FR2914418A1

FR2914418A1 - Mechanical break resistance and sealing testing method for e.g. industrial chemical reactor, involves partially evacuating fluid and filling material outside interior volume after maintaining fluid under pressure inside interior volume

Info

Publication number: FR2914418A1
Application number: FR0754208A
Authority: FR
Inventors: Etienne Soutif
Original assignee: Technip France SAS
Current assignee: TechnipFMC Subsea France SAS
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-10-03
Anticipated expiration: 2027-04-02
Also published as: FR2914418B1

Abstract

The method involves injecting a fluid e.g. water, in an interior volume (12) defined by a container (10), and maintaining the fluid under pressure inside the interior volume. A solid filling material (32) is introduced inside the interior volume before injecting the fluid in the interior volume. The fluid and the material are partially evacuated outside the interior volume after maintaining the fluid under pressure inside the interior volume.

Description

Procédé d'essai par mise en pression d'une enceinte définissant un volumeTest method by pressurizing an enclosure defining a volume

intérieur. La présente invention concerne un procédé d'essai par mise en pression d'une enceinte définissant un volume intérieur, du type comprenant l'injection d'un fluide dans le volume intérieur et le maintien du fluide sous pression dans le volume intérieur. Ce procédé s'applique par exemple aux essais de résistance mécanique de rupture sous pression etlou d'étanchéité d'équipements sous pression ou de caissons de plateforme. Compte tenu de leurs dimensions, les enceintes destinées à constituer des cals- sons de plateforme présentent un volume intérieur très élevé, par exemple de l'ordre de plusieurs dizaines de mètres cube, pouvant atteindre parfois plusieurs centaines de mètres cube. De tels éléments doivent cependant subir, à la fin de leur fabrication, des essais de résistance mécanique ou de résistance à la rupture consistant à introduire un fluide sous pression dans le volume intérieur défini par l'enceinte et à vérifier l'étanchéité etlou les déformations éventuelles de l'enceinte. Pour réaliser de tels tests, il est connu d'utiliser un liquide, comme de l'eau, pour remplir l'enceinte. Dans ce cas, il est nécessaire de renforcer considérablement les fondations du support sur lequel repose l'enceinte, compte tenu de la masse d'eau consi- dérable introduite dans l'enceinte. En outre, l'enceinte doit être réalisée dans un matériau adapté au liquide introduit dans celle-ci, et dans le cas de l'eau, doit être prévue pour résister à la corrosion. II est également connu d'utiliser un gaz sous pression pour réaliser de tels tests. Ainsi, de l'air comprimé à une pression par exemple égale à quelques bars est introduit dans l'enceinte. Toutefois, la pressurisation d'une telle enceinte par un volume de plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de mètres cube de gaz est extrêmement dangereuse, notamment en cas de rupture de la paroi constituant l'enceinte. Un but de l'invention est donc d'obtenir un procédé de mise sous pression d'une enceinte qui puisse être mis en oeuvre simplement et avec des précautions minimales pour réaliser des essais de résistance mécanique ou de résistance à la rupture de ['enceinte. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : • avant l'injection du fluide dans le volume intérieur, l'introduction d'un matériau solide de remplissage dans le volume intérieur ; et • après le maintien sous pression du fluide, l'évacuation au moins partielle du fluide et du matériau solide de remplissage hors du volume intérieur. inside. The present invention relates to a test method by pressurizing an enclosure defining an interior volume, of the type comprising the injection of a fluid into the interior volume and the maintenance of the fluid under pressure in the interior volume. This method is applicable for example to the tests of mechanical strength of rupture under pressure and / or sealing pressure equipment or platform boxes. Given their size, the speakers intended to constitute platform wedges have a very high internal volume, for example of the order of several tens of cubic meters, sometimes reaching several hundred cubic meters. However, such elements must undergo, at the end of their manufacture, tests of mechanical strength or resistance to rupture consisting of introducing a fluid under pressure into the internal volume defined by the enclosure and to check the tightness and / or deformations. possible from the enclosure. To perform such tests, it is known to use a liquid, such as water, to fill the chamber. In this case, it is necessary to considerably strengthen the foundations of the support on which the enclosure rests, taking into account the considerable mass of water introduced into the enclosure. In addition, the enclosure must be made of a material adapted to the liquid introduced into it, and in the case of water, must be provided to resist corrosion. It is also known to use a gas under pressure to perform such tests. Thus, compressed air at a pressure for example equal to a few bars is introduced into the chamber. However, the pressurization of such a chamber by a volume of several tens or even hundreds of cubic meters of gas is extremely dangerous, especially in case of rupture of the wall constituting the enclosure. An object of the invention is therefore to obtain a method of pressurizing an enclosure which can be implemented simply and with minimum precautions to carry out tests of mechanical strength or resistance to rupture of the enclosure . For this purpose, the subject of the invention is a process as defined above, characterized in that the process comprises the following steps: • before the injection of the fluid into the interior volume, the introduction of a solid material filling in the interior volume; and after maintaining the fluid under pressure, at least partially evacuating the fluid and the solid filler material from the interior volume.

Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) technique(s) : - lors de l'étape de maintien, une phase de détection d'une fuite de fluide hors du volume intérieur ou/et d'une déformation locale de l'enceinte ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'une quantité de matériau solide apte à occuper sensiblement la totalité du volume intérieur ; - après l'étape d'injection, le volume occupé par le fluide est inférieur à 10% du volume intérieur ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'un matériau solide formé par une pluralité d'éléments poreux ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'un matériau solide formé par une pluralité d'éléments encastrés entre eux ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'une mousse expansible dans le volume intérieur et l'expansion de la mousse ; - le volume intérieur est supérieur à 1 m3 ; - lors de l'étape de maintien, la pression du fluide est supérieure à 1,5 bars ; et - le fluide est un liquide, l'étape d'introduction comprenant l'étape d'introduction d'un matériau solide de densité inférieure à la densité du liquide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, don-née uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur les- quels : - la Figure 1 est une vue schématique en coupe suivant un plan vertical d'une enceinte dans laquelle est mise en œuvre une première étape d'un premier procédé selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue analogue à la Figure 1, lors d'une deuxième étape du procédé selon l'invention ; - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1, lors d'une troisième étape du premier procédé selon l'invention ; - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 2, lors d'un deuxième procédé selon l'invention ; - la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 1, lors d'un troisième procédé selon l'invention ; et - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 2, lors du troisième procédé selon l'invention. The process according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or according to any technical combination (s): during the maintenance step, a detection phase a fluid leak out of the interior volume and / or a local deformation of the chamber; - The introduction step comprises the introduction of a quantity of solid material capable of occupying substantially the entire interior volume; after the injection step, the volume occupied by the fluid is less than 10% of the internal volume; the introduction step comprises the introduction of a solid material formed by a plurality of porous elements; the introduction step comprises the introduction of a solid material formed by a plurality of elements embedded between them; the introduction step comprises introducing an expandable foam into the inner volume and expanding the foam; - the interior volume is greater than 1 m3; during the holding step, the pressure of the fluid is greater than 1.5 bars; and the fluid is a liquid, the introduction step comprising the step of introducing a solid material having a density that is lower than the density of the liquid. The invention will be better understood on reading the following description, given by way of example only, and with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a schematic sectional view following a vertical plane of an enclosure in which is implemented a first step of a first method according to the invention; - Figure 2 is a view similar to Figure 1, in a second step of the method according to the invention; - Figure 3 is a view similar to Figure 1, in a third step of the first method according to the invention; - Figure 4 is a view similar to Figure 2, in a second method according to the invention; - Figure 5 is a view similar to Figure 1, in a third method according to the invention; and - Figure 6 is a view similar to Figure 2, in the third method according to the invention.

Un premier procédé selon l'invention est représenté schématiquement sur les Figures 1 à 3. Ce procédé est destiné à tester en pression une enceinte 10 délimitant un volume intérieur 12, à l'aide d'un dispositif de mise sous pression 14 visible sur la Figure 2. L'enceinte 10 est par exemple un réacteur chimique industriel destiné à recevoir des produits pour y conduire une réaction chimique entre ces produits, ou un caisson de plateforme destiné à assurer la flottaison d'une plateforme lors de son transport et de sa mise en place. Cette enceinte 10 comprend une paroi métallique 16, qui comporte, dans cet exemple, une cuve 18 creuse et un couvercle d'obturation 20 destiné à obturer la cuve 18. Le couvercle 20 est démontable par rapport à la cuve 18, entre une position d'accès au volume intérieur 12, dans laquelle le couvercle 20 est placé à l'écart de la cuve 18 et une position d'obturation du volume intérieur 12, dans laquelle le couvercle 20 est appliqué sur la cuve 18 pour obturer de manière étanche le volume intérieur 12. A first method according to the invention is shown diagrammatically in FIGS. 1 to 3. This method is intended to test under pressure an enclosure 10 delimiting an internal volume 12, by means of a pressurizing device 14 visible on the FIG. 2. The enclosure 10 is for example an industrial chemical reactor intended to receive products for conducting a chemical reaction between these products, or a platform box intended to ensure the floatation of a platform during its transport and its set up. This enclosure 10 comprises a metal wall 16, which comprises, in this example, a hollow tank 18 and a closure cap 20 intended to seal the tank 18. The cover 20 is removable relative to the tank 18, between a position d access to the inner volume 12, wherein the lid 20 is placed away from the tank 18 and a closed position of the inner volume 12, in which the lid 20 is applied to the tank 18 to seal the interior volume 12.

La paroi 16 définit en outre une entrée 22 d'injection de fluide de test ménagée dans la cuve 18. L'entrée 22 est munie d'une vanne d'injection 24. Le volume intérieur 12 est défini par la paroi 16 à l'intérieur du couvercle 20 et de la cuve 18. Ce volume est supérieur à 1 m3. Il peut être supérieur à 10 m3 ou à 100 m3. Comme illustré par la Figure 2, le dispositif de mise sous pression 14 comprend un réservoir 26 de fluide de test, une tubulure 28 raccordant le réservoir 26 à la vanne 24, et une pompe 30 d'injection interposée sur la tubulure 28 entre le réservoir 26 et la vanne 24. Le fluide de test contenu dans le réservoir 26 est par exemple un liquide comme de l'eau, ou un gaz comme de l'azote ou de l'air. The wall 16 further defines a test fluid injection inlet 22 provided in the tank 18. The inlet 22 is provided with an injection valve 24. The interior volume 12 is defined by the wall 16 at the inlet. inside the lid 20 and the tank 18. This volume is greater than 1 m3. It can be greater than 10 m3 or 100 m3. As illustrated in FIG. 2, the pressurizing device 14 comprises a reservoir 26 of test fluid, a tubing 28 connecting the reservoir 26 to the valve 24, and an injection pump 30 interposed on the tubing 28 between the reservoir. 26 and the valve 24. The test fluid contained in the reservoir 26 is for example a liquid such as water, or a gas such as nitrogen or air.

Le premier procédé d'essai de mise en pression de l'enceinte 10 selon l'invention va maintenant être décrit. Ce procédé comprend une étape d'introduction d'un matériau solide 32 de rem-plissage dans le volume intérieur 12, une étape d'injection de fluide de test dans le volume intérieur 12 par l'intermédiaire du dispositif 14, et une étape de maintien sous pression du fluide contenu dans le volume intérieur 12. Il comprend ensuite une étape de détection d'une fuite de fluide ou/et d'une déformation de l'enceinte 10, et une étape d'évacuation au moins partielle du fluide sous pression et du matériau solide de rem-plissage hors du volume intérieur 12. Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, le matériau solide 32 est formé par une pluralité d'éléments discrets 34 creux et poreux, de densité inférieure à la densité de l'eau. Chaque élément 34 est librement déplaçable par rapport aux autres éléments 34. De manière avantageuse, les éléments 34 sont par exemple réalisés à base de matière plastique comme de la résine. Dans cet exemple, les éléments 34 sont en-castrés les uns par rapport aux autres. The first pressurizing test method of the enclosure 10 according to the invention will now be described. This method comprises a step of introducing a solid filling material 32 into the interior volume 12, a test fluid injection step into the interior volume 12 via the device 14, and a step of maintaining under pressure the fluid contained in the internal volume 12. It then comprises a step of detecting a fluid leak or / and a deformation of the enclosure 10, and a step of at least partial evacuation of the fluid under pressure and solid rem-pleating material out of the inner volume 12. In the example shown in Figures 1 and 2, the solid material 32 is formed by a plurality of discrete elements 34 hollow and porous, of lower density than the density of water. Each element 34 is freely movable relative to the other elements 34. Advantageously, the elements 34 are for example made of plastics material such as resin. In this example, the elements 34 are castrated relative to each other.

A l'étape d'introduction représentée sur la Figure 1, le couvercle 20 est placé dans sa position d'ouverture pour libérer l'accès au volume intérieur 12. Les éléments 34 poreux sont alors introduits dans le volume intérieur 12 pour remplir substantiellement totalement le volume intérieur 12. Puis, comme illustré à la Figure 2, le couvercle est replacé sur la cuve 18 pour obturer le volume intérieur 12 de manière étanche. Le matériau de remplissage 32 occupe alors sensiblement totalement le volume intérieur 12. Ainsi, le volume libre à l'intérieur de l'enceinte 10, formé par les pores à l'intérieur de chaque élément 34 et par les interstices entre les éléments 34, est très inférieur au volume intérieur 12. Il représente par exemple moins de 10% du volume intérieur 12. In the introduction step shown in FIG. 1, the lid 20 is placed in its open position to release access to the interior volume 12. The porous elements 34 are then introduced into the interior volume 12 to fill substantially completely. the interior volume 12. Then, as shown in Figure 2, the lid is placed on the tank 18 to seal the inner volume 12 sealingly. The filling material 32 then occupies substantially the entire interior volume 12. Thus, the free volume inside the enclosure 10, formed by the pores inside each element 34 and by the interstices between the elements 34, It is, for example, less than 10% of the internal volume 12.

A l'étape d'injection, représentée sur la Figure 2, la tubulure 28 est raccordée à la vanne 24. La vanne 24 est alors ouverte et la pompe 30 est activée pour injecter du fluide de test contenu dans le réservoir 26 à l'intérieur de l'enceinte 12. Le fluide injecté se répartit dans les pores contenus dans les éléments 34 et dans les interstices entre ces éléments 34. Le volume de fluide injecté dans la cuve est notablement inférieur au volume intérieur 12. Ainsi, si le fluide est un liquide, le poids de l'enceinte 10 contenant le liquide de test est considérablement réduit, ce qui simplifie la structure des fondations du support 36 sur lequel repose l'enceinte 10. Dans le cas où le fluide est un gaz, le volume de gaz introduit dans l'enceinte est limité, ce qui diminue considérablement les risques d'explosion en cas de rupture de la paroi 16 de l'enceinte. Lorsque la pression du fluide dans l'enceinte est supérieure à la pression atmosphérique, par exemple supérieure à 1,5 bar absolu, l'introduction de fluide est stoppée. Le fluide introduit dans l'enceinte est alors maintenu sous pression dans cette enceinte. In the injection step, shown in FIG. 2, the tubing 28 is connected to the valve 24. The valve 24 is then open and the pump 30 is activated to inject test fluid contained in the reservoir 26 into the reservoir. 12. The injected fluid is distributed in the pores contained in the elements 34 and in the interstices between these elements 34. The volume of fluid injected into the tank is significantly lower than the internal volume 12. is a liquid, the weight of the chamber 10 containing the test liquid is considerably reduced, which simplifies the structure of the foundations of the support 36 on which the enclosure 10 rests. In the case where the fluid is a gas, the volume gas introduced into the chamber is limited, which significantly reduces the risk of explosion in case of rupture of the wall 16 of the enclosure. When the pressure of the fluid in the chamber is greater than atmospheric pressure, for example greater than 1.5 bar absolute, the introduction of fluid is stopped. The fluid introduced into the chamber is then kept under pressure in this chamber.

A l'étape de détection, la présence d'une fuite de fluide à travers la paroi 16 est vérifiée. En outre, la déformation locale de la paroi 16 sous l'effet du fluide sous pression peut être évaluée. Ensuite, à l'étape d'évacuation représentée sur la Figure 3, une partie du fluide de test est évacuée hors de l'enceinte pour diminuer la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte 10. Le couvercle 20 est alors ouvert et le matériau solide 32 contenu dans l'enceinte est évacué au moins partiellement de l'enceinte 10. Dans cet exemple, le matériau solide 32 est totalement évacué hors de l'enceinte 10. L'enceinte 10 peut alors être certifiée en vue de son utilisation ultérieure. At the detection step, the presence of fluid leakage through the wall 16 is verified. In addition, the local deformation of the wall 16 under the effect of the fluid under pressure can be evaluated. Then, in the evacuation step shown in FIG. 3, a part of the test fluid is discharged from the chamber to reduce the pressure inside the chamber 10. The lid 20 is then opened and the solid material 32 contained in the enclosure is evacuated at least partially from the enclosure 10. In this example, the solid material 32 is completely discharged from the enclosure 10. The enclosure 10 can then be certified for its subsequent use.

Dans un deuxième procédé selon l'invention, représenté sur la Figure 4, le matériau solide 32 est formé par une pluralité de billes ou de balles creuses 40 contenues dans des sacs ou filets 42 fermés. Les billes ou les balles creuses 40 sont par exemple formées de résine. Le deuxième procédé est par ailleurs mis en oeuvre de la même manière que le premier procédé représenté sur les Figures 1 à 3. In a second method according to the invention, shown in Figure 4, the solid material 32 is formed by a plurality of balls or hollow balls 40 contained in closed bags or nets 42. The hollow balls or balls 40 are for example formed of resin. The second method is moreover implemented in the same manner as the first method shown in FIGS. 1 to 3.

Dans un troisième procédé selon l'invention, représenté sur la Figure 5, le matériau solide 32 est formé par une mousse expansible, expansée directement dans le volume intérieur 12. A cet effet, le troisième procédé selon l'invention comprend, lors de l'étape d'introduction, l'introduction d'un précurseur 52 de volume très inférieur au volume intérieur 12. Le procédé comprend ensuite l'expansion du précurseur 52 dans le volume intérieur 12 pour former la mousse expansée 50 qui occupe sensiblement la totalité du volume intérieur 12, comme illustré par la Figure 6. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, il est donc possible de simplifier considérablement la mise en oeuvre d'essais de résistance mécanique à la rupture et/ou d'étanchéité pour des équipements ou des enceintes 10 sous pression, notam- ment lorsque ces enceintes 10 présentent un volume très élevé. Ainsi, si un liquide est utilisé pour réaliser les tests, le volume de liquide introduit dans l'enceinte 10 est considérablement diminué, ce qui diminue le poids de l'enceinte 10 lors du test. Si un gaz est utilisé pour réaliser le test, la quantité de gaz introduite est dimi- nuée, ce qui limite le danger en cas de rupture de l'enceinte 10. In a third method according to the invention, shown in Figure 5, the solid material 32 is formed by an expandable foam, expanded directly into the interior volume 12. For this purpose, the third method according to the invention comprises, during the introduction step, the introduction of a precursor 52 much smaller volume than the inner volume 12. The method then comprises the expansion of the precursor 52 in the interior volume 12 to form the expanded foam 50 which occupies substantially the entire internal volume 12, as shown in FIG. 6. Thanks to the invention which has just been described, it is therefore possible to considerably simplify the implementation of tests of mechanical resistance to fracture and / or sealing for equipment or speakers 10 under pressure, especially when these speakers 10 have a very high volume. Thus, if a liquid is used to carry out the tests, the volume of liquid introduced into the chamber 10 is considerably decreased, which reduces the weight of the chamber 10 during the test. If a gas is used to carry out the test, the quantity of gas introduced is reduced, which limits the danger in case of rupture of the enclosure 10.

Claims

1.- Test method by pressurizing an enclosure (10) defining an internal volume (12), of the type comprising: - injecting a fluid into the internal volume (12) and maintaining the fluid under pressure in the interior volume (12); characterized in that the method comprises the following steps: • before the injection of the fluid into the inner volume (12), introducing a solid material (32) for filling into the inner volume (12); and • after holding the fluid under pressure, at least partially evacuating the fluid and the solid filler material (32) from the interior volume (12).

2. A method according to claim 1, characterized in that it comprises, during the holding step, a fluid leak detection phase out of the inner volume (12) and / or a local deformation of the enclosure (10).

3.- Method according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction step comprises the introduction of a quantity of solid material (32) capable of occupying substantially the entire interior volume (12).

4. A process according to claim 3, characterized in that, after the injection step, the volume occupied by the fluid is less than 10% of the internal volume (12).

5. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the introducing step comprises introducing a solid material (32) formed by a plurality of porous elements (34).

6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the introduction step comprises the introduction of a solid material (32) formed by a plurality of elements (32) recessed between them.

7. A process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the introduction step comprises introducing an expandable foam (52) into the interior volume (12) and expanding the foam (52).

8. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal volume (12) is greater than 1 m3.

9.- Method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the holding step, the pressure of the fluid is greater than 1.5 bar.

10.- Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid is a liquid, the introduction step comprising the step of introducing a solid material (32) of density less than the density liquid.35