ISO 4126-6:2003
(Main)Safety devices for protection against excessive pressure — Part 6: Application, selection and installation of bursting disc safety devices
Safety devices for protection against excessive pressure — Part 6: Application, selection and installation of bursting disc safety devices
ISO 4126-6:2003 gives guidance on the application, selection and installation of bursting disc safety devices used to protect pressure equipment from excessive pressure and/or excessive vacuum.
Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 6: Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture
L'ISO 4126-6 donne des lignes directrices pour l'application, la sélection et l'installation de dispositifs de sûreté à disque de rupture utilisés pour protéger les équipements sous pression contre des pressions excessives et/ou des dépressions excessives.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4126-6
First edition
2003-12-15
Safety devices for protection against
excessive pressure —
Part 6:
Application, selection and installation of
bursting disc safety devices
Dispositifs de sécurité pour la protection contre les pressions
excessives —
Partie 6: Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à
disques de rupture
Reference number
ISO 4126-6:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 4126-6:2003(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2003 – All rights reserved
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ISO 4126-6:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 4126-6 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with
Technical Committee ISO/TC 185, Safety devices for protection against excessive pressure, in accordance
with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
Throughout the text of this document, read “.this European Standard.” to mean “.this International
Standard.”.
ISO 4126-6 consists of the following parts, under the general title Safety devices for protection against
excessive pressure:
— Part 1: Safety valves
— Part 2: Bursting disc safety devices
— Part 3: Safety valves and bursting disc safety devices in combination
— Part 4: Pilot-operated safety valves
— Part 5: Controlled safety pressure relief systems (CSPRS)
— Part 6: Application, selection and installation of bursting disc safety devices
— Part 7: Common data
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ISO 4126-6:2003(E)
Contents
Foreword.v
Introduction .vi
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions.1
4 Symbols and units .5
5 Application.6
6 Selection .7
6.1 Selection of bursting disc safety devices .7
6.2 Selection of the performance tolerance .8
7 Installation .11
7.1 General.11
7.2 Location of bursting disc safety devices .11
7.3 Installation of bursting disc safety devices .12
Annex A (informative) Information to be supplied by the purchaser.13
A.1 General.13
A.2 Application details .13
A.3 Bursting disc safety device operating details .13
A.4 Installation details.13
A.5 Special details .14
A.6 Language .14
A.7 Replacement bursting discs.14
Annex B (informative) Guidelines for determining the replacement period of a bursting disc .15
B.1 Introduction .15
B.2 Bursting disc safety devices .15
B.3 Replacement period.15
B.4 Methods of determining the replacement period .16
Annex C (informative) Pressure relief system discharge capacity .17
C.1 General.17
C.2 Simplified approach.17
C.3 Comprehensive approach.21
Annex D (informative) Derivation of compressibility factor Z .23
Annex E (informative) Flow testing of bursting disc safety devices.24
E.1 Scope .24
E.2 Test requirements.24
E.3 Method of testing. 27
E.4 Test procedure .28
E.5 Determination of flow resistance factor K .29
R
E.6 Application of flow resistance factor K .32
R
Bibliography .33
iv © ISO 2003 – All rights reserved
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ISO 4126-6:2003(E)
Foreword
This document (EN ISO 4126-6:2003) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 69 “Industrial valves”,
the secretariat of which is held by AFNOR, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 185 “Safety devices
for protection against excessive pressure”.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or
by endorsement, at the latest by April 2004 and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by
April 2004.
This standard for safety devices for protection against excessive pressure consists of seven parts of which this is
Part 6. The various parts are :
Part 1 : Safety valves
Part 2 : Bursting disc safety devices
Part 3 : Safety valves and bursting disc safety devices in combination
Part 4 : Pilot operated safety valves
Part 5 : Controlled safety pressure relief systems (CSPRS)
Part 6 : Application, selection and installation of bursting disc safety devices
Part 7 : Common data
Part 7 contains data which is common to more than one of the parts of this standard to avoid unnecessary
repetition.
Annexes A to E are informative.
This document includes a Bibliography.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland,
France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Portugal,
Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom.
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ISO 4126-6:2003(E)
Introduction
Safety devices for the protection of pressure equipment against excessive pressure include pressure relief devices
such as safety valves and bursting disc safety devices which, dependent upon the application, may be used either
as the sole pressure relieving devices or in conjunction with each other.
Operating problems frequently arise due to the use of pressure relieving devices not having been properly selected
for the intended service or properly selected but whose performance is adversely affected by improper handling,
wrong installation or lack of maintenance, any of which may affect the safety of the pressure equipment being
protected.
It is important to consider not only the pressure relief devices but also the whole of the pressure relief system so as
not to reduce the relieving capacity below that required or adversely affect the proper operation of the pressure
relieving devices.
A bursting disc safety device is a non-reclosing pressure relief device which typically comprises a bursting disc,
which is a pressure-containing and pressure-sensitive part designed to open by bursting at a predetermined
pressure, and a bursting disc holder. There are many different types of bursting disc safety devices manufactured
in corrosion resistant materials, both metallic and non-metallic, to cover a wide range of nominal sizes, burst
pressures and temperatures. They are used to protect pressure equipment such as vessels, piping, gas cylinders
or other enclosures from excessive pressure and/or excessive vacuum.
This standard covers the important considerations necessary in the application, selection and installation of
bursting disc safety devices to give the required protection against excessive pressure and/or excessive vacuum.
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ISO 4126-6:2003(E)
1 Scope
This standard gives guidance on the application, selection and installation of bursting disc safety devices used to
protect pressure equipment from excessive pressure and/or excessive vacuum.
Annex A provides a checklist for the information to be supplied by the purchaser to the manufacturer.
Annex B gives guidance on the replacement period of a bursting disc and annex C guidance on determining the
mass flow rate, for single phase fluids, of a pressure relief system that contains a bursting disc safety device
Annex E is a non-mandatory procedure for establishing the flow resistance of a burst bursting disc assembly.
The requirements for the manufacture, inspection, testing, marking, certification and packaging of bursting disc
safety devices are given in Part 2 of EN ISO 4126.
2 Normative references
This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These
normative references are cited at the appropriate places in the text, and the publications are listed hereafter. For
dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European
Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the
publication referred to applies (including amendments).
EN ISO 4126-1:2003, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 1 : Safety valves (ISO 4126-
1:2003).
EN ISO 4126-2:2003, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 2 : Bursting disc safety
devices (ISO 4126-2:2003).
EN ISO 4126-4, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 4 : Pilot operated safety valves
(ISO 4126-4:2003).
EN ISO 4126-5, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 5 : Controlled safety pressure
relief systems (CSPRS) (ISO 4126-5:2003).
EN ISO 4126-7:2003, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 7 : Common data (ISO
4126-7:2003).
3 Terms and definitions
For the purposes of this European Standard, the terms and definitions given in EN ISO 4126-1:2003 and the
following apply.
3.1
bursting disc safety device
non-reclosing pressure relief device actuated by differential pressure and designed to function by the bursting of
the bursting disc(s)
NOTE It is the complete assembly of installed components, including where appropriate, the bursting disc holder.
3.2
bursting disc assembly
complete assembly of components, which are installed in the bursting disc holder to perform the desired function
3.3
bursting disc
pressure-containing and pressure-sensitive component of a bursting disc safety device
© ISO 2003 – All rights reserved 1
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ISO 4126-6:2003(E)
3.4
bursting disc holder
that part of a bursting disc safety device, which retains the bursting disc assembly in position
3.5
conventional domed bursting disc (also referred to as, forward acting)
bursting disc which is domed in the direction of the bursting pressure (i.e. where the bursting pressure is applied to
the concave side of the bursting disc (see Figure 1 of EN ISO 4126-2:2003)
3.6
slotted lined bursting disc
bursting disc made up of two or more layers, at least one of which is slit or slotted to control the bursting pressure
of the bursting disc
3.7
reverse domed bursting disc (also referred to as, reverse acting)
bursting disc which is domed against the direction of the bursting pressure (i.e. where the bursting pressure is
applied to the convex side of the bursting disc, see Figure 2 of EN ISO 4126-2:2003)
3.8
graphite bursting disc
bursting disc manufactured from graphite, impregnated graphite, flexible graphite or graphite composite and
designed to burst due to bending or shearing forces
NOTE The following definitions apply :
a) graphite : a crystalline form of the element carbon ;
b) impregnated graphite : graphite in which the open porosity is impregnated with a filler material ;
c) flexible graphite : a graphite structure formed by the compression of thermally exfoliated graphite intercalation
compounds ;
d) graphite composite : made up of two or more distinct materials and having different properties to those of the separate
materials and in which the proportion of graphite is over 50 per cent by weight.
3.9
specified bursting pressure
bursting pressure quoted with a coincident temperature when defining the bursting disc requirements (used in
conjunction with a performance tolerance, see 3.13)
3.10
specified maximum bursting pressure
maximum bursting pressure quoted with the coincident temperature when defining the bursting disc requirements
(used in conjunction with specified minimum bursting pressure, see 3.11)
3.11
specified minimum bursting pressure
minimum bursting pressure quoted with the coincident temperature when defining the bursting disc requirements
(used in conjunction with specified maximum bursting pressure, see 3.10)
3.12
coincident temperature
temperature of the bursting disc associated with a bursting pressure (see 3.9, 3.10 and 3.11) and which is the
expected temperature of the bursting disc when it is required to burst
3.13
performance tolerance
range of pressure between the specified minimum bursting pressure and the specified maximum bursting pressure
or the range of pressure in positive and negative percentages or quantities which is related to the specified bursting
pressure
3.14
operating pressure
pressure existing at normal operating conditions within the system being protected
2 © ISO 2003 – All rights reserved
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ISO 4126-6:2003(E)
3.15
relieving pressure
maximum pressure under discharge conditions in the pressurised system
NOTE It can differ from the bursting pressure of the bursting disc.
3.16
relieving temperature
temperature under discharge conditions in the pressurised system
NOTE It can differ from the coincident temperature specified for the bursting disc.
3.17
differential back pressure
differential pressure across a bursting disc opposed to the direction of the bursting pressure
NOTE This can be the result of pressure in the discharge system from other sources and/or a result of vacuum on the
upstream side of the bursting disc.
3.18
bursting disc safety device discharge area
area which is the minimum cross-sectional flow area of the bursting disc safety device taking into consideration the
possible reduction of the cross-section, e.g. by back pressure supports, catching devices or parts of the bursting
disc which remain after bursting
3.19
batch
quantity of bursting discs or bursting disc safety devices made as a single group of the same type, size, materials
and specified bursting pressure requirements where the bursting discs are manufactured from the same lot of
material
3.20
bursting pressure
value of the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the bursting disc when it
bursts
3.21
back pressure support
component of a bursting disc safety device, which prevents damage to the bursting disc due to differential back
pressure
NOTE A back pressure support, which is intended to prevent damage to the bursting disc when the system pressure falls
below atmospheric pressure, is sometimes referred to as a vacuum support.
3.22
coating
layer of metallic or non-metallic material applied to components of a bursting disc safety device by a coating
process
3.23
lining
additional sheet or sheets of metallic or non-metallic material forming part of a bursting disc assembly or bursting
disc holder
3.24
plating
metal layer applied to a bursting disc or bursting disc holder by a plating process
3.25
temperature shield
device which protects a bursting disc from excessive temperature
© ISO 2003 – All rights reserved 3
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ISO 4126-6:2003(E)
3.26
operating ratio
ratio between the operating pressure and the minimum limit of bursting pressure (see Figure 1)
NOTE 1 In the case of a pressure system with an operating pressure expressed in bar gauge and atmospheric pressure on
the downstream side of the bursting disc :
operating pressure (bar)
Operating ratio =
minimum limit of bursting pressure (bar)
NOTE 2 In the case of a pressure system with a back pressure on the downstream side of the bursting disc, the operating
ratio is the value of the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the bursting disc divided by
the minimum limit of bursting pressure expressed as a differential pressure.
3.27
bursting disc safety device discharge capacity
rate at which a bursting disc safety device can discharge fluid after bursting of the bursting disc
3.28
replacement period
time period beginning at the installation of a bursting disc assembly and ending at replacement
3.29
pressure relief system
system intended for the safe relief of fluids from pressure equipment for prevention of excessive pressure
NOTE It can consist of equipment nozzle, inlet piping, pressure relief device(s) and discharge piping to
atmosphere/collecting vessel/header.
3.30
discharge coefficient
coefficient which determines reduction of theoretical discharge capacity of a pressure relief system by the simplified
approach (see C.2) which incorporates a burst bursting disc, forming part of a bursting disc safety device
NOTE It is denoted by the symbol .
3.31
flow resistance factor
factor which determines the resistance to flow in a pipework system caused by the presence therein of a bursting
disc, forming part of a bursting disc safety device, installed in the system
NOTE It is denoted by the symbol K , a dimensionless factor expressed as the velocity head loss.
R
3.32
base pressure
pressure recorded at the pipe inlet of the bursting disc flow test system
3.33
base temperature
temperature recorded at the pipe inlet of the bursting disc flow test system
3.34
maximum allowable pressure, PS
maximum pressure for which the equipment is designed, as specified by the manufacturer
4 © ISO 2003 – All rights reserved
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ISO 4126-6:2003(E)
4 Symbols and units
Table 1 — Symbols and their descriptions
Symbol Description Units
A 2
Required minimum cross-sectional flow area
o mm
2
A
Cross-sectional area of upstream piping
mm
1
2
A
Bursting disc safety device discharge area
mm
B
C Function of the isentropic exponent -
C
Sonic velocity at pressure tap m/s
tap
D
Test system pipework inside diameter mm
f Fanning friction for system, pipe -
2
G Mass velocity
kg/(m ·h)
k Isentropic exponent -
K
Theoretical capacity correction factor for subcritical flow -
b
K
Viscosity correction factor -
v
K
Flow resistance factor -
R
K
Total resistance factor from pipe inlet of test system to pressure tap -
tap
M
Molecular mass kg/kmol
Ma
Mach number at pressure tap -
tap
Ma
Mach number at pipe inlet of test system -
1
p
Test system pipe inlet pressure bar abs.
1
p
Base pressure bar abs.
B
p
Back pressure bar abs.
b
p
Critical pressure bar abs.
c
p
Relieving pressure bar abs.
o
p
Pressure at pressure tap bar abs.
tap
p
Reduced pressure bar abs.
r
Q
Mass flow rate kg/h
m
R Universal gas constant 8314 J/mol/K
R
Reynolds Number -
e
T
Base temperature K
B
T
Relieving temperature K
o
T
Temperature recorded at pressure tap K
tap
T
Test system pipe inlet temperature K
1
3
v
Specific volume at actual relieving pressure and temperature
m /kg
o
3
v
Specific volume at pressure tap
m /kg
tap
a
Dryness of wet steam -
x
Y
Expansion factor at pressure tap -
tap
Y
Expansion factor at pipe inlet of test system -
1
Z
Compressibility factor at actual relieving pressure and temperature -
o
3rDensity
kg/m
μ Dynamic viscosity Pa·s
Dp Differential pressure on venting across bursting disc safety device bar abs.
Discharge coefficient (see C.2.) -
a
x is expressed as 0,xx.
© ISO 2003 – All rights reserved 5
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ISO 4126-6:2003(E)
5 Application
5.1 Subject to the requirements of the relevant standard covering the equipment to be protected, bursting disc
safety devices may be used either as the sole pressure relieving device, in conjunction with safety valves or as part
of a combination device.
5.2 The discharge capacity of a system including a bursting disc safety device and its maximum limit of bursting
pressure (see Figure 1) at the coincident temperature shall be such that the maximum relieving pressure does not
exceed the requirements of the protected equipment. Annexes C, D and E give methods for determining discharge
capacity of pressure relief systems incorporating bursting disc safety devices.
5.3 The use of a bursting disc safety device as the sole pressure relieving device may be preferred in the
following cases where :
a) the rate of increase in pressure may be such that the rate of response of a safety valve would make it
unsuitable ;
b) leakage of the fluid cannot be tolerated under operating conditions ;
c) operating conditions may involve deposition, which would make a safety valve inoperative ;
d) the effect of low temperature would prevent a safety valve from operating ;
e) large discharge areas are required.
NOTE A bursting disc safety device is a non-reclosing pressure relieving device, which after bursting could result in the
total loss of pressure/contents from the protected equipment.
For all applications the pressure relief system shall be such that following the bursting of the bursting disc assembly
any fragmentation or release of material does not :
a) cause an unacceptable flow restriction within the pressure relief system ;
b) impair the proper functioning of any other safety device ;
c) affect the certified (discharge) capacity of any other safety device.
5.4 Bursting disc safety devices may be used in association with pilot operated safety valves or CSPRS
(according to EN ISO 4126-4 and EN ISO 4126-5 respectively) as permitted by the relevant standard. The
application of the bursting disc safety devices shall not result in excessive pressure in the protected equipment.
5.4.1 Bursting disc safety devices in conjunction with safety valve(s) may be used in the following cases :
a) in series, to protect the safety valve against corrosion, fouling or operating conditions which may affect the
safety valve performance ;
b) in series, to prevent leakage ;
c) in series, to prevent total loss of contents from the protected equipment following the bursting of the bursting
disc ;
d) in parallel, as an additional safeguard.
5.4.2 Where a bursting disc safety device is to be installed upstream of a safety valve the following requirements
shall be met :
a) the specified bursting requirements of the bursting disc safety device shall comply with the relevant
requirements of the protected equipment ;
b) for those applications where the bursting disc safety device forms part of a combination device, the
requirements shall comply with the standard(s) applicable to such devices;
6 © ISO 2003 – All rights reserved
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ISO 4126-6:2003(E)
c) the space between the bursting disc and the safety valve shall be provided with a means for preventing
unacceptable build up in pressure.
NOTE Bursting discs, being pressure differential devices, will require a higher pressure in the protected equipment to burst
the bursting disc if pressure builds up in the space between the bursting disc and the safety valve which will occur should
leakage develop in the bursting disc due to corrosion, or due to back pressure in the discharge piping or other cause.
5.4.3 Where a bursting disc safety device is to be installed downstream of the safety
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4126-6
Première édition
2003-12-15
Dispositifs de sécurité pour protection
contre les pressions excessives —
Partie 6:
Application, sélection et installation des
dispositifs de sûreté à disque de rupture
Safety devices for protection against excessive pressure —
Part 6: Application, selection and installation of bursting disc safety
devices
Numéro de référence
ISO 4126-6:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO 4126-6:2003(F)
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Tel. + 41 22 749 01 11
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Version française parue en 2006
Publié en Suisse
ii © ISO 2003 – Tous droits réservés
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ISO 4126-6:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 4126-6 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 185, Dispositifs de sureté pour la protection contre les excès de pression, conformément à
l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «…la présente Norme européenne…» avec le sens de «…la
présente Norme internationale…».
Cette première édition de l'ISO 4126-6:2003 annule et remplace la première édition de l'ISO 6718:1991,
dont elle constitue une révision technique. Elle incorpore également le Rectificatif technique
ISO 6718:1991/Cor.1:1993.
L'ISO 4126-6 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Dispositifs de sécurité contre
les pressions excessives:
— Partie 1: Soupapes de sûreté
— Partie 2: Dispositifs de sûreté à disque de rupture
— Partie 3: Soupapes de sûreté et dispositifs de sûreté à disque de rupture en combinaison
— Partie 4: Soupapes de sûreté pilotées
— Partie 5: Dispositifs de sûreté à décharge contrôlés contre les surpressions (DSDCS)
— Partie 6: Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture
— Partie 7: Données communes
© ISO 2003 – Tous droits réservés iii
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ISO 4126-6:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. v
Introduction .vi
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions.1
4 Unités et symboles.5
5 Application .6
6 Sélection.8
6.1 Sélection des dispositifs de sûreté à disque de rupture.8
6.2 Sélection de la tolérance de performance .9
7 Installation.12
7.1 Généralités.12
7.2 Emplacement des dispositifs de sûreté à disque de rupture.12
7.3 Installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture .13
Annexe A (informative) Informations à fournir par l’acheteur .15
A.1 Généralités.15
A.2 Précisions concernant l’application .15
A.3 Précisions concernant le fonctionnement du dispositif de sûreté à disque de rupture.15
A.4 Précisions concernant l’installation .16
A.5 Précisions particulières.16
A.6 Langue.16
A.7 Disques de rupture de remplacement.16
Annexe B (informative) Lignes directrices pour déterminer la périodicité de remplacement d’un
disque de rupture .18
B.1 Introduction .18
B.2 Dispositif de sûreté à disque de rupture.18
B.3 Périodicité de remplacement.18
B.4 Méthodes de détermination de la périodicité de remplacement .19
Annexe C (informative) Capacité de décharge du circuit de décharge de pression .21
C.1 Généralités.21
C.2 Méthode simplifiée .21
C.3 Méthode complète .26
Annexe D (informative) Calcul du facteur de compressibilité Z .29
Annexe E (informative) Essai d’écoulement des dispositifs de sûreté à disque de rupture .30
E.1 Objet.30
E.2 Prescriptions d’essai.30
E.3 Méthode d’essai .34
E.4 Mode opératoire .35
E.5 Calcul du facteur de résistance à l’écoulement K .36
R
E.6 Application du facteur de résistance à l’écoulement K .39
R
Bibliographie.41
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ISO 4126-6:2003(F)
Avant-propos
Le présent document (EN ISO 4126-6:2003) a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 69 “Robinetterie
industrielle”, dont le secrétariat est tenu par AFNOR, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 185
“Dispositif de sûreté pour la protection contre les suppressions”.
Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique,
soit par entérinement, au plus tard en avril 2004, et toutes les normes nationales en contradiction devront être
retirées au plus tard en avril 2004.
La présente norme relative aux dispositifs de sûreté pour protection excessives comprend sept parties, dont la
présente constitue la partie 6. Les différentes parties sont les suivantes :
¾ Partie 1 : Soupapes de sûreté
¾ Partie 2 : Dispositifs de sûreté à disque de rupture
¾ Partie 3 : Dispositifs de sûreté combinant soupapes de sûreté et disques de rupture
¾ Partie 4 : Soupapes de sûreté pilotées
¾ Partie 5 : Dispositifs de sécurité à décharge contrôlés contre les surpressions
¾ Partie 6 : Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture
¾ Partie 7 : Données communes
La partie 7 contient des données qui sont communes à plusieurs parties de la présente norme afin d’éviter les
répétitions inutiles.
Les Annexes A à E sont informatives.
Le présent document comprend une Bibliographie.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants
sont tenus de mettre cette Norme européenne en application : Allemagne, Autriche, Belgique, Chypre,
Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie,
Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République Tchèque, Royaume-Uni, Slovaquie,
Slovénie, Suède et Suisse.
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ISO 4126-6:2003(F)
Introduction
Les dispositifs de sûreté pour la protection des équipements sous pression contre les surpressions
comprennent des dispositifs de décharge de pression tels que les soupapes de sûreté et les dispositifs de
sûreté à disque de rupture qui, selon l’application, peuvent être utilisés soit isolément, soit conjointement.
Des problèmes de fonctionnement se posent fréquemment en raison de l’utilisation de dispositifs de décharge
de pression qui ne sont pas correctement sélectionnés pour le service voulu, ou qui le sont, mais avec une
performance altérée par une mauvaise manutention, une mauvaise installation ou un manque d’entretien,
chaque aspect pouvant affecter la sûreté de l’équipement sous pression qui est protégé.
Il est important d’examiner non seulement les dispositifs de décharge de pression, mais l’ensemble du circuit
de décharge de pression, de façon à ne pas réduire le débit de décharge à un niveau inférieur à celui qui est
prescrit, ou de ne pas altérer le bon fonctionnement des dispositifs de décharge de pression.
Un dispositif de sûreté à disque de rupture est un dispositif de décharge de pression non refermable qui est
normalement composé d’un disque de rupture, pièce soumise à la pression et sensible à la pression, conçue
pour s’ouvrir par rupture à une pression prédéterminée, et d’un support de disque de rupture. Il existe de
nombreux types différents de dispositifs de sûreté à disque de rupture fabriqués en matériaux métalliques ou
non métalliques résistant à la corrosion, couvrant une grande gamme de diamètres nominaux, de pressions
de rupture et de températures. Ils sont utilisés pour protéger contre des pressions excessives et/ou des
dépressions excessives des équipements sous pression tel que récipients, canalisations, bouteilles à gaz ou
autres enceintes.
La présente norme couvre les aspects importants qui sont indispensables pour l’application, la sélection et
l’installation de dispositifs de sûreté à disque de rupture permettant d’assurer la protection requise contre les
pressions excessives et/ou dépressions excessives.
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ISO 4126-6:2003(F)
1 Domaine d'application
La présente norme donne des lignes directrices pour l’application, la sélection et l’installation de dispositifs de
sûreté à disque de rupture utilisés pour protéger les équipements sous pression contre des pressions
excessives et/ou des dépressions excessives.
L’Annexe A donne une liste de contrôle des informations à fournir par l’acheteur au fabricant.
L’Annexe B donne des lignes directrices concernant la périodicité de remplacement d’un disque de rupture et
l’Annexe C des lignes directrices sur la détermination du débit massique, pour des fluides à phase unique,
d’un circuit de décharge de pression contenant un dispositif de sûreté à disque de rupture.
L’Annexe E spécifie un mode opératoire non obligatoire pour établir la résistance à l’écoulement d’un
assemblage de disque de rupture ayant éclaté.
Les prescriptions relatives à la fabrication, au contrôle, aux essais, au marquage, à la certification et à
l’emballage des dispositifs de sûreté à disque de rupture sont donnés dans la partie 2 de l’EN ISO 4126.
2 Références normatives
Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions d'autres publications.
Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont
énumérées ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une
quelconque de ces publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par
amendement ou révision. Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est
fait référence s'applique (y compris les amendements).
EN ISO 4126-1:2003, Dispositifs de sécurité contre les pressions excessives — Partie 1 : Soupapes de sûreté
(ISO 4126-1:2003).
EN ISO 4126-2:2003, Dispositifs de sécurité contre les pressions excessives — Partie 2 : Dispositifs de sûreté
à disque de rupture (ISO 4126-2:2003).
EN ISO 4126-4, Dispositifs de sécurité contre les pressions excessives — Partie 4 : Soupapes de sûreté
pilotées (ISO 4126-4:2003).
EN ISO 4126-5, Dispositifs de sécurité contre les pressions excessives — Partie 5 : Dispositifs de sécurité à
décharge contrôlés contre les suppressions (ISO 4126-5:2003).
EN ISO 4126-7:2003, Dispositifs de sécurité contre les pressions excessives — Partie 7 : Données
communes (ISO 4126-7:2003).
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’EN ISO 4126-1:2003 ainsi que
les suivants s'appliquent.
3.1
dispositif de sûreté à disque de rupture
dispositif de décharge de pression qui ne se referme pas, actionné par la pression différentielle et conçu pour
fonctionner par rupture d’un ou de plusieurs disques de rupture
NOTE Ce dispositif comprend l’ensemble complet des composants installés, y compris, le cas échéant, le support du
disque de rupture.
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ISO 4126-6:2003(F)
3.2
assemblage de disque de rupture
ensemble complet des composants installés dans le support du disque de rupture pour assurer la fonction
désirée
3.3
disque de rupture
composant soumis à la pression et sensible à la pression d’un dispositif de sûreté à disque de rupture
3.4
support de disque de rupture
pièce d’un dispositif de sûreté à disque de rupture qui maintient l’assemblage de disque de rupture en position
3.5
disque de rupture bombé conventionnel (aussi dénommé : à action directe)
disque de rupture bombé dans le sens de la pression de rupture (c’est-à-dire dont la pression de rupture est
appliquée sur le côté concave du disque de rupture (voir EN ISO 4126-2:2003, Figure 1))
3.6
disque de rupture chemisé fendu
disque de rupture composite constitué de deux couches au moins, dont l’une au moins est chemisée fendue
ou découpée pour maîtriser la pression de rupture du disque de rupture
3.7
disque de rupture bombé inverse (aussi dénommé : à action inverse)
disque de rupture bombé dans la direction opposée à la pression de rupture (c’est-à-dire que la pression de
rupture est appliquée sur le côté convexe du disque de rupture (voir EN ISO 4126-2:2003, Figure 2))
3.8
disque de rupture en graphite
disque de rupture fabriqué en graphite, graphite imprégné, graphite souple ou graphite composite et qui est
conçu pour se rompre en flexion ou cisaillement
NOTE Les définitions suivantes s’appliquent :
a) graphite : Forme cristalline de l’élément carbone ;
b) graphite imprégné : Graphite dont les pores ouverts sont remplis d’un agent d’imprégnation ;
c) graphite souple : Graphite dont la structure est obtenue par compression de composés intercalaires de graphite
thermiquement exfolié ;
d) graphite composite : Composé constitué d’au moins deux matériaux distincts dont les propriétés sont différentes de
celles des matériaux distincts et dont la proportion de graphite dépasse 50 % de la masse.
3.9
pression de rupture spécifiée
pression de rupture définie avec une température coïncidente pour définir les prescriptions d’un disque de
rupture (s’utilise associée à une tolérance de performance, voir 3.13)
3.10
pression de rupture maximale spécifiée
pression de rupture maximale définie avec une température coïncidente pour définir les prescriptions d’un
disque de rupture (s’utilise associée à la pression de rupture minimale spécifiée, voir 3.11)
3.11
pression de rupture minimale spécifiée
pression de rupture minimale définie avec une température coïncidente pour définir les prescriptions d’un
disque de rupture (s’utilise associée à la pression de rupture maximale spécifiée, voir 3.10)
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3.12
température coïncidente
température du disque de rupture associée avec la pression de rupture (voir 3.9, 3.10 et 3.11) et qui est la
température prévue du disque de rupture lorsqu’il est sollicité à la rupture
3.13
tolérance de performance
plage de pressions entre la pression de rupture minimale spécifiée et la pression de rupture maximale
spécifiée, ou plage de pressions en quantités ou pourcentages positifs et négatifs par rapport à la pression de
rupture spécifiée
3.14
pression de service
pression qui existe dans les conditions normales de service dans le circuit qui est protégé
3.15
pression de décharge
pression maximale dans des conditions de décharge dans le circuit sous pression
NOTE Elle peut être différente de la pression de rupture du disque de rupture.
3.16
température de décharge
température dans des conditions de décharge dans le circuit sous pression
NOTE Elle peut être différente de la température coïncidente spécifiée du disque de rupture.
3.17
contre-pression différentielle
pression différentielle exercée à travers un disque de rupture dans la direction opposée à la pression de
rupture
NOTE Celle-ci peut résulter de la pression exercée dans le circuit de décharge par d’autres sources et/ou résulte de
la dépression en aval du disque de rupture.
3.18
section de décharge du dispositif de sûreté à disque de rupture
section minimale d’écoulement du dispositif de sûreté à disque de rupture, en prenant en compte la réduction
possible de la section, par exemple par des supports de contre-pression, des dispositifs de préhension ou des
pièces du disque de rupture subsistant après la rupture
3.19
lot
quantité de disques de rupture ou de dispositifs de sûreté à disque de rupture solidaires, constituée d’un seul
groupe de mêmes type, dimension, matériaux et pression de rupture spécifiés, lorsque les disques de rupture
sont fabriqués à partir d’un même lot de matériaux
3.20
pression de rupture
valeur de la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval du disque de rupture au moment de la
rupture
3.21
support de contre-pression
composant d’un dispositif de sûreté à disque de rupture qui empêche la détérioration de celui-ci par la
contre-pression différentielle
NOTE Un support de contre-pression, destiné à prévenir la détérioration du disque de rupture quand la pression du
circuit descend au dessous de la pression atmosphérique, est parfois appelé «support de vide».
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ISO 4126-6:2003(F)
3.22
revêtement
couche de matériau métallique ou non métallique appliquée par revêtement sur des composants d’un
dispositif de sûreté à disque de rupture
3.23
chemisage
couche(s) supplémentaire(s) de matériau métallique ou non métallique faisant partie de l’assemblage du
disque de rupture ou d’un support de disque de rupture
3.24
dépôt métallique
dépôt de métal appliqué à un disque de rupture ou à un support de disque de rupture par un procédé de
dépôt métallique
3.25
bouclier thermique
dispositif qui protège un disque de rupture contre une température excessive
3.26
ratio de service
rapport de la pression de service à la limite minimale de la pression de rupture (voir Figure 1)
NOTE 1 Dans le cas d’un circuit soumis à pression avec une pression de service exprimée en bar et une pression
atmosphérique sur le côté aval du disque de rupture :
pression de service (bar)
ratio de service =
limite minimale de la pression de rupture (bar)
NOTE 2 Dans le cas d’un circuit soumis à pression avec une contre-pression sur le côté aval du disque de rupture, le
ratio de fonctionnement est la valeur de la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval du disque de rupture,
divisée par la limite minimale de la pression de rupture exprimée comme une pression différentielle.
3.27
capacité de décharge du dispositif de sûreté à disque de rupture
débit auquel un dispositif de sûreté à disque de rupture peut écouler un fluide après rupture du disque de
rupture
3.28
intervalle de remplacement
périodicité commençant au moment de l’installation d’un assemblage de disque de rupture et prenant fin au
moment de son remplacement
3.29
circuit de décharge de pression
circuit destiné à prévenir une surpression sur l’écoulement des fluides à partir d’un équipement sous pression
NOTE Il peut s’agir d’une tuyère d’équipement, d’une tuyauterie d’entrée, d’un ou de plusieurs dispositifs de
décharge de pression et d’une tuyauterie de sortie vers l’atmosphère ou un collecteur.
3.30
coefficient combiné de décharge
coefficient qui détermine par la méthode simplifiée (voir C.2) la réduction du débit de décharge théorique d’un
circuit de décharge de pression comportant un disque de rupture ayant éclaté et faisant partie d’un dispositif
de sûreté à disque de rupture
NOTE Celui-ci est désigné par le symbole a.
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3.31
facteur de résistance à l’écoulement
facteur qui détermine la résistance à l’écoulement dans une tuyauterie, causé par la présence d’un disque de
rupture faisant partie d’un dispositif de sûreté à disque de rupture installé dans le circuit
NOTE Celui-ci est ordinairement désigné par le symbole K et il s’agit d’un facteur sans dimension exprimé comme
R
perte de charge dynamique.
3.32
pression de base
pression enregistrée à l’entrée du circuit d’essai d’écoulement du disque de rupture
3.33
température de base
température enregistrée à l’entrée du circuit d’essai d’écoulement du disque de rupture
3.34
pression maximale admissible, PS
pression maximale pour laquelle l’équipement est conçu, tel que spécifié par le fabricant
4 Unités et symboles
Tableau 1 — Symboles et leur description
Symbole Description Unités
2
A
Section minimale d’écoulement requise mm
o
2
A
Section de la tuyauterie amont mm
1
2
A
Section de décharge du dispositif de s ûreté à disque de rupture mm
B
C Fonction du coefficient isentropique -
C
Vitesse sonique à la prise de pression m/s
tap
D Diamètre intérieur de la tuyauterie du circuit d’essai mm
f Frottement successif du circuit, de la tuyauterie -
2 .
G Vitesse de trans fert de masse
kg/m h
k Coefficient isentropique -
K
Facteur de correction du débit théorique pour un écoulement sub-critique -
b
K
Facteur de correction de la viscosité -
v
K
Facteur de résistance à l’écoulement -
R
K
tap Facteur de résistance totale de l’entrée du circuit d’essai à la prise de pression -
M Masse moléculaire kg/kmol
Ma
tap Nombre de Mach à la prise de pression -
Ma
Nombre de Mach à l’entrée du circuit d’essai -
1
p
Pression à l’entrée du circuit d’essai bar abs.
1
p
Pression de base bar abs.
B
p
Contre-pression bar abs.
b
p
c Pression critique bar abs.
p
Pression d’ouverture bar abs.
o
p
tap Pression à la prise de pression bar abs.
p
Pression réduite bar abs.
r
« à suivre »
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ISO 4126-6:2003(F)
Tableau 1 (fin)
Symbole Description Unités
Q
Débit massique kg/h
m
R Constante universelle des gaz 8314 J/mol/K
R
Nombre de Reynolds -
e
T
Température de base K
B
T
o Température d’ouverture K
T
Température enregistrée à la prise de pression K
tap
T
Température à l’entrée du circuit d’essai K
1
3
v
Volume massique aux pression et température réelles d’ouverture m /kg
o
3
v
Volume massique à la prise de pression m /kg
tap
a
x Siccité de la vapeur humide -
Y
tap Coefficient de détente à la prise de pression -
Y
Coefficient de détente à l’entrée du circuit d’essai -
1
Z
Facteur de compressibilité aux pression et température réelles -
o
3
r Masse volumique kg/m
Viscosité dynamique Pa.s
m
Dp Pression différentielle à l’évacuation dans le dispositif de sûreté à disque de rupture bar abs.
a Coefficient de décharge (voir C.2) -
a
x est exprimé comme O, xx.
5 Application
5.1 Sous réserve des prescriptions de la norme pertinente couvrant l’équipement à protéger, le dispositif de
sûreté à disque de rupture peut être utilisé comme seul dispositif de décharge de pression, ou conjointement
avec des soupapes de sûreté, ou encore comme partie d’un dispositif combiné.
5.2 La capacité de décharge d’un circuit comprenant un dispositif de sûreté à disque de rupture et sa limite
maximale de pression de rupture (voir Figure 1) à la température coïncidente doivent être tels que la pression
d’ouverture maximale ne dépasse pas les prescriptions de l’équipement protégé. Les Annexes C, D et E
donnent des méthodes pour déterminer la capacité de décharge de circuits de décharge de pression
comportant des dispositifs de sûreté à disque de rupture.
5.3 Il est possible de choisir de préférence un dispositif de sûreté à disque de rupture comme seul dispositif
de décharge de pression dans les cas suivants :
a) la vitesse de montée en pression peut être telle que la vitesse de réponse d’une soupape de sûreté serait
inadaptée ;
b) des fuites de fluide ne sont pas tolérables dans les condition
...
Questions, Comments and Discussion
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