SIGMA™ & SIGMA EXL™

Introduction
Le disque de rupture à flambage inverse Sigma EXL™ a été développé pour offrir le niveau le plus élevé de capacité de pression de service, existant aujourd’hui pour un organe de protection contre les surpressions.  La technologie du disque de rupture à flambage inverse Sigma EXL™, associée à celle de la monture-support SRB-7RS,  combine la précision et la fiabilité de la technologie de disque de rupture à flambage inverse avec un design unique du disque et de la monture-support, pour permettre au disque Sigma EXL™ de pouvoir supporter en conditions normales, jusqu’à 95% de la pression de rupture gravée (=100% de la pression mini de rupture selon norme CEN ISO 4126-2). Le Sigma EXL™ reçoit la technologie  Saf™ (Structural Apex Forming), le poinçonnage central sur le dôme du disque améliorant la précision de la valeur de pression de rupture.

A sa pression de rupture, Le disque de rupture à flambage inverse Sigma EXL™ se retourne et s’ouvre à partir d’une ligne de prédécoupe, ligne circulaire en périphérie de la partie dômée. La ligne de prédécoupe est engagée, sur un ou plusieurs points, sur la charnière positionnée coté aval du disque.

Le disque s’ouvre le long de la ligne de prédécoupe constituant un pétale central supporté par la charnière, interdisant ainsi toute fragmentation. Le disque de rupture à flambage inverse Sigma EXL™ est proposé en une version unique de tolérance de rupture.
Il n’est pas nécessaire de considérer une tolérance de fabrication pour ce disque à très haut taux de service (en fait un disque en tolérance “0”).

La performance de tous les disques Sigma EXL™ est assurée en testant en pression chaque disque, jusqu’à sa pression maxi de service recommandée.  Le disque de rupture Sigma EXL™ offre à l’utilisateur le niveau le plus élevé possible en matière de taux de service existant pour un disque de rupture ou tout autre composant de protection contre les surpressions.

Pour les utilisateurs qui souhaitent bénéficier du très haut niveau de qualité de test de ce type de disque, et qui peuvent néanmoins accepter un niveau de précision de pression de rupture plus traditionnel, BS&B propose alors le disque Sigma™ qui induit une tolérance de fabrication -5%.

Caractéristiques des disques Sigma EXL™ et Sigma™

• Disque à flambage inverse en tailles DN25 à DN200mm (1"-8")
• Taux de service élevé: 95% de la valeur de pression de rupture gravée sur le disque
• Taux de service élevé: 100% de la valeur mini de pression de rupture, selon norme CEN ISO4126-2
• Tolérance de fabrication standard 0%, en option version en -5%
• Non fragmentant
• Conçu pour utilisation sur gaz, liquides, ou service bi-phasique
• Sécurité positive : Taux d’endommagement <1
• Technologie Saf (Structural Apex Forming)
• Résistant au vide
• Qualité de finition coté process minimisant l’accumulation possible de produit
• Longue durée de vie en service cyclique ou conditions pulsatoires
• Brevet US Patent No.5167337 et brevets internationaux en vigueur
• Pour implantation dans la monture-support à pré-serrage, BS&B type SRB-7RS™

Spécifications des disques Sigma EXL™ et Sigma™
Valeurs de pression de rupture min/Max à 22°C (72ºF) exprimées en PSIG / Barg

Taille du disque		Matériau du disque
in	mm	Nickel 200				Inox 316				Inconel 600				Monel 400				Hastelloy  C-276
		Min		Max		Min		Max		Min		Max		Min		Max		Min		Max
		Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg
1	25	35	2.4	500	34.5	35	2.4	500	34.5	50	3.5	500	34.5	58	3.5	500	34.5	55	3.8	500	34.5
1.5	40	30	2.1	400	27.5	30	2.1	400	27.5	45	3.1	400	27.5	45	3.1	400	27.5	45	3.1	400	27.5
2	50	25	1.8	400	27.5	25	1.8	400	27.5	30	2.1	400	27.5	30	2.1	400	27.5	30	2.1	400	27.5
3	80	20	1.4	400	27.5	20	1.4	400	27.5	22	1.5	400	27.5	22	1.5	400	27.5	25	1.8	400	27.5
4	100	16	1.1	400	27.5	16	1.1	400	27.5	18	1.3	400	27.5	18	1.3	400	27.5	20	1.4	400	27.5
6	150	15	1.0	225	15.5	15	1.0	225	15.5	15	1.0	225	15.5	15	1.0	225	15.5	20	1.4	225	15.5
8	200	15	1.0	125	8.6	15	1.0	125	8.6	15	1.0	125	8.6	15	1.0	125	8.6	20	1.4	125	8.6

Tolérance de fabrication (Manufacturing Design Range – MDR)
C’est une plage de pression, toujours appliquée en moins à la valeur de pression de rupture demandée par utilisateur, qui simplifie le test de fabrication du disque et offre un bénéfice économique à l’utilisateur, si toutefois une telle tolérance de ce type est acceptable par l’application. Le disque Sigma EXL™ est en standard doté d’une tolérance de fabrication à "0%", alors que le disque Sigma™ est lui à "-5%".

Tolérance de rupture
La tolérance de rupture est la plage de valeur de pression à l’intérieur de laquelle le disque de rupture doit éclater, exprimée en "+/-".  Les disques Sigma EXL™ et Sigma™ possèdent la même tolérance de rupture

Pression de rupture gravée sur le disque	Tolérance de rupture
Inférieure ou égale à 2,76 bar (40 PSIG) Supérieure à  2,76 bar (40 PSIG)	+/- 0,138 bar (2 PSIG) +/- 5%

Taux d’endommagement <1
Si un disque de rupture Sigma EXL™ ou Sigma™ est endommagé accidentellement, en fonctionnement il éclatera (rupture) à une valeur de pression inférieure ou égale à celle gravée sur sa plaque signalétique. Cette caractéristiques de design offre une sécurité positive, elle est appelée taux d’endommagement. Un taux d’endommagement ayant une valeur inférieur ou égale à 1 induit que le disque, s’il est endommagé, se rompra à une pression inférieure ou égale à celle requise par l’utilisateur. Les disques  Sigma EXL™ et Sigma™, si endommagés, se retournent et s’ouvrent à une valeur de pression réduite.
 
Taux de service
Les disques Sigma EXL™ peuvent admettre des pressions normales de service atteignant 95% de leur valeur de pression de rupture gravée, ou 100% de leur valeur mini de pression de rupture. (Pour les disques certifiés selon en accord avec le paragraphe 'Performance Tolérance' de l’ISO 4126-2, le Sigma EXL™ peut admettre une pression normal de service égale à 100% de la pression de rupture moins le tolérance de performance négative). Les disques Sigma™, qui possèdent une tolérance de fabrication de -5%, peuvent aussi admettre de fonctionner jusqu’à 95% de la pression gravée sur le disque. Néanmoins, cette pression de service peut être inférieure à celle d’un Sigma EXL™, de l’ordre de -5% de MDR.

Matériaux
les disques Sigma EXL™ et Sigma™ sont proposé en différents matériaux résistants à la corrosion (Voir tableau). Pour chaque matériau la température maxi admissible a été déterminée à partir des recommandations des fabricants de ces matériaux ainsi que de l’expérience des utilisateurs. L’Hastelloy C-276 est le matériau utilisé en standard, Hastelloy B et Hastelloy C-22 possible sur demande.
Des revêtements en film fluorocarboné sont disponibles, positionné coté process du disque, pour assurer une protection additionnelle contre la corrosion. Le matériau utilisé en standard est le FEP, PFA et PTFE sont possibles sur demande. Voir le tableau pour les recommandations de température maxi d’utilisation des matériaux typiquement utilisés.
Teflon est une marque déposée de DuPont.

Température maximum recommandée (°F / °C)

Nickel 200	750°F	399°C
Monel 400	800°F	427°C
Inconel 600	1100°F	593°C
Inox 316	900°F	482°C
Hastelloy C-276	900°F	482°C
Revêtement fluorocarbone (FEP)	400°F	204°C
Revêtement fluorocarboné (PFA)	400°F	204°C
Revêtement fluorocarboné (PTFE)	500°F	260°C
Hastelloy ® est une marque déposée de Haynes International Inc., Monel® et Inconel® sont des marques déposées de Inco Alloys International.  BS&B peut utiliser des matériaux équivalents en provenance d’autres sources.

Test en Température
La pression de rupture de chaque lot de disques Sigma EXL™ ou Sigma™ est testée à la valeur de température requise par l’utilisateur. Si le disque est requis pour une température supérieure ou inférieure à la température ambiante, les tests en pression seront réalisés à cette valeur de température pour assurer la meilleure précision produit. Pour les applications où les températures de service peuvent dépasser cette valeur de température utilisée lors des test en usine, vous rapprocher de votre représentant ou de BS&B Safety Systems, Inc. ou de BS&B Safety Systems Ltd.

Performance en débit – Valeurs KR – Dimensionnement du disque
Le facteur de résistance à l’écoulement 'KR' peut être utilisé pour déterminer la capacité d’évacuation de débit d’un système, en utilisant des formules de calcul telles que celles décrites dans le Crane Technical Paper No. 410. Les valeurs individuelles de coefficient KR ont été établies pour service gaz et pour service liquide, pour les disques type Sigma EXL™ et Sigma™. Elles sont déterminées de façon expérimentale sur banc de test en débit au laboratoire de BS&B Safety Systems Inc., selon les procédures et en présence des inspecteurs ASME. Attention à utiliser les bonnes valeurs pour conduire un dimensionnement de disque de rupture. Si plusieurs coefficients 'KR' sont gravés sur le disque, 'KRG' indique la valeur en service gaz, 'KRL' indique le service liquide. Un seul coefficient KR gravé est applicable au service gaz uniquement. La valeur KRg est 0.38 et la valeur KRI est 1.25

Lorsque vous utilisez la valeur KR pour des calculs de dimensionnement, la taille nominale de la conduite d’évent du système (sch40 considéré par défaut) est utilisée. En cas d’utilisation de techniques de calculs de coefficient de décharge, la valeur de section minimale nette de débit (MNFA) ou section nette d’évent (NRA) du disque de rupture est utilisée.

Section minimale nette de débit (MNFA) / section nette d’évent (NRA)

Taille du disque in  mm	1	25	1 ½	40	2	50	3	80	4	100	6	150	8	200
in2 *	0.86		1.93		3.36		7.39		12.74		28.89		50.0
cm2 +	4,8		11,3		19,7		40,8		69,7		158,6		275,6

* Utiliser la MNFA exprimée en in2 lors de calculs de dimensionnement selon code ASME code, cas d’un système simple.
+ Utiliser la Net Relief Area exprimée en cm2 lors de calculs de dimensionnement selon codes européens

Certification
La procédure de certification pour les disques de rupture Sigma EXL™ et Sigma™ est plus exigeante que les codes et standards industriels qui requièrent des tests destructifs limités pour valider la pression de rupture. En effet ils permettent l’acceptation de lot avec tout type de distribution des résultats de test ainsi qu’une valeur de test excentrée. La valeur de test des disques Sigma EXLT et Sigma™ est graphiquement représentée sur le certificat de test d’éclatement (voir figure ci-après). La courbe inclue le test d’éclatement en cours et en certification finale, pour construire une courbe claire de la distribution de la valeur de pression de rupture. C’est uniquement une fois que la valeur est correctement centrée et distribuée que le lot est accepté et autorisé à être livré au client. Le certificat indique aussi les résultats des tests d’éclatement des disques de rupture testés à partir du lot, pour acceptation finale par le département qualité – le nombre de résultats de test est typiquement déterminé par le code ou standard de certification choisi par l’utilisateur. Les disques de rupture Sigma EXLT et Sigma™ sont aussi validés pour service liquide, sur chaque lot de fabrication, en utilisant un système de test en pression hydraulique et le certificat de test dédié applicable dans ce cas.

La combinaison des techniques de contrôle de la pression de rupture, et des tests de tenue en pression effectuées sur tous les disques Sigma EXL™ et Sigma™ commandés, permet l’utilisation de ces disques à des taux de service opératoire les plus élevés que les fabricants de disque de rupture puissent offrir.

 

Installation dans la monture-support SRB-7RST
Les disques de rupture EXL™ et Sigma™ sont implantés dans une monture-support type SRB-7RS, permettant d’appliquer une valeur de couple de serrage correct à l’assemblage disque/support constitué, avant implantation de cet ensemble sur le process. L’implantation asymétrique des goupilles de détrompage assurent orientation et centrage corrects du disque à l’intérieur de sa monture-support. La performance éprouvée du joint mordant métal-métal à l’intérieur de la monture-support (tailles 2"/DN50mm et au-delà) assure un assemblage étanche. Lorsque cette assemblage Sigma EXL™ ou Sigma™ + SRB-7RS™ a été effectué correctement, cet ensemble peut plus tard être à loisir déposé du process, inspecté, nettoyé avec précaution et ensuite remis en place sur le process, sans devoir remplacer le disque, en raison de la présence des vis de pré-serrage qui assurent la continuité du maintien du disque en charge mécanique.

La monture-support SRB-7RS™ est utilisée pour d’autres types de disques de rupture (Types SKR™, S90™, JRS™, RLS™, FRS™) du système STA-SAF® de BS&B.

Spécifications monture-support SRB-7RS

Taille nominale		TYPE / PN de bride			Epaisseur de bride		Dimensions
							X		Y
IN	MM	ANSI	DIN	JIS	IN	MM	IN	MM	IN	MM
1	25	150	-	-	1-1/2	38.0	2-5/8	66.7	2-5/8	66.7
1	25	300/600	10/16/25/40	10/16/20/30/40	1-1/2	38.0	2-7/8	73.0	2-7/8	73.0
1.5	40	150	-	10/16/20	1-5/8	43.0	3-3/8	85.7	3-3/8	85.7
1.5	40	300/600	10/16/25/40	30/40	1-5/8	43.0	3-3/4	95.2	3-3/4	95.2
2	50	150/300/600	10/16/25/40	10/16/20/30/40	1-3/4	47.5	4-1/8	104.8	4-1/8	104.8
3	80	150/300/600	10/16/25/40	16/20/30/40	2-1/8	55.0	5-¼	133.3	5-¼	133.3
3	80	-	-	10	2-5/8	66.7	4-3/4	120.6	4-3/4	120.6
4	100	150/300	10/16/25/40	16/20/30/40	2-7/8	73.0	6-¼	158.7	6-¼	158.7
4	100	-	-	10	2-3/4	69.9	Flower Petal
4	100	600	-	-	2-5/8	66.7	7-5/8" OD/193.7 mm OD
6	150	150/300	10/16/25/40	10/30/40	3-11/16	93.7	Flower Petal
6	150	-	-	16/20	4-1/5	106.7	Flower Petal
6	150	600	-	-	3-1/8	79.4	10-⅜" OD/263.5 mm
8	200	150/300	-	-	3-13/16	96.8	Flower Petal

US patent Nos 4,751,938, 5005722 et autres brevets internationaux en cours
Les produits, spécifications et données contenues dans ce document sont sujets à modifications sans préavis. Toutes les demandes de renseignements, en ce qui concerne la sélection des produits BS&B et leurs spécifications pour des applications particulières, devront être adressées à BS&B Safety Systems Ltd ou son représentant.