Définition de la pression nominale
Définition et calcul pression nominale
La pression nominale, nommée aussi PN, désigne la valeur de la pression d’exploitation recommandée pour un réseau donné. Cette donnée peut être exprimée en bar ou en pascal (mpa). Il s’agit d’une valeur de référence : si celle-ci n’est pas respectée, cela peut constituer un risque de sécurité.
On parle de pression nominale dans un cadre bien précis : lorsque l’on est en présence d’un équipement sous pression, bien souvent pour le transport ou le stockage de fluides liquides ou gazeux.
La pression nominale a un rôle essentiel pour l’utilisation d’équipements sous pression car elle donne un cadre à leur utilisation. Elle dépend de différents paramètres :
- Le type de matériau concerné;
- La température;
- Le coefficient de sécurité.
La PN est finalement la pression qu’un élément peut supporter dans des conditions de service normales, sans coup de bélier ou perte de charges extérieures. Elle est déterminée par les fabricants des matériaux eux-mêmes.
Types de pressions en comparaison (pression de service, pression maximale)
Si l’on parle de pression nominale, on peut aussi la mettre en relation avec la pression de service ou la pression maximale.
Tout d’abord, la pression de service désigne la pression interne réelle à laquelle un élément fonctionne dans des conditions de service classiques. Cette pression de service dépend et varie en fonction de la température ou des fluctuations de charge. Il est important que la pression de service soit inférieure à la pression nominale.
Rappelons que la pression nominale est la valeur de référence jusqu’à laquelle un équipement est capable de fonctionner en toute sécurité, dans des conditions de service normales.
Enfin la pression maximale est la pression maximale supportée par l’équipement avant de subir une défaillance. C’est nécessairement une valeur plus importante que la pression nominale. Or, dans la pratique, il ne faut pas dépasser la valeur nominale et ne jamais atteindre la pression maximale de sécurité.
L'importance de la pression nominale en industrie
Risques associés à la pression nominale d'utilisation
La pression nominale est scrutée dans l’industrie, notamment car on la surveille dans le cas d’utilisation d’équipement sous pression.
Le non-respect de la pression nominale peut entraîner des ruptures des équipements (tuyauterie, bouteille, enceinte de stockage…).
Dans ce cas, plusieurs risques peuvent exister :
- Une onde de choc peut être générée en cas de rupture de l’équipement;
- Une fuite de gaz ou de fluide peut induire une intoxication de l’environnement ou une explosion;
- Dans le cas de liquides cryogéniques, on peut aussi craindre le risque d’incendie par condensation de l’oxygène de l’air.
Tous ces risques menacent directement la santé des utilisateurs (risque d'inhalation de produits dangereux, risques liés à l’explosion ou une fuite) et l’environnement. En effet, la rupture d’un équipement peut entraîner des fuites dangereuses dans les milieux naturels qui risquent de perturber les écosystèmes.
Bénéfices d'une bonne gestion : efficacité opérationnelle et sécurité
Pour s’assurer que les équipements industriels sont utilisés dans de bonnes conditions de fonctionnement et de sécurité, il convient d’avoir une bonne gestion interne dans l’entreprise.
En premier lieu, le personnel en charge des équipements soumis à une pression nominale doit être informé des risques en vigueur et des mesures de prévention à prendre.
Pour une gestion optimale, l’entreprise doit mettre en place des notices, des procédures et des consignes d'utilisation d’équipements sous-pression. Ces documents doivent être connus et accessibles par les utilisateurs.
De plus, tout équipement sous pression en service doit être utilisé en adéquation avec la température, la pression et la nature de fluide transporté. Toutes ces règles permettent l’utilisation des équipements en toute sécurité.
Enfin, le respect et le suivi des pressions nominales permettent également de maximiser les processus industriels et d’optimiser l’efficacité opérationnelle. En effet, utiliser un équipement avec une pression incorrecte peut entraîner une surconsommation d’énergie ou être à l’origine d’une usure des équipements. Les entreprises ont donc tout intérêt à respecter les recommandations en termes de pression nominale. C’est un moyen de s’assurer de la fiabilité des équipements le plus longtemps possible
Où est utilisée la pression nominale ?
Pression nominale pompe, chaudières, tuyaux : les équipements concernés
On parle de pression nominale lorsque l’on est dans en présence d’équipements tels que :
- Réservoirs de stockage ou d'alimentation en eau;
- Chaudières;
- Composants de la tuyauterie industrielle : tuyaux, valves…;
- Échangeurs de chaleur ou pompe à chaleur;
- Réservoirs sous pression;
- Systèmes de distribution de gaz;
- Système de canalisation;
- Systèmes de gestion et traitement des eaux…
La pression nominale concerne aussi les systèmes de freinage.
Secteurs : Pétrochimie, agroalimentaire, etc.
Les éléments précédemment cités sont utilisés dans des secteurs d’activités industriels très variés.
On pourra citer tout d’abord l’industrie pétrolière et gazière qui utilise de nombreux équipements sous pression comme les pipelines, les réservoirs de stockage ou encore les équipements de forage.
L’industrie chimique, elle aussi, nécessite l’utilisation de récipient sous pression nominale. C’est le cas des réacteurs, des échangeurs de chaleur ou des tuyaux servant au stockage ou au transport des fluides, notamment de produits dangereux.
L’industrie alimentaire ou agroalimentaire est également un secteur où les équipements sous pression sont la norme. Autoclaves, cuves de stérilisations ou tuyaux de transport des denrées alimentaires sont fabriqués en prenant en compte la PN.
Dans les centrales électriques, les chaudières et turbines à vapeur nécessitent des équipements sous pression pour produire de l’électricité.
In fine, de nombreux autres secteurs industriels sont concernés : l’industrie pharmaceutique, l’industrie aérospatiale, le secteur de la construction ou encore l’industrie automobile.
Pression nominale : Normes et réglementations
Normes internationales : ISO, ASTM
Les normes et réglementations qui encadrent l’utilisation et la conformité à la pression nominale existent aussi bien au niveau international qu’européen.
Les normes ISO et ASTM permettent de cadrer la conception, la fabrication, les essais et la fabrication des équipements sous pression.
On peut citer quelques normes de références :
- Les normes ISO :
- ISO 7268:1983 donne une définition de la pression nominale pour la tuyauterie;
- ISO 7278 traite des robinets-vannes pour gaz dans le cadre de produits pétroliers liquides et donne les spécifications de conception de pression nominale
- ISO 2944:2000 spécifie une série de pressions nominales pour les systèmes de transmission hydrauliques et pneumatiques
- ISO 5167 établit les exigences pour la mesure de débit de fluides dans des conduites ce qui est lié à la pression nominale.
- Les normes ASTM :
- ASTM A106 s’intéresse particulièrement aux tuyaux en acier au carbone sans soudure. Elle précise les classes de pression nominale prévues pour ce type d’équipement;
- ASTM F1055 s’intéresse aux vannes de contrôle pour l’eau chaude et indique les exigences de pression nominale.
Réglementations locales : Éventuelles lois françaises ou européennes.
Les activités des industriels français sont également encadrées par différentes lois européennes telles que :
- La Directive européenne sur les équipements sous pression 2014/68/UE donne des orientations obligatoires pour la conception, la fabrication et l’évaluation de la conformité des équipements sous pression. C’est une norme requise pour les concepteurs et fabricants de matériaux sous pression pour la vente de leurs produits dans l’Union Européenne. Les équipements sous pression conformes à la directive sont marqués des lettres “CE” : ce qui garantit le respect des exigences en matière de sécurité décrites dans cette loi;
- L’arrêté du 20 novembre 2015 relatif à la conception, la construction, l’exploitation et l’entretien des installations de transport de gaz par canalisations;
- L’arrêté du 15 mars 2000 qui concerne les appareils sous pression.
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Le Guide de la pression nominale
C'est quoi dn et pn ?
En tuyauterie industrielle, dn se rapporte à la dimension nominale, c'est-à-dire le diamètre nominal d'un tube. PN désigne la pression nominale (MPa). C'est une valeur numérique qui permet de spécifier la limite de pression hydraulique supps de pression.
Comment déterminer la pression nominale ?
La pression nominale est une valeur de référence en bar donnée à 20°C. Celle-ci est déterminée par le fabricant des équipements. Elle est donnée en fonction de différents tests de conception et d'essais.
Qu'est-ce que le pn en tuyauterie ?
L'appellation pn en tuyauterie désigne la pression nominale, exprimée en MPa. Il s'agit de la pression maximale à laquelle un équipement sous pression peut fonctionner de sorte que son fonctionnement se fasse en toute sécurité et dans des conditions normales d'utilisation.
