FR2515347A1 - Procede de detection et de localisation de micro-fuites dans une paroi et notamment dans la barriere secondaire des cuves de methaniers - Google Patents

Procede de detection et de localisation de micro-fuites dans une paroi et notamment dans la barriere secondaire des cuves de methaniers Download PDF

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PROCEDE DE DETECTION ET DE LOCALISATION DE MICRO-FUITES DANS UNE PAROI ET NOTAMMENT DANS LA BARRIERE SECONDAIRE DES CUVES DE METHANIERS, CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A REALISER AU PREALABLE UNE AUSCULTATION THERMIQUE DE LA PAROI, PUIS A DETECTER LES MICRO-FUITES EVENTUELLES DE CETTE PAROI PAR AU MOINS DEUX TECHNIQUES DE TELEMESURE FAISANT APPEL A DES BANDES DE LONGUEURS D'ONDES DIFFERENTES ET A CORRELER ENSUITE L'ENSEMBLE DES RESULTATS AINSI OBTENUS.

Description

La présente invention concerne un procéda de détection et de localisation de micro-fuites dans une paroi et notamment dans la barrière secondaire des cuves de méthaniers.
On sait que la barrière secondaire des cuves de méthaniers n'est pas accessible directement et la détection des micro-fuites doit donc s'effectuer au travers de la barrière primaire, depuis l'intérieur de la cuve.
A cet effet, on a déjà proposé une méthode thermcgraphique consistant à créer entre les deux barrières un gradient de température, ainsi qu'une différence de pression permettant d'amplifier les courants de fuite thermique entre ces deux barrières au niveau de la micro-fissure éventuelle, et à mesurer ledit gradient de température au mcyen d'une caméra thermographique.
Cette méthode ne donne toutefois pas entière satisfaction car elle fournit des résultats qui sont très difficiles à interpréter et qui sont donc inexploitables dans la plupart des cas.
La présente invention a pour but principal de remédier à cet inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet un procédé de détection et de localisation de micro-fuites qui se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste à réaliser au préalable une auscultation thermique de la paroi, puis à détecter les micro-fuites éventuelles de cette paroi par au moins deux techniques de télémesure faisant appel à des bandes de longueurs d'ondes différentes et à correler ensuite l'ensemble des résultats ainsi obtenus.
Grâce à cette disposition, il est possible notamment de détecter et donc d'éliminer par la suite lors du traitement des informations, un certain nombre d'erreurs systématiques dues à la présence de points singuliers dans la paroi, d'où une meilleure interprétation des résultats obtenus.
De préférence, la localisation des micro-fuites s'effectue grâce à un balayage systématique de la paroi par les moyens de télémesure.
De préférence également, l'une des techniques de télémesure utilisées est une mesure thermique dans le domaine des infrarouges, tandis que l'autre est une mesure de radioactivité dans le domaine des rayons gamma.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, l'auscultation thermique préalable s'effectue grâce à l'injection d'un gaz chaud de part et d'autre de la paroi, tandis que la télémesure infrarouge s'effectue grâce à l'injection simultanée, de part et d'autre de la paroi, de deux gaz détoniques produisant une réaction exothermique lorsqu'ils se rencontrent au niveau d'une micro-fissure de la paroi.
Avantageusement, un radioélément est incorporé à l'un des gaz détoniques, ce qui permet d'effectuer simultanément la télémesure de rayonnament gamma.
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans laquel
- la figure 1 représente de manière schématique une paroi de cuve de méthanier, ainsi qu'une partie de ltéquipement utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; et
- la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une portion de cette paroi.
En se référant à la figure 1, on peut voir en 1 la paroi verticale d'une cuve de méthanier, c'est-à-dire un navire destiné au transport de gaz sous forme liquide. Les cuves de méthaniers doivent donc être à la fois étanches et bien calorifugées.
Ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur la figure 2, la paroi 1 comprend de façon typique, en allant de l'intérieur vers l'extérieur, une première membrane métallique 2, par exemple en INVAR, dite membrane primaire, une deuxième membrane 3 de même nature dite membrane secondaire et la coque proprement dite 4 du navire méthanier. L'espace délimité par les membranes 2 et 3 forme la barrière primaire de la cuve tandis que l'espace délimité par la membrane 3 et la coque 4 forme la barrière secondaire. Ces deux espaces sont remplis d'un matériau isolant constitué par exemple par des caissons 5 remplis de perlite. On notera en outre que ces caissons sont fixés de manière à ménager avec les membranes 2 et 3 et avec la coque 4 un mince film d'air 6.
Le procédé selon l'invention est destiné à détecter et à localiser une micro-fissure telle que 7 dans la membrane secondaire 3. La mise en oeuvre de ce procédé nécessite certains équipements dont une partie est représentée de manière très schématique sur la figure 1.
La barrière primaire, c'est-à-dire l'espace délimité par les membranes 2 et 3, comporte ainsi une entrée de fluide 8 à son extrémité supérieure et une sortie de fluide 9 à son extrémité inférieure. De même, la barrière secondaire comporte une entrée de fluide 10 à son extrémité supérieure et une sortie de fluide 11 à son extrémité inférieure. Toutes ces entrées et sorties de fluide sont équipées d'une vanne telle que 12.
L'installation comprend en outre un appareillage de télémesure 13 qui est monté mobile en site et en azimut sur la plate-forme d'un support 14 qui est lui-même prévu déplaçable sur le fond 15 de la cuve. L'appareillage de télémesure comprend un détecteur à infrarouge 16, un détecteur de rayonnement gamma 17 et un laser de pointage 18. Ces trois éléments sont disposés de manière à avoir le même angle de visée.
L'appareillage de télémesure 13 est par ailleurs relié au moyen d'une liaison souple 19 à une armoire de contrôle 20 permettant notammentde commander le fonctionnement et les déplacements dudit appareillage et d'assurer le stockage des informations fournies par les différents détecteurs.
Le procédé conforme à l'invention consiste à effectuer au préalable une auscultation thermique de la paroi 1. A cet effet, on commence par envoyer dans la barrière primaire, par l'entrée de fluide 8, de l'air chaud, par exemple à 500 C. Simultanément, on crée une aspiration sur la sortie 9 afin d'accélérer la circulation d'air chaud à l'intérieur de la barrière primaire. On ausculte alors la membrane primaire 2, qui est la seule face accessible de la paroi, au moyen du télédétecteur à infrarouge 16. Au cours de cette phase d'auscultation préalable, on peut utiliser un grand angle de 900 afin de couvrir rapidement la paroi. Simultanément, on mesure les différents paramètres concernés et notamment les pressions, débits et températures au niveau de l'entrée et de la sortie d'air chaud.
On procède ensuite de la même façon pour la barrière secondaire, en injectant sur l'entrée de fluide 10 de l'air chaud que l'on aspire en 11.
Toutes les informations ainsi recueillies sont mémorisées et permettent de connaitre le comportement aérothermique des barrières primaire et secondaire et de situer les écrans systématiques ou points singuliers inhérents à chaque paroi. en raison de leur structure particulière.
I1 est alors possible de dresser une cartographie thermique relativement précise de la paroi et d'établir un modèle mathématique utilisable pour la détection proprement dite des micro-fissures de la membrane secondaire. Si la face accessible de la paroi, c'est-à-dire la barrière primaire 2, est réflëchis- sante, ce qui est notamment le cas de 1'INVAR, on peut améliorer la cartographie thermique de la paroi en vaporisant au préalable sur celle-ci un produit émissif supprimant ces réflexions parasites.
Dans la deuxième phase du procédé conforme à l'invention, on injecte de part et d'autre de la membrane secondaire 3 deux gaz détoniques, c'est-a-dire deux gaz qui sont capables, lorsqu'ils se rencontrent au niveau d'une microfissure telle que 7, de provoquer une réaction exothermique non explosive. A cet effet, on peut par exemple injecter du triméthylaluminium dans la barrière secondaire et de l'air dans la barrière primaire. De plus, ces deux gaz seront de préférence à 50 C, comme dans la phase d'auscultation, de manière que l'èn soit dans les mêmes conditions de mesure. On utilisera également les paramètres optimisés (pressions, débits, etc...) déterminés au cours de la phase d'auscultation. Enfin, il va de soi qu'il sera avantageux de prévoir une différence de pression entre les deux barrières afin d'augmenter les courants de fuite d'une barrière dans l'autre au niveau de la micro-fissure 7, par exemple en créant une aspiration plus importante sur la sortie de fluide 9 de la barrière primaire.
Par ailleurs et conformément à l'invention, un élément radioactif tel que du thoron est incorporé au gaz injecté dans la barrière secondaire, afin de permettre une double détection, thermique par infrarouge et de radioactivité par rayonnement gamma, au moyen de l'appareillage de télémesure 13 prévu å cet effet.
Au cours de cette phase de détection, le détecteur infrarouge 16 aura un angle de visée faible, de l'ordre te 180. De même, le détecteur de rayonnement gamma 17 est prévu directif grâce à une enveloppe en plomb prolongeant l'objectif d'origine. Il est donc nécessaire d'effectuer un balayage systématique de la paroi afin de couvrir des bandes successives étroites jointives. A cet effet, l'appareillage 13 est piloté à distance en site et en azimut au moyen d'un microprocesseur incorporé à l'armoire de contrôle 20, et ce en coopération avec le laser de pointage 18 qui permet de localiser avec précision les anomalies éventuellement détectées sur la paroi.
Les informations ainsi recueillies sur les intensités thermiques et radioactives en différents points de la paroi sont stockées dans l'armoire de contrôle 20. Elles sont ensuite traitées par un matériel de gestion de données approprié et correlées entre elles ainsi qu'aux informations recueillies au cours de-la phase d'auscultation, à l'aide du modèle mathématique préalablement établi.
Grâce à l'auscultation préalable et à la double détection dans deux bandes de longueurs d'ondes différentes, on comprendra aisément qu'il est possible de lever le doute sur les anomalies détectées et de déterminer ainsi avec précision la localisation des véritables micro-fissures de la paroi, microfissures qui se manifestent d'une part par une tache thermique due à la réaction exothermqiue des deux gaz détoniques, et d'autre part par un maximum de radioactivité, au niveau du passage préférentiel du gaz de la barrière secondaire vers la barrière primaire.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection et de localisation de micro-fuites dans une paroi et notamment dans la barrière secondaire des cuves de méthaniers, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser au préalable une auscultation thermique de la paroi, puis à détecter les micro-fuites éventuelles de cette paroi par au moins deux techniques de télémesure faisant appel à des bandes de longueurs d'ondes différentes et à correler ensuite l'ensemble des résultats ainsi obtenus.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la localisation des micro-fuites s'effectue grâce à un balayage systématique de la paroi par les moyens de télémesure.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'une des techniques de télémesure utilisée est une mesure thermique dans le domaine des infrarouges, tandis que l'autre est une mesure de radioactivité dans le domaine des rayons gamma.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'auscultation thermique préalable s'effectue grâce à l'injection d'un gaz chaud de part et d'autre de la paroi.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la télémesure infrarouge s'effectue grâce à l'injection simultanée, de part et d'autre de la paroi, de deux gaz détoniques.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément radioactif est incorporé à l'un des gaz détoniques afin de permettre d'effectuer simultanément la télémesure de rayonnement gamma.
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WO2022078950A1 (fr) Procédé de contrôle de l'étanchéité d'une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide
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FR2701765A1 (fr) Elément de paroi modulaire d'une enceinte de recouvrement d'un récipient et en particulier du couvercle de cuve d'un réacteur nucléaire.

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