FR2929707A1 - Procede de controle de l'etancheite d'un contenant a tester et dispositif correspondant de mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester caractérisé en ce qu'il comporte:- une première étape (102) au cours de laquelle on mesure un bruit de fond de composé organique volatile dans une enceinte à pression atmosphérique, avec un détecteur de traces de composés organiques volatiles et,- une deuxième étape (105) au cours de laquelle on mesure une concentration de composé organique volatile dans l'enceinte à pression atmosphérique recevant un contenant définissant un espace interne délimité dans lequel un composé organique volatile est présent, avec le détecteur de traces de composés organiques volatiles et au cours de laquelle on compare la mesure du bruit de fond avec la mesure de la concentration de composé organique volatile, de manière à détecter une fuite dudit contenant à tester.L'invention concerne également un dispositif de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester comportant une enceinte (5) à pression atmosphérique destinée à recevoir un contenant à tester (3), caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de traces de composés organiques volatiles (7) raccordé fluidiquement à l'enceinte (5), un moyen de dépollution et une unité de traitement (9) apte à comparer les résultats de mesure dudit détecteur (7) pour fournir une information sur l'étanchéité dudit contenant à tester (3) et apte à mettre en oeuvre le procédé tel que décrit précédemment.
Description
Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester et dispositif correspondant de mise en oeuvre La présente invention concerne un procédé de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester et un dispositif correspondant de mise en oeuvre, en particulier pour le contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester au cours d'un processus industriel de fabrication. Le contrôle d'étanchéité de contenants peut être réalisé selon différents procédés de détection. Un premier procédé de contrôle connu est le procédé dit test de variation de 10 pression dans lequel on commence par établir une surpression déterminée dans le contenant à tester. Puis, on obture le contenant à tester et on mesure l'évolution de sa pression interne dans le temps. En cas de fuite, la pression interne diminue et la mesure de cette diminution de pression permet d'en déduire la valeur des fuites. 15 Selon une variante du procédé, on injecte un flux de gaz dans le contenant à tester de manière à maintenir la pression interne élevée dans le contenant. La valeur du flux de gaz nécessaire au maintien de cet équilibre permet d'en déduire le flux de fuites correspondant. Selon une autre variante du procédé, on commence par établir une dépression déterminée dans le contenant à tester, puis on obture le contenant. En cas de fuite, la 20 pression augmente et la mesure de cette augmentation de pression permet d'en déduire la valeur d'une fuite. Ces procédés sont simples à mettre en oeuvre et peu onéreux. Toutefois, la sensibilité de la mesure est limitée et dépend des conditions particulières de mise en oeuvre du procédé. 25 Ainsi, la sensibilité dépend du volume du contenant à tester, ce qui est particulièrement préjudiciable dans le cas de contenants à tester ayant des parois souples et pour lesquels le volume interne peut varier au cours du procédé de contrôle. De plus, le temps nécessaire pour réaliser la mesure est trop long pour son intégration dans un processus industriel de cadence élevée, comme par exemple dans le BRT0219FR (802631) domaine de l'industrie automobile. En outre, le résultat de la mesure est sensible aux variations de la température du contenant. On connaît également le procédé de contrôle de l'étanchéité de contenants à tester par la détection de fuites à l'hélium.
Pour cela, on établit une surpression d'hélium à l'intérieur du contenant. Puis, on détecte si de l'hélium est présent dans l'atmosphère ambiante entourant le contenant à l'aide d'un renifleur connecté à un détecteur de fuites. La présence d'hélium est représentative d'une fuite et donc d'un défaut d'étanchéité sur le contenant. L'inconvénient de ce procédé est que son utilisation est restreinte à la localisation de grosses fuites et que la sensibilité du procédé est limitée par le bruit de fond relativement élevé d'hélium régnant dans l'atmosphère ambiante de la salle de test (la concentration naturelle résiduelle d'hélium est généralement supérieure à 5 ppm). Par ailleurs, le procédé est difficile à mettre en oeuvre dans un processus industriel. De plus, l'utilisation de l'hélium est coûteuse.
Selon une variante de réalisation du procédé de détection à l'hélium, on place le contenant à tester dans une enceinte étanche raccordée d'une part à un groupe de pompage établissant un vide approprié et d'autre part, à un détecteur de fuites hélium. On raccorde l'espace interne du contenant à un dispositif de pressurisation d'hélium, et on recherche les fuites en détectant la présence éventuelle d'hélium dans l'atmosphère interne de l'enceinte, via le détecteur de fuites. Ce procédé de détection de fuites à l'hélium est un test fiable, reproductible et de haute sensibilité, permettant de réaliser une mesure quantitative précise, le procédé pouvant être intégré dans un processus industriel. Toutefois, sa mise en oeuvre est contraignante. Tout d'abord, l'enceinte elle-même doit être rendue étanche de manière à pouvoir supporter une mise sous vide. Ensuite, les dispositifs de pompage doivent être adaptés au volume de l'enceinte à laquelle ils sont raccordés. Ainsi, dans le cas de contenants à tester de gros volume, d'importants groupes de pompage sont à prévoir, c:e qui représente de gros investissements et des frais élevés de maintenance. Un autre inconvénient est que la sensibilité du procédé est limitée par le fait que l'hélium à tendance à s'adsorber très facilement aux surfaces des contenants à tester ainsi qu'aux surfaces de l'enceinte recevant le contenant. BRT0219FR (802631) Par conséquent, la dépollution des enceintes après la détection de contenants présentant une fuite peut être relativement lente et gêner le processus industriel. La présente invention vise donc à proposer une alternative moins onéreuse, plus sensible permettant donc d'être plus rapide, applicable à des processus industriels, même à ceux de haute cadence, permettant une mise en oeuvre simple et fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape au cours de laquelle on mesure un bruit de fond dans une enceinte à pression atmosphérique, avec un détecteur de traces de composés organiques volatiles et, une deuxième étape au cours de laquelle on mesure une concentration de composé organique volatile dans l'enceinte à pression atmosphérique recevant un contenant définissant un espace interne délimité dans lequel un composé organique volatile est présent, avec le détecteur de traces de composés organiques volatiles et au cours de laquelle on compare la mesure du bruit de fond avec la mesure de la concentration de composé organique volatile, de manière à détecter une fuite dudit contenant à tester. Le procédé selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le procédé comporte une étape intermédiaire avant la deuxième étape, au cours de laquelle on injecte un gaz traceur comportant un cornposé organique volatile dans ledit contenant à une pression de gaz supérieure à la pression atmosphérique, le gaz traceur est un gaz neutre tel que l'azote, doté d'une faible concentration, par exemple inférieure à 6%, de préférence comprise entre 1% et 6% et avantageusement égale à 5,9%, d'au moins un composé organique volatile, notamment de l'isobutène, - on brasse l'atmosphère interne de l'enceinte au cours de la deuxième étape dudit procédé de manière à homogénéiser la composition de l'atmosphère à l'intérieur de l'enceinte, le procédé comporte une étape de dépollution de l'atmosphère interne de l'enceinte avant la mise en oeuvre de la deuxième étape dudit procédé, BRT0219FR (802631)
4 le procédé comporte une étape préparatoire d'étalonnage au cours de laquelle on étalonne le détecteur de traces de composés organiques volatiles par rapport au volume de l'enceinte, en injectant une quantité calibrée de composés organiques volatiles dans l'enceinte.
L'invention concerne également un dispositif de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester comportant une enceinte à pression atmosphérique destinée à recevoir un contenant à tester, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de traces de composés organiques volatiles raccordé fluidiquement à l'enceinte, un moyen de dépollution et une unité de traitement apte à comparer les résultats de mesure dudit détecteur pour fournir une information sur l'étanchéité dudit contenant à tester et apte à mettre en oeuvre le procédé tel que précédemment décrit. Le dispositif peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le dispositif comporte un système de pressurisation pour injecter dans ledit contenant à tester un gaz traceur comportant un composé organique volatile, à une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'enceinte, pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit précédemment, le moyen de dépollution comporte une chambre de dépollution pourvue d'une vanne et d'un filtre de composés organiques volatiles, la vanne étant apte à isoler l'atmosphère interne de l'enceinte dudit filtre, pour la mise en oeuvre de l'étape de dépollution du procédé telle que décrite précédemment, le moyen de dépollution comporte une chambre de dépollution supplémentaire comportant successivement une vanne, un moyen d'entraînement des gaz, tel qu'un ventilateur, et un filtre de composés organiques volatiles, les deux chambres de dépollution étant configurées de manière à pouvoir faire circuler un gaz de nettoyage depuis une entrée de gaz de la première chambre de dépollution vers une sortie de gaz d'une deuxième chambre de dépollution, - l'enceinte comporte une canalisation de dérivation sur laquelle le détecteur de traces de composés organiques volatiles est raccordé et qui comporte notamment un moyen d'écoulement des gaz, tel qu'un ventilateur.
BRT0219FR (802631) D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de contrôle de l'étanchéité selon l'invention, 5 - la figure 2 est un schéma d'une variante de réalisation du dispositif de contrôle de l'étanchéité de la figure 1, - la figure 3 représente un organigramme d'un procédé de contrôle de l'étanchéité dudit dispositif et, - la figure 4 est un graphique représentant une concentration de gaz traceur en fonction du temps dans le dispositif de contrôle de l'étanchéité de la figure 2. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Par souci de clarté, les étapes du procédé de contrôle de l'étanchéité sont numérotées à partir de 100.
La présente invention concerne un procédé de contrôle: de l'étanchéité et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé en vue de la réalisation d'un contrôle d'étanchéité d'un contenant à tester au cours d'un processus industriel de fabrication. Une première application concerne le contrôle de l'étanchéité de contenants à tester conçus pour renfermer un corps sous forme solide, liquide et/ou gazeux dégageant naturellement un composé organique volatile. Comme contenant, on cite par exemple, un transformateur électrique ou un disjoncteur destiné à renfermer une huile industrielle qui dégage continument un ou plusieurs composés organiques volatiles, ou encore un tube destiné à contenir un cosmétique dégageant un composé organique volatile, tel qu'un bâton de rouge à lèvres.
Une deuxième application concerne le contrôle d'étanchéité de contenants à tester comportant une ou plusieurs canalisations de circulation d'un fluide ou un espace de stockage d'un fluide, tel qu'un liquide, un gaz ou encore un mélange de liquide et de gaz. On cite comme exemple de contenant, un réservoir de carburant ou un échangeur thermique notamment pour un système de climatisation.
Bien entendu, le procédé et le dispositif s'appliquent à n'importe quel contenant pour fluides et/ou solides pourvu d'au moins un espace interne délimité dont on cherche à BRT0219FR (802631) contrôler l'étanchéité en décelant la présence éventuelle d'une fuite par le procédé selon l'invention. Le procédé et le dispositif s'appliquent également à un contrôle simultané de plusieurs contenants distincts.
La figure 1 représente un dispositif de contrôle de l'étanchéité 1 réalisé selon un premier mode de réalisation apte à mettre en oeuvre un procédé selon la présente invention. Dans ce premier exemple de réalisation, le contenant à tester 3 est conçu pour renfermer un corps sous forme solide, liquide et/ou gazeux, qui, de par sa composition, dégage naturellement et continument un composé organique volatile.
Le dispositif de contrôle 1 comporte une enceinte 5 destinée à recevoir le contenant 3 à tester, un détecteur 7 de traces de composés organiques volatiles, un moyen de dépollution et une unité de traitement 9 apte à comparer les résultats de mesure dudit détecteur 7 pour fournir une information sur l'étanchéité dudit contenant à tester 3. Par détecteur de traces, on entend un détecteur qui possède une haute sensibilité, permettant de détecter la présence de composés organiques volatiles même si ceux-ci sont présents à une concentration inférieure à 0,1 ppm. Avantageusement, l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 peut être de l'ordre de la pression atmosphérique ambiante de la salle de test 14. Ainsi, l'enceinte 5 n'a pas à satisfaire aux contraintes particulières mécaniques et d'étanchéité exigées pour une tenue au vide. De plus, des installations coûteuses de pompage ne sont pas nécessaires pour la création d'un vide dans l'enceinte 5. Ceci a également un impact sur le coût de l'enceinte 5 car., comme les contraintes mécaniques exercées sur ces parois 16 de l'enceinte 5 relèvent de celles exercées sous des conditions normales atmosphériques, les parois 16 peuvent être formées par exemple par une enveloppe métallique de faible épaisseur. Bien entendu, les parois 16 de l'enceinte 5 comportent de préférence un matériau ayant un comportement neutre vis-à-vis des composés organiques volatiles, ne relâchant pas, n'adsorbant et n'absorbant pas de composés organiques volatiles. En outre, les conditions d'étanchéité de l'enceinte 5 étant minimales (on cherche simplement à avoir une atmosphère interne 10 constante), on peut prévoir en alternative une paroi 16 déformable ou souple, par exemple en plastique, telle qu'une bâche. BRT0219FR (802631) L'utilisation d'une bâche convient tout particulièrement pour le contrôle d'étanchéité de contenants 3 encombrants et permet une adaptation facile et aisée à des contenants 3 présentant différentes dimensions ou formes. L'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 est fluidiquement raccordée au détecteur de traces 7 de manière à pouvoir détecter la présence de composés organiques volatiles dans l'enceinte 5. Selon une variante de réalisation, l'enceinte 5 comporte en outre une canalisation de dérivation 11 sur laquelle le détecteur de traces de composés organiques volatiles 7 est raccordé.
La canalisation de dérivation 11 comporte un moyen d'écoulement des gaz 13, tel qu'un ventilateur. On s'assure ainsi que l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 circule vers le détecteur de traces 7 pour être mesurée. De préférence, le moyen d'écoulement des gaz 13 est configuré de sorte que l'écoulement des gaz au niveau de l'entrée du détecteur de traces 7 soit en régime laminaire.
Le détecteur de traces 7 est capable de mesurer, en temps réel, au moins un type de composé organique volatile lorsque celui-ci est présent à une concentration inférieur à 0,1 ppm ( partie per million en anglais ou millionième en français, soit 10-G). De préférence, le détecteur 7 possède même une sensibilité encore plus grande de sorte que la présence de l'ensemble des composés organiques volatiles, tel que l'acétone, l'éthanol, l'isobutène, le propane ou le benzène, puisse être détectée avec une concentration du ppb ( partie per billion en anglais ou milliardième en français, soit 10-9) ou méme du ppt ( partie per trillion en anglais ou billionième en français, 10-1'). En outre, le détecteur 7 est raccordé à l'unité de traitement 9 pour transmettre à cette dernière un signal de sortie représentatif de la mesure réalisée dans l'enceinte 5.
On comprend donc que le composé organique volatile contenu dans le contenant 3 pourra être détecté en cas d'un défaut d'étanchéité du contenant 3 qui provoquera une fuite du gaz traceur détectable par le détecteur 7. De manière avantageuse, le volume de l'enceinte 5 possède des dimensions légèrement supérieures à celles du contenant 3 à tester, afin de réduire le volume de rnesure 18 de l'enceinte 5 susceptible de contenir le composé organique volatile provenant d'une fuite et ainsi améliorer le temps de réponse et la sensibilité de la mesure, le volume de BRT0219FR (802631) mesure 18 étant égal au volume interne de l'enceinte 5 auquel on a soustrait le volume du contenant 3. De préférence, le dispositif de contrôle comporte un moyen de brassage des gaz 20, tel qu'un ventilateur permettant de pouvoir brasser et mélanger l'atmosphère du volume de mesure 18. Ceci contribue également à améliorer le temps de réponse du procédé et du dispositif selon l'invention, car on évite ainsi que le composé organique volatile fuyant dans l'enceinte 5 ne reste localisé à proximité du défaut d'étanchéité ayant provoqué la fuite. Au contraire, celui-ci est répandu par le moyen de brassage 20 dans l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5, permettant de réaliser une mesure homogène.
Le moyen de dépollution permet de dépolluer l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5, afin de diminuer le bruit de fond en mettant en oeuvre une étape de dépollution. La mesure du bruit de fond vise à quantifier une concentration initiale en composé organique volatile présents dans le volume de mesure 18 de l'enceinte 5 et qui n'est pas liée à un défaut d'étanchéité du contenant à tester 3.
On réalise une étape de dépollution soit, avant de réaliser une mesure de contrôle de l'étanchéité soit, après avoir réalisé une mesure mais avant de ressortir le contenant à tester 3 de préférence, lorsqu'une fuite a été détectée. Le moyen de dépollution est pourvu d'une chambre de dépollution 22 comportant une vanne 24 et un filtre de composés organiques volatiles 26. La vanne 24 est fluidiquement raccordée à l'enceinte 5 de manière à pouvoir isoler l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 du filtre 26 en aval de la vanne 24. On a représenté sur la figure 1 (en bas de l'enceinte 5), un moyen de dépollution selon ce premier mode de réalisation. Ainsi, lors de la mise en oeuvre d'une étape de dépollution avec le dispositif 1 réalisé selon ce premier mode de réalisation, la vanne 24 est ouverte de sorte que le filtre 26 ne soit plus isolé de l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 mais en contact avec celle-ci. De manière avantageuse, on brasse simultanément l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 avec le moyen de brassage des gaz 20, pour dépolluer efficacement l'enceinte 5. Le filtre 26 comporte par exemple des zéolites ou du charbon actif, de préférence régénérables thermiquement pour piéger les éventuels composés organiques volatiles. BRT0219FR (802631) On peut ainsi réaliser une dépollution de l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 entre chaque contrôle d'étanchéité des contenants 3, ce qui améliore la sensibilité de la mesure. Selon un deuxième mode de réalisation, le moyen de dépollution comporte une chambre de dépollution supplémentaire 23. Les deux chambres de dépollution 22, 23 comportent chacune une vanne 24, 28 raccordée à l'enceinte 5 en amont d'un filtre de composés organiques volatiles 26, 32. La chambre de dépollution supplémentaire 23 comporte de plus un moyen d'entraînement des gaz 30, tel qu'un ventilateur, disposé entre la vanne 28 et le filtre de composés organiques volatiles 32 (tel que représenté en haut de la figure 1). Les deux chambres de dépollution 22, 23 sont de préférence disposées l'une en regard de l'autre de manière à pouvoir faire circuler un gaz de nettoyage depuis une entrée de gaz E connectée en amont du filtre 32 à la chambre de dépollution 23 vers une sortie de gaz S connectée en :aval du filtre 26 de la chambre de dépollution 22.
Le gaz de nettoyage est un gaz exempt de composés organiques volatiles comme par exemple, de l'azote. Le gaz est injecté à l'entrée de gaz E. Ainsi, lors de la mise en oeuvre d'une étape de dépollution avec le dispositif 1 réalisé selon ce deuxième mode de réalisation, on ouvre simultanément les vannes 24 et 28 de sorte que les filtres 26 et 32 ne soient plus isolés de l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 mais en contact avec celle-ci. Le moyen d'entraînement des gaz 30 disposé entre la vanne 28 et le filtre 32, est alors mis en fonctionnement pour faire circuler le gaz de nettoyage depuis l'entrée de gaz E de la chambre de dépollution 23, vers la sortie de gaz S de la chambre d,e dépollution 22. Le gaz traverse ainsi successivement le filtre 32, duquel il ressort filtré d'éventuelles impuretés en composés organiques volatiles, puis traverse l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5. Le gaz de nettoyage s'écoule ensuite vers la deuxième chambre de dépollution 22 en entraînant avec lui d'éventuelles traces de composés volatiles organiques provenant le l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5. Les composés organiques volatiles sont alors piégés par le filtre 26. BRT0219FR (802631) En outre, le moyen de dépollution peut comporter un moyen de chauffage du contenant 3 et des parois 16 de l'enceinte 5 lorsqu'elles sont métalliques, pour faciliter et accélérer le dégazage des composés organiques volatiles des parois 16 et ainsi diminuer la quantité résiduelle en composés organiques volatiles.
Il est également envisageable que le moyen de dépollution soit réalisé par un moyen d'injection de gaz exempt de composés organiques volatiles pour balayer l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 (non représenté). Le moyen de dépollution est avantageusement relié à l'unité de traitement 9 qui est en outre configurée pour commander son fonctionnement selon ]e: déroulement des étapes du procédé de l'invention. La figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif 1 de la figure 1. Cette variante de réalisation s'applique à un contenant à tester 3 pour fluides et/ou solides comportant au moins un espace interne 8 apte à recevoir un fluide et/ou un solide, délimité par une paroi 12 dont on cherche à détecter un défaut d'étanchéité en décelant la présence éventuelle d'une fuite lorsque l'on injecte un gaz traceur dans le contenant 3. Dans cet exemple, le contenant à tester 3 est un échangeur thermique tel qu'un radiateur de refroidissement du moteur, un radiateur de chauffage ou un refroidisseur d'huile ou d'essence ou un évaporateur / condenseur de climatisation. Il comporte une canalisation d'entrée 34 et une canalisation de sortie 36.
En plus des éléments déjà décrits, le dispositif de contrôle d'étanchéité 1 comporte un système de pressurisation 38 permettant d'injecter dans le contenant 3, un gaz traceur comportant un composé organique volatile, à une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'enceinte 5. Le système de pressurisation 38 est raccordé fluidiquement d'une part à l'entrée 34 du contenant 3 placé dans l'enceinte 5 et d'autre part à la sortie 36, pour injecter dans l'espace interne 8 du contenant 3, le gaz traceur sous une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'enceinte 5, c'est-à-dire supérieure à environ 1013 hPa. L'unité de traitement 9 est reliée au système de pressurisation 38 de manière à commander un cycle d'injection de gaz traceur dans le contenant 3. BRT'0219FR (802631) 11 Afin de réduire la consommation en composé organique volatile, on prévoit avantageusement que le système de pressurisation 38 comporte un moyen de recyclage de gaz traceur. On peut également prévoir que le système de pressurisation 38 comporte un moyen 5 de traitement du gaz traceur pour éviter de polluer l'atmosphère ambiante de la salle de test 14. On comprend donc que, si on injecte à une pression supérieure à la pression atmosphérique dans le contenant 3, un gaz traceur contenant d'une part un gaz neutre et d'autre part au moins un composé organique, ce gaz traceur, en particulier le composé 10 organique, pourra être détecté en cas d'un défaut d'étanchéité du contenant 3 par le détecteur 7. En fonctionnement, l'unité de traitement 9 est configurée pour traiter et exploiter les résultats de mesure du détecteur de traces 7 et pour mettre en oeuvre le procédé 100 selon l'invention. 15 Selon un mode de réalisation particulier, l'unité de traitement 9 est en outre configurée pour envoyer un signal représentatif de l'état d'avancement du procédé 100, à une unité de contrôle du processus industriel de fabrication, de manière à gérer le cadencement des contenants à tester 3. L'organigramme de la figure 3 illustre le procédé 100. 20 Dans le procédé 100, on prévoit d'abord une étape préparatoire d'étalonnage 101 au cours de laquelle on étalonne le détecteur de traces 7 de composés organiques volatiles par rapport à l'enceinte 5, en injectant une quantité calibrée de composés organiques volatiles dans l'enceinte 5. L'étape préparatoire d'étalonnage 101 permet de compenser toute dérive de mesure 25 du détecteur de traces de composés organiques volatiles 7 par rapport à l'enceinte 5. L'étape préparatoire d'étalonnage 101 est de préférence réalisée après une modification du dispositif 1 ou bien après un nombre prédéfini de contenants 3 testés. Puis, on place le contenant à tester 3 dans l'enceinte 5. Ensuite, dans une première étape 102 du procédé 100, on mesure un bruit de fond 30 dans l'enceinte 5 à pression atmosphérique, avec le détecteur de traces de composés organiques volatiles 7. BRT0219FR (802631) La mesure du bruit de fond est la mesure de la concentration initiale en composés organiques volatiles présents dans l'enceinte 5. Puis, on dépollue avantageusement l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 au cours d'une étape de dépollution 103 (figure 3).
Pour diminuer le nombre d'étapes du procédé 100 et réduire le temps de la détection, on dépollue l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 uniquement lorsque le bruit de fond est supérieur à un seuil prédéterminé, afin de garantir un rapport signal sur bruit de la mesure acceptable. L'étape de dépollution 103 est mise en oeuvre jusqu'à l'obtention d'un bruit de fond permettant de réaliser une mesure significative de la concentration en composés organiques volatiles. Puis, selon le premier mode de réalisation du procédé 100 pour un contenant 3 comportant une ou plusieurs canalisation de circulation d'un fluide ou un espace de stockage d'un fluide, tel qu'un réservoir ou un échangeur thermique, le procédé 100 met en oeuvre une étape intermédiaire 104, au cours de laquelle on injecte le gaz traceur dans ledit contenant 3 à une pression de gaz supérieure à la pression atmosphérique. Le gaz traceur est un mélange comportant un gaz neutre tel que l'azote, doté d'une faible concentration, par exemple inférieure à 6%, de préférence comprise entre 1°,'o et 6% et avantageusement égale à 5,9% d'au moins un composé organique volatile, notamment de l'isobutène.
Ainsi, la concentration d'isobutène est inférieure au seuil d'inflammabilité. A condition de respecter certaines conditions particulières de test, par exemple sous condition de respecter les contraintes de la réglementation dite ATEX , on peut aussi prévoir un gaz traceur comportant une concentration majoritaire d'au moins un composé organique volatile.
Selon un deuxième mode de réalisation du procédé 100 (dispositif de mise en oeuvre 1 de la figure 1), ledit contenant 3 comporte déjà dans son espace interne un corps dégazant, du fait de sa composition, un composé organique volatile. Par exemple, le contenant est un transformateur électrique ou un disjoncteur et comporte une huile industrielle à base de composés organiques volatiles. Selon un autre exemple, le contenant est un tube de rouge à lèvres et comporte un cosmétique à base de composés organiques volatiles. BRT0219FR (802631) Selon encore un autre exemple, le contenant 3 comporte un espace interne 8 pour fluides, tel qu'un réservoir ou un échangeur thermique, que l'on a préalablement remplit d'un gaz traceur comportant un composé organique volatile. Puis, avantageusement, dans les deux modes de réalisation de procédé 100, on met en route le moyen de brassage des gaz 20 afin d'obtenir un régime permanent d'écoulement des fluides et ainsi déceler rapidement la présence d'une fuite, le cas échéant. Ensuite, au cours d'une deuxième étape 105, on mesure une concentration de composé organique volatile dans l'enceinte 5 à pression atmosphérique recevant ledit contenant 3, avec le détecteur de traces de composés organiques volatiles 7 et on compare la mesure du bruit de fond avec la mesure de la concentration de composé organique volatile, de manière à détecter une fuite dudit contenant à tester 3. Au cours de la mesure, l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 est avantageusement brassée par le moyen de brassage 20 afin d'obtenir une mesure correcte, stable et rapide. Avantageusement, on mesure une variation de la concentration en composé organique volatile en fonction d'un écart prédéfini de temps, de manière à déterminer la pente de la courbe mesurée. La pente de la courbe est proportionnelle au flux de fuite total des parois 12 du contenant 3. La pente est également fonction du volume de mesure 18. Il est donc relativement aisé d'obtenir à partir du calcul de cette pente, une valeur quantitative du flux de fuite du contenant 3. On peut ainsi estimer l'ampleur du défaut d'étanchéité du contenant 3. Lorsque la pente est supérieure à un seuil prédéterminé alors le contenant 3 est destiné au rebus ou à réparation. Une fuite est donc un défaut d'étanchéité avéré dans le cas où la concentration de composé organique volatile est supérieure au bruit de fond, avec une augmentation au cours du temps supérieure à un seuil prédéfmi, définissant un critère d'étanchéité. Si après une durée prédéterminée de mesure, aucune évolution significative de la concentration en composé organique volatile n'est détectée, alors on arrête la mesure et on conclut que le contenant à tester 3 est acceptable compte tenu du critère d'étanchéité.
Si, au contraire, la variation de la concentration en composé organique volatile est supérieure au seuil prédéfini, on conclut à la présence d'une fuite et donc d'un défaut BRT0219FR (802631) d'étanchéité du contenant 3. Ce dernier peut alors être écarté du. processus industriel de fabrication. Puis, lorsque l'on estime connaître le taux de fuite avec suffisamment de précision, le procédé 100 est terminé.
On peut prévoir une étape supplémentaire de dépollution 106 de l'enceinte 5 lorsqu'une fuite à été détectée, avant de ressortir le contenant 3 de l'enceinte 5. L'étape de dépollution 106 est mise en oeuvre jusqu'à l'abaissement de la concentration en composé organique volatile à une valeur équivalente à celle régnant dans la salle de test 14.
L'unité de traitement 9 envoie alors un signal à l'unité de contrôle du processus industriel de fabrication, pour lui signaler que le dispositif de contrôle 1 de l'étanchéité est à nouveau disponible pour la réception d'un nouveau contenant à tester 3. Ainsi, le procédé de contrôle 100 de l'étanchéité d'un contenant à tester 3 présente de nombreux avantages.
En effet, contrairement à d'autres espèces gazeuses servant de traceur pour la détection de fuites telles que l'hélium, la volatilité des composés organiques volatiles permet de diriger le gaz traceur vers le détecteur 7 ou bien de l'évacuer facilement de l'enceinte 5, via un moyen de dépollution, par un simple entraînement des gaz à pression atmosphérique.
Le temps nécessaire au contrôle d'un contenant 3 lors d'un processus industriel de fabrication est alors fortement diminué car quelques secondes seulement suffisent pour évacuer des composés organiques volatiles résiduels de bruit de fond, y compris juste après la détection d'un contenant 3 fuyant. La figure 4 est un graphique représentant un exemple d'évolution de la concentration 25 en composé organique volatile en fonction du temps au cours d'un procédé de contrôle d'étanchéité 100 sur un contenant 3 présentant un défaut d'étanchéité. La courbe du graphique est obtenue à partie de la mesure issue du détecteur 7 du dispositif 1 de la figure 2. L'instant initial tO du graphique correspond au début de la première étape 102 au 30 cours de laquelle on mesure un bruit de fond. A cet instant, on mesure une concentration de l'ordre de 30 ppb d'isobutène dans le volume de mesure 18. Ce niveau correspond à un BRT0219FR (802631) bruit de fond acceptable pour les conditions particulières de test dans lesquelles, l'enceinte 5 est un radiateur de refroidissement d'un volume de l'ordre de trente litres. Puis, on introduit le gaz traceur dans le contenant à tester 3 à une pression de gaz supérieure à la pression atmosphérique.
Puis, on observe à partir de l'instant t1, soit quelques secondes après le début de l'injection du gaz traceur dans l'espace interne 8 du contenant 3, que la mesure de la concentration en composé organique volatile augmente de façon significative. L'augmentation de la concentration en composé organique volatile est linéaire, ce qui est caractéristique d'une fuite.
On détermine donc la variation de la concentration en composé organique volatile au cours de trente secondes de test, de manière à déterminer la pente de la courbe. Puis au temps t2, on arrête l'injection en gaz traceur. De préférence, on arrête l'injection de gaz traceur dès que la pente de la courbe atteint une pente pr_édéfinie, de manière à arrêter rapidement l'injection en cas de fuite avérée et veiller ainsi à ne pas trop dégrader le niveau du bruit de fond. On peut également arrêter, le cas échéant, le fonctionnement du moyen de brassage 20 présent dans l'enceinte 5. On constate que la concentration en composé organique volatile reste quasiment constante.
Puis, comme visible sur le graphique une centaine de secondes après l'instant initial t0, une étape de dépollution 106 est activée (au temps t3). Bien sûr, l'étape de dépollution 106 peut être activée bien avant ce temps t3. On distingue nettement la chute en concentration de composé organique volatile. Enfin, au temps t4, soit seulement après quelques minutes de test, la concentration en composé organique volatile est retombée à sa valeur initiale. Le contenant à tester 3 peut donc être retiré de l'enceinte 5. On constate ainsi que le procédé de contrôle d'étanchéité 100 est un procédé de haute sensibilité, simple et rapide à mettre en oeuvre, de faible coût et applicable à des processus industriels.
Par ailleurs, le résultat de la mesure est fiable et reproductible. Il n'est pas sensible à la température des parois 12 du contenant 3. BRT0219FR (802631) 16 De plus, le dispositif 1 ne requiert pas de groupe de pompage, il est donc simple à mettre en place et faible en consommation électrique. BRT0219FR (802631)
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape (102) au cours de laquelle on mesure un bruit de fond dans une enceinte à pression atmosphérique, avec un détecteur de traces de composés organiques volatiles et, une deuxième étape (105) au cours de laquelle on mesure une concentration de composé organique volatile dans l'enceinte à pression atmosphérique recevant un contenant définissant un espace interne délimité dans lequel un composé organique volatile est présent, avec le détecteur de traces de composés organiques volatiles et au cours de laquelle on compare la mesure du bruit de fond avec la mesure de la concentration de composé organique volatile, de manière à détecter une fuite dudit contenant à tester.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape intermédiaire (104) avant la deuxième étape (105), au cours de laquelle on injecte un gaz traceur comportant un composé organique volatile dans ledit contenant à une pression de gaz supérieure à la pression atmosphérique, le gaz traceur étant de préférence un gaz neutre tel que l'azote, doté d'une faible concentration, par exemple inférieure à 6%, de préférence comprise entre 1% et 6% et avantageusement égale à 5,9% d'au moins un composé organique volatile, notamment de l'isobutène.
- 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on brasse l'atmosphère interne de l'enceinte au cours de la deuxième étape (105) dudit procédé de manière à homogénéiser la composition de l'atmosphère à l'intérieur de l'enceinte.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de dépollution (103) de l'atmosphère interne de l'enceinte avant la mise en oeuvre de la deuxième étape (105) dudit procédé.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préparatoire d'étalonnage (101) au cours de laquelle on étalonne le détecteur de traces de composés organiques volatiles par rapport au volume de l'enceinte, en injectant une quantité calibrée de composés organiques volatiles dans l'enceinte. BRT0219FR (802631)
- 6. Dispositif de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester comportant une enceinte (5) à pression atmosphérique destinée à recevoir un contenant à tester (3), caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de traces de composés organiques volatiles (7) raccordé fluidiquement à l'enceinte (5), un moyen de dépollution et une unité de traitement (9) apte à comparer les résultats de mesure dudit détecteur (7) pour fournir une information sur l'étanchéité dudit contenant à tester (3) et apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
- 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un système de pressurisation (38) pour injecter dans ledit contenant à tester (3), un gaz traceur comportant un composé organique volatile, à une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'enceinte (5), pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5.
- 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le moyen de dépollution comporte une chambre de dépollution (22) pourvue d'une vanne (24, 28) et d'un filtre de composés organiques volatiles (26, 32), la vanne (24, 28) étant apte à isoler l'atmosphère interne (10) de l'enceinte (5) dudit filtre (26, 32), pour la mise en oeuvre de l'étape de dépollution du procédé selon la revendication 4.
- 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de dépollution comporte une chambre de dépollution supplémentaire (23) comportant successivement une vanne (28), un moyen d'entraînement des gaz (30), tel qu'un ventilateur, et un filtre de composés organiques volatiles (32), les deux chambres de dépollution (22, 23) étant configurées de manière à pouvoir ;Faire circuler un gaz de nettoyage depuis une entrée de gaz (E) d'une première chambre de dépollution (22) vers une sortie de gaz (S) d'une deuxième chambre de dépollution (23).
- 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'enceinte (5) comporte une canalisation de dérivation (11) sur laquelle le détecteur de traces de composés organiques volatiles (7) est raccordé et qui comporte notamment un moyen d'écoulement des gaz (13), tel qu'un ventilateur. BRT0219FR (802631)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Owner name: ADIXEN VACUUM PRODUCTS, FR Effective date: 20120130 |
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| CD | Change of name or company name |
Owner name: PFEIFFER VACUUM, FR Effective date: 20160120 |
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