Bouchons fusibles thermiques

Procédure d'essais et de qualifications des bouchons fusibles CAI par le bureau Veritas

1. Description du bouchon fusible

1.1 Domaine d'utilisation

1.1.1 Le système de pilotage pour des vannes de sécurité doit être dans certaines applications (gaz. pétrole ... ) étudié pour que la vanne. motorisée par un actionneur simple effet ou double effet, passe en position de sécurité dans des conditions feux. Le système de pilotage peut être alors composé d'un bouchon fusible. dont la température de fusion soit comprise entre 98°C et 104°C. Dans le cas d'un feu. la vanne de sécurité se fenne ou s'ouvre selon les applications.

1.1.2 Sens de montage

Nous préconisons d'orienter le bouchons fusible vers le bas pour s'assurer que le métal fondu n'obture pas les orifices.

1.2 Conception du bouchon fusible

1.2.1 Deux types de bouchons fusibles ont été conçus pour ces applications (plans No B-W-08 et C.20699).
Le corps du bouchon est soit en inox, soit en acier zingué. Le joint est en viton.
Le métal du fusible utilisé est Wl eutectique dont la température de la phase solide/liquide est de 103°C.
Le bouchon fusible est étanche jusqu'à une température n'excédant pas 75°C à la pression de 6 barG.
Le bouchon fusible assure la fonction de fusible dans la plage de température de 98°C à 104°C.
La pression maximale d'utilisation ne doit pas excéder 10 barG (Pmax).

1.2.2 Plan No B-W-08 révision 2
Le bouchon fusible. dit "en tête", est composé d'un corps (plan No B-W-06 révision 1), d'un fusible (plan No B-W/07 révision 1) et d'un joint torique.

1.2.3 Plan No C.20699 révision 1
Le bouchon fusible, dit "en ligne", est composé d'un corps (plan No C.20740 révision 1), d'un fusible (plan No B-W/07 révision 1) et d'un joint torique.

1.3 Essais

Pour des raisons pratiques, la fonction du bouchon fusible sera validée par des essais de qualification sur le type dit "en ligne". Les matériaux des deux variantes sont identiques.

2. Critères de qualification

2.1 Étanchéité

L'ensemble doit être étanche à 1.5 x Pmax, où Pmax est la pression maximum d'utilisation de l'ensemble. Les fuites seront détectées en pulvérisant une solution active (type DF9 de Loctite) sur l'ensemble.

Critère de qualification: aucune fuite du bouchon fusible à la pression 1.5xPmax et à la température ambiante.

2.2 Température de fusion

Le métal utilisé passe de la phase solide à la phase liquide à la température de 103°C.

Critère de qualification: le bouchon fusible doit remplir sa fonction en dejà de la température requise.

3. Procédure des essais

3.1 Échantillonage

Les échantillons seront prélevés au hasard dans un lot d'environ 20 bouchons fusibles. Deux ensembles seront utilisés pour les essais d'étanchéité. Cinq ensembles seront utilisés pour les essais de température.

3.2 Étanchéité 

Deux échantillons seront testés à la pression de 15 barG pendant 5 minutes à la température ambiante de 23°C (±2°C). L'un des orifices sera bouché. L'ensemble sera mis sous pression par le second orifice. On vérifiera qu'il n'y a aucune fuite.

3.3 Température de fusion

3.3.1 Montage

Le bouchon fusible (repère 5) sera raccordé en amont à un détendeur (repère 2) muni d'un manomètre (repère 4). Le second orifice sera obturé.
L'ensemble sera mis sous la pression requise, puis isolé de l'alimentation en air (repère 1) par la vanne (repère 3). Le bouchon fusible est alors placé dans une étuve ventilée.

3.3.2 Procédure d'essai

• Pressions : 3..5 et 6 barG
• Températures : voir tableau 
• Nombre d'échantillons : 5 (3 pour les essais à 3.5 barG, 2 pour les essais à 6 barG)

Tant que le bouchon n'a pas fondu, le manomètre indique la pression initiale Pl. Une chute de pression indique que le bouchon a fondu.
La température sera indiquée par un thermocouple, placé à proximité du bouchon testé.

3.4 Appareils de contrôle

3.4.1 Manomètres étalonnés, plages d'utilisation 0-11 barG et 0-20 barG.

3.4.2 Thennomètre étalonné de résolution 0.1 °C.

3.4.3 Solution active (type DF9 de Loctite).

4. Estampille du bureau Veritas

Pour certaines applications les bouchons fusibles testes et homologués par le BUREAU VERITAS seront estampillés.

5. Annexes

Plans

• B-W/08 révision 2
• B-W/07 révision 1
• C.20699 révision 1
• C.20740 révision 1