Tests d'émissions fugitives des vannes : ISO 15848, API 624 et API 641

Les émissions fugitives sont des rejets involontaires de fluide de procédé dans l'atmosphère à travers les tiges de vanne ou les joints d'arbre, les systèmes de garniture, les joints de chapeau, les joints de corps et d'autres voies de fuite externes potentielles.

Pour les services pétroliers et gaziers, de raffinage, pétrochimiques, chimiques et autres impliquant des fluides volatils ou dangereux, ces émissions peuvent affecter la conformité environnementale, l’exposition des travailleurs, la perte de produits et la maintenance des usines.

Cependant, des expressions telles que « vanne à faibles émissions », « vanne ISO 15848 » ou « garniture API 624 » sont souvent utilisées de manière trop vague dans les citations de vannes.

Une exigence techniquement complète doit identifier la conception réelle de la vanne, la norme applicable en matière d'émissions fugitives, la portée de la qualification, la température d'essai, les exigences de cycle, le système d'étanchéité, les exigences d'acceptation de la production et la documentation attendue par l'acheteur.

Qu’est-ce que le test des émissions fugitives des vannes ?

Les tests d'émissions fugitives des vannes sont utilisés pour évaluer les fuites externes à partir d'emplacements d'étanchéité de vanne définis dans des conditions de test spécifiées. L'objectif est différent des tests de pression de coque ou des tests d'étanchéité des sièges.

Selon la norme applicable, l'examen peut porter sur :

• Systèmes de garniture de tige montante.
• Systèmes de garniture de tige ascendante et rotative.
• Joints d'arbre ou de tige de vanne quart de tour.
• Joints de capot ou de carrosserie inclus dans le périmètre standard.
• Performances de fuite lors du cyclage mécanique.
• Performances de fuite pendant les cycles de température.
• Qualification des vannes ou des garnitures pour une gamme définie de conditions de service.

Les tests d'émissions fugitives ne prouvent pas qu'une vanne ne fuira jamais en service. Il démontre les performances dans les conditions de test de qualification ou de production définies par la norme applicable.

Émissions fugitives vs fuite de siège vs fuite de coque

Une vanne peut réussir son test de siège tout en présentant des fuites sur la garniture de tige. De même, la réussite d’une qualification relative aux émissions fugitives ne remplace pas les tests requis de pression de la coque et du siège.

Pour connaître la différence entre les tests de coque et de siège, consultez notre Méthodes de test de pression des vannes guider.

Pourquoi des émissions fugitives se produisent généralement autour des tiges de valve

La zone de la tige ou de l'arbre est l'un des emplacements d'étanchéité externes les plus exigeants car elle doit contenir la pression du processus tout en permettant le mouvement.

• Matériel d'emballage et construction.
• Finition de la surface de la tige ou de l'arbre.
• Rectitude et alignement de la tige.
• Dimensions de la chambre d'emballage.
• Chargement des glandes.
• Cyclage mécanique et thermique.
• Cycle de pression.
• Corrosion ou contamination.
• Installation incorrecte de l'emballage.
• Usure de la tige, de l'arbre ou des composants d'étanchéité.
• Mauvais entretien ou réglage excessif.

Un matériau de garniture à faibles émissions ne peut à lui seul compenser une mauvaise surface de tige, une chambre de garniture incorrecte, une conception de presse-étoupe inadaptée ou un assemblage incontrôlé.

ISO 15848-1 : Essais et classification des types de vannes

L'ISO 15848-1 s'applique aux essais de type à émissions fugitives des vannes d'isolement et des vannes de régulation industrielles destinées à être utilisées avec des polluants atmosphériques volatils ou des fluides dangereux dans son domaine d'application défini.

La norme évalue les fuites externes du système d'étanchéité de la tige ou de l'arbre et des joints de corps spécifiés et fournit un cadre de classification et de qualification pour les essais de type de vanne.

Les variables importantes peuvent inclure la conception de la vanne, la disposition des joints d'étanchéité de la tige ou de l'arbre, le fluide d'essai, les conditions de température, les cycles d'endurance mécanique, les performances de fuite et la plage de qualification.

La norme ISO 15848-1 ne doit pas être réduite à la déclaration « Certifié ISO 15848 ». Les acheteurs doivent examiner la portée réelle de la classification et de la qualification indiquée sur le rapport d'essai ou le certificat pour la conception de vanne sélectionnée.

Pourquoi la portée de la qualification est importante

Un test de type à émissions fugitives est effectué sur des vannes et des configurations de test définies. La qualification qui en résulte ne constitue pas automatiquement une preuve que chaque vanne, quelle que soit sa taille, sa classe de pression, son matériau, sa plage de température et sa conception de garniture, a été testée individuellement.

Lors de l'examen des preuves de qualification, les acheteurs doivent confirmer que la vanne fournie se situe dans la plage qualifiée applicable selon la norme en vigueur et les spécifications du projet.

ISO 15848-2 : Tests d'acceptation de la production

L'ISO 15848-2 traite des essais d'acceptation en production pour les vannes de production standard pour lesquelles des exigences en matière d'émissions fugitives sont spécifiées.

• OIN 15848-1 : Cadre de tests de type et de qualification.
• OIN 15848-2 : Tests d'acceptation de production.

Un projet peut nécessiter une preuve de qualification de type, des tests d'acceptation de production, ou les deux, selon les spécifications de l'acheteur.

L'ISO 15848-2:2015 reste l'édition publiée à partir de 2026, bien que l'ISO ait commencé à élaborer une future édition de remplacement. L'édition contractuellement applicable doit donc être indiquée dans la documentation d'achat.

API 622 : La qualification de la garniture n'est pas la qualification de la vanne

L'API 622 traite des essais de type des garnitures de vannes de procédé pour détecter les émissions fugitives. Ceci est fondamentalement différent du test d’une vanne complète.

Les performances de la garniture peuvent constituer un élément important de la conception d'une vanne à faibles émissions, mais une qualification de garniture à elle seule ne prouve pas que la vanne assemblée satisfait aux exigences API 624, API 641 ou ISO 15848.

Le résultat installé est affecté par le système d'étanchéité complet, y compris le matériau de garniture, la disposition de la garniture, l'état de la tige, la géométrie de la chambre de garniture, la disposition du presse-étoupe, la procédure d'assemblage, le mouvement de la vanne et la température de service.

Par conséquent, « Garniture API 622 » et « Vanne API 624 » ne doivent jamais être traitées comme des allégations identiques.

API 624 : Essais de type d'émissions fugitives de vannes à tige montante

L'API 624 est destinée aux essais de type à émissions fugitives des vannes à tige montante et à tige rotative montante équipées d'une garniture en graphite qui répond aux exigences de qualification de garniture API applicables.

Cela rend l'API 624 particulièrement pertinente pour certains robinets-vannes, robinets à soupape et autres conceptions à tige montante ou à rotation montante admissibles dans le cadre de la norme.

Ce que les acheteurs devraient vérifier sur les preuves API 624

• Fabricant de vannes et conception testée.
• Édition applicable de l'API 624.
• Type de vanne et mouvement de la tige.
• Portée de qualification de taille et de classe de pression.
• Système d'emballage utilisé lors de la qualification.
• Qualification de température pertinente au projet.
• Rapport de test ou source de certification.
• Si la vanne fournie appartient à la famille de conceptions qualifiées.

N'acceptez pas l'expression « API 624 disponible » sans confirmer quelle conception de vanne et quelle disposition de garniture le test couvre réellement.

API 641 : Test d'émissions fugitives des vannes quart de tour

L'API 641 traite des essais de type à émissions fugitives des vannes quart de tour.

Cela concerne généralement les vannes à bille, les vannes papillon, les vannes à boisseau et autres conceptions quart de tour admissibles dans le cadre de la norme applicable.

Les vannes quart de tour ont des mouvements de tige ou d'arbre et des dispositions d'étanchéité différents des vannes à tige montante et des vannes à soupape. C'est pourquoi l'API 641 et l'API 624 ne doivent pas être considérées comme des normes interchangeables.

L'API 641 a été mise à jour vers une deuxième édition en 2023. Les spécifications d'achat doivent identifier l'édition requise plutôt que de s'appuyer sur un ancien certificat sans vérifier son applicabilité.

ISO 15848 contre API 622 contre API 624 contre API 641

La norme appropriée doit être sélectionnée en fonction du type de vanne, des spécifications de l'industrie, des exigences de l'acheteur et de la juridiction du projet. Ne spécifiez pas automatiquement toutes les normes, sauf si le projet a une véritable raison de les exiger.

Conception d'emballage à faibles émissions

Les performances des vannes à faibles émissions dépendent du système de garniture complet plutôt que du nom d'un seul matériau.

• Graphite ou autre matériau d'emballage approuvé, le cas échéant.
• Géométrie et disposition des bagues de garniture.
• Finition tige ou arbre.
• Dureté de la tige et état de corrosion.
• État de surface de la chambre de conditionnement.
• Alignement des suiveurs de glande.
• Chargement en direct là où spécifié.
• Compression correcte de la garniture.
• Procédure de montage et propreté.

Qu’est-ce que l’emballage sous tension ?

Le chargement dynamique utilise des éléments à ressort, généralement des ressorts à disque, pour aider à maintenir la charge du presse-étoupe lorsque la garniture subit une consolidation, un mouvement thermique ou une usure.

Le chargement dynamique peut prendre en charge le contrôle des émissions dans un système correctement conçu, mais il ne rend pas automatiquement une vanne conforme aux normes ISO 15848, API 624 ou API 641.

Vannes à soufflet et émissions fugitives

Les vannes à soupape à soufflet utilisent un soufflet métallique comme barrière principale autour de la tige, la garniture étant souvent conservée comme joint secondaire.

Cette conception peut être utile pour les services sensibles aux fuites, dangereux ou à haute température, mais les acheteurs doivent éviter de décrire chaque vanne à soufflet comme étant automatiquement « zéro émission ».

La conception des soufflets, l'intégrité des soudures, la capacité pression-température, la durée de vie, la garniture de secours et les exigences de test applicables doivent encore être revues.

Pour les considérations de conception et de sélection, consultez notre Guide des vannes à soupape à joint à soufflet.

Cyclisme de température et service à haute température

La température est essentielle aux performances en matière d'émissions fugitives, car la dilatation et la contraction thermiques affectent les tiges, la garniture, le chargement des presse-étoupes, les joints du chapeau et les matériaux d'étanchéité.

Une vanne qui fonctionne bien à température ambiante peut se comporter différemment lors de chauffages et de refroidissements répétés.

Pour un service à haute température, les acheteurs doivent prendre en compte la température maximale de conception, la température de fonctionnement, la fréquence des cycles thermiques, la capacité de température de la garniture, le matériau de la tige, la charge du presse-étoupe, le matériau du joint du chapeau et si la qualification en matière d'émissions fugitives couvre les conditions de température requises.

Pour une sélection plus large de vannes haute température, consultez notre Guide des vannes haute pression haute température.

Pourquoi « zéro émission » est généralement le mauvais terme en matière d'approvisionnement

Les normes industrielles sur les émissions fugitives définissent les procédures de test, la mesure des fuites et les critères d'acceptation. Ils ne doivent pas être simplifiés en affirmant de manière absolue qu’une vanne à garniture conventionnelle ne produira aucune émission tout au long de sa durée de vie.

Les performances sur le terrain peuvent être affectées par le fluide de procédé, la pression, la température, le nombre de cycles mécaniques, l'historique de maintenance, la corrosion, les charges de tuyauterie, les dommages sur la tige, le réglage du presse-étoupe et les conditions de service en dehors de la plage qualifiée.

Une exigence plus défendable consiste à spécifier la norme applicable en matière d'émissions fugitives et la base de qualification ou d'acceptation de la production requise.

Certificat d'essai de type vs essai de vanne de production

Un essai de type qualifie une conception ou une famille de conceptions de vannes définie selon les règles de la norme applicable. Il ne s'agit pas nécessairement d'un test individuel de chaque vanne de production fournie.

Un test d'acceptation de production, lorsqu'il est spécifié, s'applique aux vannes fabriquées conformément à la procédure de test de production pertinente.

Les acheteurs doivent donc identifier si la commande nécessite uniquement des preuves de qualification pour les essais de type, des tests d'acceptation de production, un témoin de l'acheteur, un examen par un tiers ou des dossiers finaux spécifiques.

Comment les exigences en matière d'émissions fugitives s'intègrent dans l'ITP

Si les exigences en matière d'émissions fugitives sont importantes pour le projet, elles doivent être identifiées dans l'ITP avant que la production des vannes ne soit terminée.

• Examen de la norme applicable en matière de faibles émissions.
• Examen de la qualification aux essais de type de vannes.
• Vérification du matériel d'emballage et de la configuration.
• Vérifications du matériau de la tige ou de l'arbre et de l'état de surface lorsque cela est spécifié.
• Tests d’acceptation de production si nécessaire.
• Points témoins acheteur ou tiers.
• Examen des rapports d'essais d'émissions fugitives.
• Vérification finale de la documentation.

Pour les points de mise en attente, de témoin, de révision et de surveillance, consultez notre Plan d'inspection et d'essai des vannes (ITP).

Les tests d’émissions fugitives font-ils partie du FAT ?

Elle peut être révisée lors du FAT, mais la qualification réelle en matière d'émissions fugitives peut avoir été complétée auparavant en tant qu'essai de type.

Au cours du FAT ou de l'examen des documents, l'acheteur peut vérifier le certificat de qualification applicable, le rapport d'essai, la conception de la vanne couverte par la qualification, le système de garniture, les résultats d'acceptation de la production lorsque cela est spécifié et la traçabilité du matériau ou de la vanne.

Si des tests d'émissions fugitives de production réelle doivent être observés, cette exigence doit être convenue avant que le calendrier FAT ne soit finalisé.

Voir notre Test d'acceptation en usine de vannes industrielles guide pour le processus plus large d’inspection des projets.

Quelle documentation les acheteurs doivent-ils demander ?

• Certificat d'essai de type pour émissions fugitives ISO ou API applicable.
• Rapport d’essai de qualification ou résumé approuvé lorsque cela est requis contractuellement.
• Identification du modèle et de la conception de la vanne.
• Fabricant d’emballage et type d’emballage si nécessaire.
• Plage de température de qualification.
• Taille de vanne qualifiée et plage de classes de pression.
• Rapport de test d'acceptation de production si nécessaire.
• Certificats de matériaux.
• Rapport de test de pression des vannes.
• Fiche technique et dessin approuvés.
• Dossiers de libération ITP et d’inspection.
• Témoin tiers ou examen des dossiers lorsque cela est spécifié.

Une fiche technique d'emballage générique ou un rapport d'emballage API 622 ne doit pas être soumis comme seule preuve de qualification API 624 ou API 641 d'une vanne complète.

Pour la planification du dossier de projet, voir Certificats de vannes et documents de qualité.

Erreurs courantes en matière d'approvisionnement en matière d'émissions fugitives

1. Écrire uniquement « Valve à faibles émissions requise »

Cela ne définit pas la norme, le type de vanne, la portée de la qualification ou les exigences d'acceptation de la production.

2. Traiter l'API 622 et l'API 624 comme la même chose

L'API 622 traite de la qualification des emballages. L'API 624 concerne les essais complets de type de vanne à tige montante dans son domaine d'application.

3. Spécification API 624 pour un robinet à tournant sphérique quart de tour

Les vannes quart de tour sont traitées par l'API 641 lorsque cette norme API sur les émissions fugitives est requise.

4. En supposant que les normes ISO 15848 et API soient automatiquement équivalentes

Ils utilisent différentes structures de qualification et doivent être spécifiés en fonction des exigences du projet.

5. Accepter un certificat sans vérifier la portée de la qualification

La conception de la vanne testée, la disposition de la garniture, la température et la plage qualifiée doivent correspondre à la vanne fournie.

6. En supposant qu’une vanne coupe-feu soit automatiquement à faibles émissions

Les tests de sécurité incendie et les tests d'émissions fugitives évaluent différentes exigences de performance. L’un ne prouve pas automatiquement l’autre.

7. Confondre fuite de siège et émissions fugitives

L'étanchéité du siège est une performance d'arrêt interne. Les émissions fugitives sont des fuites atmosphériques externes.

8. Ignorer l'assemblage de l'emballage

Même une garniture qualifiée peut avoir des performances médiocres si l'état de la tige, la charge du presse-étoupe, la géométrie de la chambre ou l'installation sont incorrects.

9. Demande de qualification après la production

Une qualification requise pour les essais de type doit être vérifiée lors de l'examen des offres du fournisseur et technique, et non découverte une fois que les vannes sont déjà fabriquées.

10. Utiliser « zéro émission » comme seule exigence d'acceptation

Les spécifications d’achat doivent identifier une base de qualification standard reconnue et mesurable.

Liste de contrôle de la demande de prix sur les émissions fugitives des vannes

Normes clés pour les émissions fugitives des vannes

• OIN 15848-1 : Essais de type, mesure et classification des émissions fugitives des vannes industrielles relevant de son champ d'application.
• OIN 15848-2 : Tests d'acceptation de production de vannes où des exigences en matière d'émissions fugitives sont spécifiées.
• API622 : Essais de type des garnitures de vannes de procédé pour détecter les émissions fugitives.
• API624 : Essais de type de vannes à tige montante et à tige rotative qualifiée équipées d'une garniture en graphite pour les émissions fugitives.
• API641 : Essais de type de vannes quart de tour qualifiantes pour les émissions fugitives.

L'édition actuelle spécifiée par le projet doit être confirmée avant le devis. Ne reproduisez pas les tableaux de classes de fuites, les tableaux de cycles ou les limites de qualification propriétaires à partir de normes payantes, à moins que le projet ne soit autorisé à utiliser ce contenu.

Recommandations finales pour les acheteurs de vannes

Le contrôle des émissions fugitives doit être traité comme une exigence complète d’étanchéité et de qualification des vannes, et non comme une simple option de matériau d’emballage.

Avant d'approuver une vanne à faibles émissions, confirmez la norme correcte pour le type de vanne, l'édition applicable, la conception qualifiée, le système de garniture, les conditions de température, la plage de qualification, les exigences d'acceptation de la production, les exigences des témoins et la documentation.

Pour les devis de vannes à faibles émissions, fournissez le type de vanne, le mouvement de la tige, la taille, la classe de pression, le fluide de procédé, la pression de conception, la température de conception, la norme d'émission fugitive requise, l'édition applicable, les exigences d'emballage, les exigences d'acceptation de la production, les points d'inspection et la portée de la documentation avec la demande de prix.

FAQ

Qu’est-ce que le test des émissions fugitives des vannes ?

Les tests d'émissions fugitives des vannes évaluent les fuites externes à partir des emplacements d'étanchéité définis de la tige, de l'arbre, de la garniture et du joint de corps dans des conditions de test spécifiées. Il est différent des tests de pression de coque et des tests d'étanchéité des sièges.

Quelle est la différence entre l'ISO 15848-1 et l'ISO 15848-2 ?

L'ISO 15848-1 traite des essais, des mesures et de la classification des types de vannes pour les émissions fugitives. L'ISO 15848-2 traite des essais d'acceptation de production pour les vannes pour lesquelles des exigences en matière d'émissions fugitives sont spécifiées.

Quelle est la différence entre l'API 622 et l'API 624 ?

L'API 622 évalue la garniture des vannes de procédé pour détecter les émissions fugitives. L'API 624 s'applique aux vannes à tige montante et rotative complètes qualifiées équipées d'une garniture en graphite. La réussite des tests de garniture API 622 ne prouve pas à elle seule la qualification API 624 d'une vanne complète.

L'API 624 est-elle utilisée pour les robinets à tournant sphérique ?

L'API 624 est destinée à qualifier les vannes à tige montante et à tige rotative montante. Les vannes quart de tour telles que de nombreuses vannes à bille, à papillon et à boisseau sont traitées par l'API 641 lorsque cette norme API sur les émissions fugitives est spécifiée.

Une vanne de sécurité incendie répond-elle automatiquement aux exigences en matière d'émissions fugitives ?

Les tests de sécurité incendie et les tests d'émissions fugitives évaluent différentes conditions de performance. La norme de faibles émissions applicable doit être spécifiée séparément si nécessaire.

La garniture à faibles émissions garantit-elle une vanne à faibles émissions ?

Les performances d'une vanne complète dépendent également de l'état de la tige ou de l'arbre, de la géométrie de la chambre de garniture, de la charge du presse-étoupe, de l'assemblage, de la température, du cyclage et de la qualification de la conception complète de la vanne.

Quels documents dois-je demander pour une vanne à faibles émissions ?

En fonction du projet, demandez le certificat d'essai de type applicable, la portée de la qualification, le rapport d'acceptation de production si nécessaire, les informations sur l'emballage, la fiche technique de la vanne, le dessin, les enregistrements d'essais de pression, l'ITP et la documentation d'inspection finale.