FR2515780A1 - Dispositif d'isolation thermique etanche entre deux elements de structure - Google Patents

Dispositif d'isolation thermique etanche entre deux elements de structure Download PDF

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Abstract

LE RESERVOIR SPHERIQUE 3, ISOLE THERMIQUEMENT ET DESTINE A RECEVOIR UN GAZ LIQUEFIE, COMPORTE UN SOCLE OU SUPPORT 4 PARTIELLEMENT ISOLE ET REPOSANT SUR LE FOND D'UN NAVIRE 1, L'ISOLATION ETANCHE DE LA REGION EN COIN ENTRE LE RESERVOIR ET SON SOCLE ETANT ASSUREE PAR COLLAGE RENFORCE D'ELEMENTS MECANIQUES.

Description

1 '
La présente invention concerne un dispositif d'iso-
lation thermique d'un volume en forme de coin compris entre deux
éléments de structure qui se d placent mutuellement selo ' la tem-
pérature, les surfaces vorelimeo de cette isolation des deux flé-
ments étant assemblées par coiae L'invention est particulièrement concernée par les
difficultés d'isolation qui apparaissent dans la région interme-
diaire d'isolation du socle ou sutppor L et celle du réservoir dans les navires-citernes, équipés de réservoirs sphériques du systc le MossRosenberg Le principe de ba 5 cse de ce système est l Jemploi dun réservoir sphérique supporté par une enveloppe ou socle verticel, s'étendant depuis le cercle équat rial de la sphere jusqu'à une embase de fondation Ces réservoir l socle associé soet utilises en particulier sur les navires tra:ipcr x t des gaz liuéiés Ces structures è réservoir spldriqc:es ccviennent par -icliè e-lt bien A cette adaptation, en par icu Yt(r par leur spli e fapilié 4 de calcul précis Une Isolation convenable est réalice a Le:t rieu r du réservoir, de mime qu'une isolation s'étend égalecent vers le bas sur les surfaces intérieure et extérieure du socie Au poi't de
jonction de l'isolation intérieure du secle ec: de celle de l'hêmi-
sphère inférieur, les surfaces des isolants de la sphère es du socle sont collées mutuellement, La solution la plus courante est alors de coller les panneaux d'isolant au cocie, lans l'espace en coin, et de fixer des feuilles de contre-plaqçd à l'extérieur de
cette isolation, ces feuilles étant fixées au socle par des boulons.
Les parois supérieures de la moitié inférieure du réservoir sont alors collées au contre-plaqué, Ce callage utuel réalise une liaison étanche dans la région en coin afin d'éviter le fluage en
direction de la base.
L'expérience a révélé que, sur lesdits navires équi-
pés selon le procédé Moss-Rosenberg, il apparait des fissures dans le joint compris entre les deux isolations Ces fissures permettent des fuites depuis l'atmosphère froide de ladite région, vers l'espace sous- jacent du réservoir, On met de l'azote en circulation entre l'isolant du r&ser',oir et se paroi selon une partie des
précautions nécessaires de sécurité pour détecter les fuites pos-
sibles du contenu des réservoirs, et on a constaté, sur des navires
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en service que cet azote froid s'infiltrait et abaissait la tem-
pérature des fonds de cale.
Les fissures d'endoxmagement constatées se produi-
saient le long du joint de colle entre les feuilles de contre-plaqué et l'isolation du réservoirdes fissures ont été également consta- tées dans l'isolant même, à proximité dudit joint Des soufflures et bosses ont été trouvées dans le contre-plaqué, de sorte que des fuites entre ces feuilles et l'isolation du socle étaient possibles,
d'o résulteraient des tensions-dans l'isolant collé au contre-
plaqué.
Les recherches relatives à la cause possible de ces
fissures n'ont pas donné de résultats positifs On n'a pu que déter-
miner à un certain degré des causes de contraintes élevées résultant d'une différence sensible des coefficients respectifs d'expansion de l'isolant et du contre-plaqué On utilise h l'heure actuelle le
polystyrène comme isolant et on a trouvé qu'avec une chute de tempé-
rature de 180 'C, cet isolant se contractait appréciablement (environ 13/1000) lorsque les déplacements ne sont pas limités,
alors que le contre-plaqué se contracte très peu ( 0,9/1000).
Bien que les réservoirs sphériques aient un diamètre au moins de 30 m, avec le diamètre correspondant du socle, ledit
volume en coin est néanmoins limité, et c'est pourquoi la réalisa-
tion décrite ici a été obtenue.
Sur la base de la connaissance actuelle des causes de fissures, la meilleure solution donnée par l'invention est le renforcement mécanique dudit collage Une variante évidente de solution serait de remplacer le contre-plaqué par un matériau mieux adapté k l'isolation, mais il s'est révélé difficile de trouver un matériau à résistance élevée de liaison k l'adhésif, assurant de
bonnes caractéristiques mécaniques aux basses températures en cause.
L'invention n'est pas limitée à l'amélioration de la transition entre les'éléments d'isolation, dans le volume en forme de coins délimité entre le réservoir et son support Mais,
plus généralement, l'invention a pour objet un dispositif d'isole-
ment dudit volume intermédiaire de deux éléments de structure qui se déplacent relativement en fonction de la température, dans lequel les isolants des deux éléments sont collés mutuellement par
15780
leurs surfaces de contact, cette réalisation étant caractérisée en ce que le collage est renforcé par liaison mécanique Le réservoir isolé comporte un support constitué par un socle partiellement isolé thermiquement, constituant un ensemble monobloc avec la paroi du réservoir, l'isolation de la surface Antérieure du socle est collde
à celle de l'hémisphère inférieur du réservoir sphérique.
Le renforcement du collage peut être réalisé de différentes façons selon l'invention, laquelle sera mieux comprise
à l'aide de la description qui va suivre d'exemples préférés de
réalisation et des dessins annexes, sur lesquels t la figure 1 est une coupe longitudinalesur la région intermédiaire de liaison des deux éléments; la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1, selon une seconde forme de réalisation; la figure 3 est une coupe transversale, a échelle agrandie, suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une coupe analogue aux figures 1 et 2 d'une troisième forme de réalisation; et la figure 5 est une coupe schématique, a échelle
réduite, du dispositif installé dans la coque d'un navire.
Sur cette figure 5, la coque 1 comporte un double fond 2 sur lequel est monté un socle vertical 4 soutenant un réservoir
sphérique 3 par son cercle équatorial 5 Ce socle est isolé thermi-
quement par ses surfaces interne et externe, jusque une profondeur déterminée L'isolation interne est indiquée par la référence 7; et l'isolation externe par la référence 6, et ces isolations se
rejoignent en 8 dans l'espace en forme de coin qu'ils réalisent.
Ces références se retrouvent sur la figure 1, sur laquelle, au-dessus de la région 8, l'isolation 7 du socle est fixée par une feuille de contreplaqué 9, laquelle est vissée par des boulons 10 au socle 4 et, de même, l'isolation 7 est maintenue dans cette région 8 par des feuilles 11 de contre-plaqué à l'aide
des boulons 12 vissés sur le socle.
L'isolant du réservoir et celui du socle sont cons-
tituds par des plaques de polystyrène et de la laine minérale 13 insérée entre les plaques respectives et recouverte de polystyrène
rendu élastique.
Les plaques supérieures 15 d'isolation terminale du réservoir dans le volume en coin (figure 1) ont été conformées spécialement à la surface 16 de contact des isolations 7 et 8 Dans la plaque 15 isolant le réservoir (figure 1), une plaque 17 a été noyée et est renforcée intérieurement par de la fibre de verre 18, 19. Un adhésif a été appliqué sur l'interface 8 pour assurer l'étanchéité entre les isolationsd'une part 7 et d'autre
part 6 et 15, et des tire-fond, 20 y sont vissés à partir de l'exté-
rieur du socle 4, & travers le socle, son isolation 7, l'isolation 15, puis s'étendant dans la plaque noyée 17 Les vis sont alors
resserrées, ce qui facilite le collage efficace de l'interface 8.
Une feuille d'aluminium 21 recouvre les surface inté-
rieures opposées d'isolation respective.
Dans la variante de la figure 2, les références de
la figure 1 correspondent à des éléments analogues.
Cette variante diffère de la première réalisation en ce que, en dessous de la feuille 9 de contre-plaqué,est placée une
autre feuille 28 qui est fixée au socle par des boulons 23, corres-
pondant aux boulons 12 de la figure-l et de plus au sommet par des boulons 24 maintenant une plaquette 25 serrant à la fois les deux feuilles 9 et 22 en position Un bloc supérieur 27 d'isolation est fixé e la feuille 22 par des boulons 26, ce bloc est également colle sur la feuille Un bloc inférieur 28 d'isolation est également collé sur la plaque 22 et de plus vissé par des boulons 29 Ce vissage est représenté avec plus de détails sur la figure 3 La tête 30 du boulon 29 porte sur une barre 31 de contact dans une rainure 32 du bloc 28 et ce boulon est serré par un écrou 33 sur la feuille 22 de contre-plaqué.
On voit sur-le bloc 27 une feuille 34 de contre-
plaqué fixée par des boulons 26 qui, de plus, est collée au bloc 27, en constituant un support,qui, en coopération avec les blocs 27 et 28, délimite un volume dans la plaque 35 d'isolation supérieure et qui, sur le réservoir, est coincée en position, avec les joints collés entre plaque 35 et blocs 28, 27 Le volume délimité entre les blocs 28, 27 et la feuille 34 a une section en coin constituant ainsi le renforcement mécanique déterminé du collage lorsque la
plaque 35 est repoussée en place.
La continuité selon la circonférence, entre le bloc supérieur 27 et la feuille 34 est assurée par des feuilles de fibres de verre (non représentées) recouvrant les joints Il o important que les feuilles de ctlq ne s cnt pala ma butée dans le dispositif décrit, la 1,îr in din uis e ai-t quelque peu inférieure à celle des élémca Z vz pcaur êliter le So De ae La vatiante de la Aiuc' diff r O dc, delIc figure 1 en ce que le cçorcdoi e Aoll': est -wpîî exgnc; 2 hc dau isolations Une plaque rigide Y 7 a ëi e cnv ur la panneau a rieur 36 d'isolation du rèservcir, le rxzr 38 étiant Z-4 royê dano l'isolant Cette plaque i igide 37 -,-eut îâtre constitu 4 e, ?ar cls en matière plastique artivée de fibres de verrentelioae 7 de socle et l'isolation 36, ceest-â-dire la plaque c o Lé 37, oe, trouve une coucihe 39 de matière 'isolante dé ab lle que '1:brs minérale 2 Au-dessus, 6 ur l A paroi iilveenc du socle,, cc X i a feuille 9 de contrc -plaqué, est montée une lche 40 de tc
serrée par ile G boulonse 41, -ttai t incl Inée prur reccvcoi-r la Pl Ecque 37 Z-
à la partie inférieuire, une autre planche i; 4 cat égal,2-ïÈ par des boulons 44 Un élément plus étroit 43 sert de nupp crt à la
plaque 37.
Le cordon de colle supprimé sur la figure 4 peut
également être conservé.
Il est évident que L des modificé 1 oe et peuvent être adaptées par les spécialistes, san G pour cela sortir
du cadre de l'invention.
R E VEND I CAT I ON S
1 Dispositif d'isolation d'un volume en forme de
coin entre deux éléments ( 3, 4) de structure, déplaçables mutuelle-
ment, par exemple en fonction de la température, dans lesquels les surfaces en contact ( 8) d'isolants des deux éléments sont assemblées de manière étanche, ce dispositif étant caractérisé en ce que la
jonction étanche est fixée par une liaison mécanique ( 20).
2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite jonction comprend un collage entre les surfaces
en contact ( 8).
3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac-
térisé en ce que l'isolation de l'un des deux éléments, dans la région de jonction,comporte un ou plusieurs moyens qui y sont noyés et sont agencés pour un vissage, dont les vis ( 20) sont maintenues
dans l'autre élément.
4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen est une pièce en plaque ( 17) noyée dans l'isolation. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'isolation de l'un des éléments de structure forme une région ouverte ayant des parois qui divergent selon le volume en coin, l'isolement de l'autre élément étant guidé dans ladite région ouverte
pour y être bloqué et fixé en coin.
6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'une des parois délimitant ladite région ouverte ( 8) est séparée du premier élément de structure et lui est opposée, étant
formée par une pièce en plaque fixée au premier élément.
7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite pièce en plaque est montée sur un bloc isolant, lequel est fixé au premier élément et forme la paroi de fond de la
région ouverte.
8 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac-.
térisé en ce que l'isolation de l'un desdits éléments dans la région de jonction est munie d'une pièce rigide en plaque ayant des parties
s'étendant vers l'extérieur au-delà de l'isolation et étant mainte-
nue par des moyens de fixation et blocage liés à l'autre élément.
9 Dispositif selon la revendication 8 et ne compor-
tant pas de collage, caractérise en ce qu'une couche de matière d'isolation élastique est interposée entre ledit élément de plaque
rigide et l'isolation au contact de l'autre élément.
10 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les deux dits élmen 2 s sont constitués par un réservoir et son socle ou support,
11 Ensemble solidaire de réservoir sphérique des-
tiné & des gaz liquéfiés comportant un socle ou support partiellement isolé thermiquement, la paroi du réservoir dans la région en coin intermédiaire du socle et du réservoir étant fersée de maniảe étanche, cet ensemble étant caractérisé en ce que les isolations sont
mutuellement collées selon leur jonction.
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