mesure est largement dépassée. Dans de tels cas, les instruments possèdent des caractéristiques de sécurité qui minimisent les effets de ce risque.

Les fabricants de manomètres sont généralement conformes aux spécifications relatives à la sécurité de surpression conformément à la directive 2014/68 / UE (Directive Équipements sous pression) et EN 837-1 : 1996. Manomètres – Partie 1 : Manomètres à tube manométrique. L’indication du marquage CE et l’inscription EN 837-1 sont présents sur le cadran. Les spécifications de ces documents varient, car l’EN 837-1 est une norme non harmonisée. Ces deux documents sont indépendants et le fabricant des manomètres à tube manométrique doit s’y conformer.

Quelles différences entre les manomètres à tube manométrique non surchargeables et ceux surchargeables à pleine échelle ?

Avant de résumer les spécifications de surchargeabilité, il est nécessaire d’expliquer la classification des manomètres donnée dans la norme EN 837-1 : au point 9.4, la norme EN 837-1 définit le manomètre comme « pas complètement surchargeable » (1) et « totalement surchargeable » (2). Comme cela peut prêter à confusion, clarifions brièvement les différences : généralement, les éléments de pression (tube manométrique) des manomètres qui ne peuvent pas être surchargés à pleine échelle sont fait d’alliage de cuivre. En revanche, ceux qui peuvent être surchargés sont en acier inoxydable. Il est a noter également que les manomètres à surpression à pleine échelle ont une marque d’identification (triangle noir à la fin de l’échelle), ce qui rend possible de distinguer visuellement les deux types d’instruments.

Triangle noir = surchargeable à pleine échelle                                   Pas de triangle noir = PAS surchargeable à pleine échelle

Il faut donc noter que les manomètres à tube manométrique qui ne peuvent pas être montés en surpression à pleine échelle ne doivent pas être utilisés en permanence dans une plage supérieure à 75% de la pleine échelle (FS). Dans le cas contraire, sous une charge de pression continue, une déformation irréversible du système de mesure peut se produire. Elle pourra se manifester sous la forme d’un écart de l’aiguille par rapport au point zéro. Par exemple, un manomètre à tube manométrique qui ne peut pas être monté en surpression à pleine échelle, qui devrait indiquer la pression dans une bouteille de gaz à 300 bar, doit être conçu de telle sorte que la valeur de la pleine échelle soit d’au moins 400 bar.

Exigences relatives aux manomètres à tube manométrique en cas de surpression

Les exigences de la Directive 2014/68 / UE et de la norme européenne EN 837-1 diffèrent précisément dans la capacité de surpression des manomètres à tube manométrique. La norme EN 837-1 spécifie les exigences relatives à la précision de l’indication et à la résistance (étanchéité) après surpression. En particulier, les exigences en matière d’étanchéité avec une capacité de surpression jusqu’à 2,5 fois la pression maximale admissible (PS). La directive relative aux équipements sous pression n’exige l’application que de 1,43 fois la pression maximale admissible (PS). Comme le montre le tableau ci-dessous, les appareils conformes à la norme EN 837-1 satisfont donc automatiquement aux exigences des essais de pression (3) conformément à la directive 2014/68 / UE. Le contraire n’est pas valable.

Le tableau suivant montre la différence entre les différentes exigences les unes par rapport aux autres :

Légende
P_FSV = Valeur de la pleine échelle (pression à la fin de l’échelle du manomètre)
PS = « pression maximale admissible » – définie par le constructeur – désigne la pression maximale pour laquelle le manomètre a été conçu. Pour les manomètres non entièrement surchargeables : PS = 0,75 * P_FSV, sinon PS = P_FSV
^(a) En fonction de la plage de pression
^(b) La variation de la classe de précision est mesurée après l’essai d’un cycle de charge supplémentaire (non expliqué ici).
Il n’y a pas de spécification sur la variation de la classe de précision permise seulement après une surpression (sans essai de cycle de charge). Les valeurs indiquées dans le tableau doivent donc être considérées comme le maximum absolu.
^(c) Pour les instruments qui ne peuvent pas être surchargés à pleine échelle, les dispositions suivantes s’appliquent : Surcharge = 1,43 * PS = 1,43 * 0,75 * P_FSV = 1,07 * P_FSV

Exemples

Exemple 1
Manomètre 0 – 10 bar, élément de pression en alliage de cuivre : cet instrument n’est pas surchargeable à pleine échelle et doit répondre aux exigences suivantes :

• Selon EN 837-1 : charge de 12 heures à 10 bar de pression statique (P_FSV) et charge de 15 minutes à 12,5 bar de pression statique (1,25 * P_FSV). Après un temps de repos d’une heure par rapport à cette surpression, l’écart d’indication ne doit pas dépasser 1,2 fois les limites d’erreur. En outre, l’instrument doit être soumis à une pression de 15 bars (2,5 * P_FSV) et à une température de 60 °C pendant 24 heures. L’étanchéité de l’appareil doit alors être maintenue conformément à la norme EN 837-1 (débit de fuite < 5 * 10-3 mbar l s-1).
• Selon la directive 2014/68/EU : l’appareil doit résister à un test d’étanchéité avec une surcharge de 10,7 bar (1,43 * PS = 1,43 * 0,75 * P_FSV) et garantir l’étanchéité après le test.

Exemple 2
Manomètre 0 – 600 bar, élément de pression en acier inoxydable : cet instrument est entièrement surchargeable et doit répondre aux exigences suivantes :

• Selon EN 837-1 : 12 heures de charge de pression statique de 780 bar (1,3 * P_FSV). Après un temps de repos d’une heure à partir de cette surcharge, l’écart de l’indication ne doit pas dépasser 1,2 fois les limites d’erreur. En outre, l’instrument doit être soumis à une pression de 1 500 bar (2,5 * P_FSV) et à une température de 60 °C pendant 24 heures. Par la suite, l’instrument doit continuer à être étanche conformément à la norme EN 837-1 (débit de fuite < 5 * 10-3 mbar l s-1).
• Selon la directive 2014/68/EU : L’appareil doit résister à un test d’étanchéité avec une surcharge de 858 bar (1,43 * PS = 1,43 * P_FSV) et garantir l’étanchéité après le test.

Conclusion

Lors du choix du manomètre à tube manométrique, la capacité de surpression est un paramètre important à prendre en compte. En fonction de la conception structurelle de l’instrument choisi, la capacité de surpression sera différente. Les manomètres peuvent résister à des surpression légères et de courte durée. La précision de l’indication reste généralement inchangée ou ne se détériore que légèrement. Une capacité de surpression élevée allant jusqu’à 2,5 fois la valeur de la pleine échelle se manifeste dans le manomètre lui-même par une détérioration croissante de la précision de l’indication et une erreur du point zéro clairement visible. Cependant, les composants de pression du manomètre n’éclatent pas et l’instrument reste étanche.

Vous trouverez de plus amples informations sur les manomètres surchargeables à pleine échelle et les manomètres non surchargeables sur le site Internet de WIKA.

Sources
⁽¹⁾ EN 837-1, point 9.4.1 : manomètres pour charge de pression statique jusqu’à 75 % de la pleine échelle.
⁽²⁾ EN 837-1, point 9.4.2 : manomètres appropriés pour une charge de pression constante maximale égale à la valeur de pleine échelle.
⁽³⁾ Directive 2014/68/UE, annexe 1, point 7.4 : Pression d’épreuve hydrostatique.