FR3125733A1 - Process for reinforcing and/or repairing mechanically welded equipment under pressure - Google Patents

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Daniel Gary
Jader Furtado
Nicolas GALLIENNE
Jean-Patrice Quenedey
Fabien Chancel
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat

Abstract

L’invention concerne un procédé pour renforcer et/ou réparer un équipement (1) mécano-soudé apte et destiné à contenir un fluide sous pression, ledit équipement (1) ayant une paroi périphérique (3) présentant au moins un défaut (2), un revêtement (4) étant déposé sur une portion de la paroi périphérique (3) comprenant ledit défaut (2). Selon l’invention, le revêtement (4) étant déposé par projection thermique à froid de particules non fondues (5) vers ladite paroi périphérique (3) au moyen d’un fluide vecteur (6) et le revêtement (4) est déposé de façon à former une bande de renfort (4) autour de la paroi périphérique (3) de l’équipement (1). Figure pour l’abrégé : 2.The invention relates to a method for reinforcing and/or repairing mechanically-welded equipment (1) capable of and intended to contain a pressurized fluid, said equipment (1) having a peripheral wall (3) presenting at least one defect (2) , a coating (4) being deposited on a portion of the peripheral wall (3) comprising said defect (2). According to the invention, the coating (4) being deposited by cold thermal spraying of unmelted particles (5) towards said peripheral wall (3) by means of a vector fluid (6) and the coating (4) is deposited so as to form a reinforcing strip (4) around the peripheral wall (3) of the equipment (1). Figure for the abstract: 2.

Description

Procédé de renfort et/ou de réparation d’un équipement mécano-soudé sous pressionProcess for reinforcing and/or repairing mechanically welded equipment under pressure

La présente invention concerne un procédé pour préserver et/ou rétablir l'intégrité structurelle d’un équipement mécano-soudé sous pression. L’invention vise notamment à réparer un défaut de structure présent dans l’équipement ou à stopper l’évolution d’un défaut.The present invention relates to a method for preserving and/or restoring the structural integrity of mechanically welded equipment under pressure. The invention aims in particular to repair a structural defect present in the equipment or to stop the development of a defect.

Dans le cadre de l’invention, un équipement mécano-soudé, également appelé équipement chaudronné, s’entend d’un assemblage d’une ou plusieurs pièces métalliques obtenu par soudage et ayant une fonction mécanique. Dans la présente demande, un équipement mécano-soudé couvre également une canalisation ou tuyauterie. Un équipement sous pression désigne un équipement apte et destiné au traitement, au conditionnement et/ou au transport, sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, de fluides à l’état gazeux, liquéfiés ou diphasiques liquide-gaz, en particulier une pression d’au moins 5 bar, de préférence au moins 20 bar, voire jusqu’à 1200 bar ou plus.In the context of the invention, mechanically welded equipment, also called sheet metal equipment, means an assembly of one or more metal parts obtained by welding and having a mechanical function. In the present application, mechanically welded equipment also covers a pipeline or piping. Pressure equipment means equipment capable of and intended for the treatment, packaging and/or transport, under a pressure greater than atmospheric pressure, of fluids in the gaseous, liquefied or diphasic liquid-gas state, in particular a pressure of at least 5 bar, preferably at least 20 bar, or even up to 1200 bar or more.

L’intégrité structurelle des équipements sous pression est un point clé pour la sécurité de leur exploitation. Une perte de confinement induite par la fissuration de l’équipement présente un risque important qui peut nécessiter l’arrêt de son exploitation pour réparation ou remplacement.The structural integrity of pressure equipment is a key point for the safety of its operation. A loss of containment induced by the cracking of the equipment presents a significant risk which may require the shutdown of its operation for repair or replacement.

Parmi les équipements sous pression, on connaît les adsorbeurs. Ces équipements sont des réservoirs mis en œuvre dans des unités de traitement par adsorption visant à retirer un gaz d'un mélange gazeux, en utilisant son affinité chimique et ses caractéristiques particulières vis-à-vis d'un matériau adsorbant contenu dans les adsorbeurs. En particulier, on connaît les adsorbeurs des unités de traitement par adsorption à modulation de pression, couramment appelées unités PSA (acronyme de l'anglais pour « Pressure Swing Adsorption »), qui sont exposés à des oscillations de pression contrôlées. On connaît également les adsorbeurs des unités de traitement par adsorption à modulation de température, couramment appelées unités TSA (acronyme de l'anglais pour « Temperature Swing Adsorption »), qui sont exposés à des oscillations de température contrôlées.Among the pressure equipment, adsorbers are known. These pieces of equipment are reservoirs implemented in adsorption treatment units aimed at removing a gas from a gaseous mixture, by using its chemical affinity and its particular characteristics with respect to an adsorbent material contained in the adsorbers. In particular, the adsorbers of pressure modulation adsorption treatment units, commonly called PSA units (acronym for “Pressure Swing Adsorption”), are known, which are exposed to controlled pressure oscillations. Also known are the adsorbers of temperature modulation adsorption treatment units, commonly called TSA units (acronym for “Temperature Swing Adsorption”), which are exposed to controlled temperature oscillations.

Les adsorbeurs des unités PSA ou TSA sont soumis à des variations cycliques de pression ou de température dans les équipements qui favorise l’apparition de défauts de structure, en particulier des défauts tels que des fissures de fatigue ou des fissures par fragilisation, qui peuvent se propager rapidement. Ainsi, les adsorbeurs PSA peuvent subir des cycles d’une durée de 3 à 6 minutes qui comprennent les phases de pressurisation, adsorption et dépressurisation, soit de 15 à 20 cycles par heure et plus de 400 cycles par jour donc plus de 170000 cycles par an.The adsorbers of PSA or TSA units are subject to cyclic pressure or temperature variations in the equipment which promotes the appearance of structural defects, in particular defects such as fatigue cracks or embrittlement cracks, which can spread quickly. Thus, PSA adsorbers can undergo cycles lasting from 3 to 6 minutes which include the pressurization, adsorption and depressurization phases, i.e. from 15 to 20 cycles per hour and more than 400 cycles per day, therefore more than 170,000 cycles per year.

L’intégrité structurelle d’un adsorbeur est de ce fait exposée à un mode d’endommagement dit de fatigue. L’apparition ou la progression des défauts peuvent d'ailleurs être accélérées en présence d'hydrogène (H2) par un phénomène de fragilisation par hydrogène, désigné par les termes « Hydrogen Enhanced Fatigue » en anglais.The structural integrity of an adsorber is therefore exposed to a mode of damage called fatigue. The appearance or the progression of the defects can moreover be accelerated in the presence of hydrogen (H 2 ) by a phenomenon of embrittlement by hydrogen, designated by the terms “Hydrogen Enhanced Fatigue”.

Parmi les équipements mécano-soudés sous pression, les canalisations de transports de fluide, les réservoirs de stockage de fluide, les composants des unités de reformage sont également soumis à des conditions opératoires sévères, en particulier lorsqu‘ils sont destinés à stocker, transporter ou traiter des fluides contenantAmong mechanically welded equipment under pressure, fluid transport pipes, fluid storage tanks, components of reforming units are also subjected to severe operating conditions, in particular when they are intended to store, transport or treat fluids containing

De façon générale, ces équipements mécano-soudés sous pression requièrent une surveillance particulière. Parmi les facteurs de défaillance, on retrouve l’endommagement par fatigue, l’usure due à la corrosion par exemple, suite à une mise en œuvre dans l’exposition à une atmosphère agressive, à un entretien insuffisant, ou l’endommagement suite à un choc. Il est à noter que le risque de fissuration est plus élevé dans les zones à fortes contraintes ou le long des soudures.In general, this mechanically welded equipment under pressure requires special monitoring. Among the factors of failure, we find damage by fatigue, wear due to corrosion for example, following implementation in exposure to an aggressive atmosphere, insufficient maintenance, or damage following a shock. It should be noted that the risk of cracking is higher in high stress areas or along welds.

Les équipements mécano-soudés sous pression sont donc soumis à des inspections périodiques qui sont faites au moyen de techniques de contrôle non-destructif, par exemple des techniques utilisant les ultrasons, les courants de Foucault, les émissions acoustiques.Mechanically welded equipment under pressure is therefore subject to periodic inspections which are carried out by means of non-destructive testing techniques, for example techniques using ultrasound, eddy currents, acoustic emissions.

Ces contrôles visent à anticiper ou à déterminer l'apparition d'un défaut ou à en suivre l'évolution. Les défauts recherchés sont par exemple une cavité, un départ de fissure ou une fissure créée par certaines conditions de chargement ou de fonctionnement, une zone poreuse ou une zone de corrosion de la structure en contact avec des produits actifs ou encore la délamination entre les bandes d'un matériau composite. Des portions de l’équipement peuvent aussi être identifiées comme sujettes à l’apparition de défaut et nécessitant un renforcement pour l’éviter.These checks aim to anticipate or determine the appearance of a defect or to monitor its evolution. The defects sought are, for example, a cavity, the start of a crack or a crack created by certain loading or operating conditions, a porous zone or a corrosion zone of the structure in contact with active products or even delamination between the bands of a composite material. Portions of the equipment can also be identified as prone to the appearance of faults and requiring reinforcement to avoid them.

L'importance du défaut présent dans la structure de l’équipement peut être telle que la sécurité de l'équipement est compromise et qu’il est nécessaire de stopper son exploitation pour y remédier.The importance of the defect present in the structure of the equipment may be such that the safety of the equipment is compromised and that it is necessary to stop its operation to remedy it.

Les techniques de réparation actuelles ne donnent pas satisfaction du fait de leur complexité de mise en œuvre et de la nécessité de procéder à l’arrêt complet et au démontage de l’équipement. Ainsi, dans le cas d’un adsorbeur, l’adsorbant doit être déchargé de son contenant, l’adsorbeur doit être démonté et être envoyé en usine afin d’y découper sur sa paroi un anneau contenant le défaut détecté. Les portions saines de l’adsorbeur sont ensuite ressoudées. L’adsorbeur est inutilisable pendant plusieurs mois et la nouvelle soudure doit être requalifiée, ce qui complexifie l’opération de maintenance d’un point de vue logistique.Current repair techniques are not satisfactory due to their complexity of implementation and the need to completely shut down and dismantle the equipment. Thus, in the case of an adsorber, the adsorbent must be unloaded from its container, the adsorber must be disassembled and sent to the factory in order to cut a ring on its wall containing the detected defect. The healthy portions of the adsorber are then resoldered. The adsorber is unusable for several months and the new weld must be requalified, which complicates the maintenance operation from a logistical point of view.

La présente invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients exposés ci-dessus, notamment à proposer un procédé pour renforcer et/ou réparer un équipement mécano-soudé destiné à contenir un fluide sous pression, en particulier un équipement soumis à un endommagement par fatigue, notamment un équipement exposé à une atmosphère contenant de l’hydrogène, ledit procédé permettant de préserver ou de rétablir l’intégrité structurelle de l’équipement et d’en assurer la continuité de fonctionnement.The present invention aims to overcome all or part of the drawbacks set out above, in particular to propose a method for reinforcing and/or repairing mechanically-welded equipment intended to contain a pressurized fluid, in particular equipment subject to fatigue damage. , in particular equipment exposed to an atmosphere containing hydrogen, said method making it possible to preserve or restore the structural integrity of the equipment and to ensure its continuity of operation.

A cette fin, l’invention a pour objet un procédé pour renforcer et/ou réparer un équipement mécano-soudé apte et destiné à contenir un fluide sous pression, ledit équipement ayant une paroi périphérique présentant au moins un défaut, un revêtement étant déposé sur une portion de la paroi périphérique comprenant ledit défaut, caractérisé en ce que le revêtement est déposé par projection thermique à froid de particules non fondues vers ladite paroi périphérique au moyen d’un fluide vecteur et le revêtement est déposé de façon à former une bande de renfort autour de la paroi périphérique de l’équipement.To this end, the subject of the invention is a method for reinforcing and/or repairing mechanically welded equipment capable of and intended to contain a pressurized fluid, said equipment having a peripheral wall having at least one defect, a coating being deposited on a portion of the peripheral wall comprising the said defect, characterized in that the coating is deposited by cold thermal spraying of unmelted particles towards the said peripheral wall by means of a carrier fluid and the coating is deposited so as to form a band of reinforcement around the peripheral wall of the equipment.

Par ailleurs, selon le mode de réalisation considéré, l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques énoncées ci-après.Furthermore, depending on the embodiment considered, the invention may include one or more of the characteristics set out below.

La paroi périphérique est de forme générale cylindrique, la bande de renfort ayant une forme annulaire.The peripheral wall is generally cylindrical in shape, the reinforcing strip having an annular shape.

La paroi périphérique s’étend parallèlement à un axe longitudinal, la bande de renfort s’étendant, selon la direction de sa largeur, parallèlement à l’axe longitudinal et, selon la direction de sa longueur, de façon sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal.The peripheral wall extends parallel to a longitudinal axis, the reinforcing strip extending, along the direction of its width, parallel to the longitudinal axis and, along the direction of its length, substantially orthogonal to the axis longitudinal.

Le défaut présente une dimension caractéristique mesurée parallèlement à l’axe longitudinal, la largeur de la bande de renfort étant au moins égale à la dimension caractéristique du défaut, de préférence la largeur de la bande de renfort est égale à la dimension du défaut multipliée par un facteur multiplicateur compris entre 1 et 1,5.The defect has a characteristic dimension measured parallel to the longitudinal axis, the width of the reinforcement strip being at least equal to the characteristic dimension of the defect, preferably the width of the reinforcement strip is equal to the dimension of the defect multiplied by a multiplier factor between 1 and 1.5.

La bande de renfort a une épaisseur représentant au moins 10% de l’épaisseur de la paroi périphérique.The reinforcing strip has a thickness representing at least 10% of the thickness of the peripheral wall.

La portion de paroi périphérique comprend au moins un défaut tel une cavité, une fissure.The peripheral wall portion comprises at least one defect such as a cavity, a crack.

La paroi périphérique comprend au moins un cordon de soudure, ledit au moins un défaut étant situé au niveau ou à proximité dudit cordon de soudure, la bande de renfort recouvrant au moins une partie du cordon de soudure.The peripheral wall comprises at least one weld bead, said at least one defect being located at or close to said weld bead, the reinforcing strip covering at least part of the weld bead.

Le procédé comprend, préalablement au dépôt du revêtement, une étape de modification de l’état de surface d’au moins la portion de la paroi périphérique à revêtir de façon à en augmenter la rugosité de surface, en particulier par grenaillage.The method comprises, prior to the deposition of the coating, a step of modifying the surface state of at least the portion of the peripheral wall to be coated so as to increase the surface roughness, in particular by shot-blasting.

L’équipement est choisi parmi un adsorbeur, un composant d’une unité de reformage de gaz, en particulier un réacteur de reformage, un réservoir de stockage de fluide, une canalisation.The equipment is chosen from an adsorber, a component of a gas reforming unit, in particular a reforming reactor, a fluid storage tank, a pipeline.

L’équipement est un adsorbeur configuré pour suivre au moins un cycle de fonctionnement par adsorption à modulation de pression ou par adsorption à modulation de température.The equipment is an adsorber configured to follow at least one operating cycle by pressure modulation adsorption or by temperature modulation adsorption.

L’équipement est un adsorbeur configuré pour produire de l’hydrogène à partir d’un flux de gaz naturel.The equipment is an adsorber configured to produce hydrogen from a stream of natural gas.

La bande de renfort est formée pendant un cycle de fonctionnement de l’adsorbeur.The reinforcing strip is formed during one operating cycle of the adsorber.

La paroi périphérique de l’équipement définit un volume interne contenant une atmosphère riche en hydrogène, en particulier une atmosphère contenant au moins 90%, de préférence au moins 95%, de préférence encore au moins 99% d’hydrogène.The peripheral wall of the equipment defines an internal volume containing a hydrogen-rich atmosphere, in particular an atmosphere containing at least 90%, preferably at least 95%, more preferably at least 99% hydrogen.

La paroi périphérique de l’équipement délimite un volume interne dans lequel règne une pression supérieure à 1 bar, de préférence une pression d’au moins 5 bar, de préférence au moins 20 bar. L'unité bar s'entend de bar gauge (barg).The peripheral wall of the equipment delimits an internal volume in which there is a pressure greater than 1 bar, preferably a pressure of at least 5 bar, preferably at least 20 bar. The unit bar refers to bar gauge (barg).

Selon un autre aspect, l’invention concerne un équipement mécano-soudé apte et destiné à contenir un fluide sous pression, lequel équipement comprend une paroi périphérique présentant au moins un défaut et un revêtement est déposé sur au moins une portion de la paroi périphérique comprenant ledit défaut, le revêtement étant déposé par projection thermique à froid de particules non fondues vers ladite paroi périphérique au moyen d’un fluide vecteur et formant une bande de renfort autour de la paroi périphérique de l’équipement.According to another aspect, the invention relates to mechanically welded equipment capable of and intended to contain a pressurized fluid, which equipment comprises a peripheral wall having at least one defect and a coating is deposited on at least a portion of the peripheral wall comprising said defect, the coating being deposited by cold thermal spraying of unmelted particles towards said peripheral wall by means of a carrier fluid and forming a reinforcing band around the peripheral wall of the equipment.

L’invention va maintenant être mieux comprise à la lecture de la description et des figures qui l’accompagnent, présentées à titre illustratif et non limitatif de l’invention.The invention will now be better understood on reading the description and the accompanying figures, presented by way of non-limiting illustration of the invention.

schématise un dispositif de dépôt de revêtement utilisé dans un mode de réalisation de l’invention. diagrams a coating deposition device used in one embodiment of the invention.

schématise un équipement renforcé et/ou réparé selon un mode de réalisation de l’invention. schematizes reinforced and/or repaired equipment according to one embodiment of the invention.

schématise les conditions de simulations réalisées avec un équipement sans mise en œuvre de l’invention en comparaison avec des résultats de simulations obtenus avec un équipement renforcé et/ou réparé selon un mode de réalisation de l’invention. schematizes the conditions of simulations carried out with equipment without implementation of the invention in comparison with results of simulations obtained with equipment reinforced and/or repaired according to one embodiment of the invention.

schématise un mode de propagation d’un défaut du type fissure. schematizes a mode of propagation of a defect of the crack type.

représente des résultats de ces simulations. represents results of these simulations.

Comme on le voit sur , la réalisation d’un revêtement par projection thermique repose sur l’utilisation d’un gaz vecteur 6 pour accélérer, transporter des particules 5 du matériau constituant le revêtement sur le substrat à revêtir. En l’espèce, le substrat est une portion d’une paroi périphérique 3 de l’équipement 1 à réparer ou renforcer. La portion dont la surface est à revêtir peut présenter au moins un défaut 2, en particulier un défaut de fatigue, i. e. résultant d’un endommagement par fatigue de l’équipement. Notons que l’invention peut s’appliquer aussi au cas d’un défaut résultant d’un endommagement statique ou d’un endommagement par fragilisation.As seen on , the production of a coating by thermal spraying is based on the use of a vector gas 6 to accelerate and transport particles 5 of the material constituting the coating on the substrate to be coated. In this case, the substrate is a portion of a peripheral wall 3 of the equipment 1 to be repaired or reinforced. The portion whose surface is to be coated may have at least one defect 2, in particular a fatigue defect, ie resulting from fatigue damage to the equipment. It should be noted that the invention can also apply to the case of a defect resulting from static damage or from damage by embrittlement.

Il est à noter que le défaut se situer de préférence au niveau de la surface interne de la paroi périphérique, i. e. située du côté du volume interne de l’équipement 1, mais peut aussi se situer dans l’épaisseur de la paroi ou au niveau d’une surface externe. De préférence, la paroi périphérique 3 délimite un volume interne de l’équipement 1 et le revêtement est déposé sur une surface externe de la portion de paroi. Cela facilite l’opération de de réparation et offre l’avantage de pouvoir la réaliser sans démontage de l’équipement, voire même sur l’équipement en fonctionnement. De façon alternative ou complémentaire, le revêtement peut être déposé sur la surface interne de la portion de paroi. De préférence, le revêtement est déposé de manière à ce qu’il s’étende au-dessus de la totalité de la surface du défaut projetée sur la surface de la paroi 3 revêtue. Notons qu’il est envisageable que la bande de renfort 4 résulte d’un dépôt d’une couche de revêtement ou bien de plusieurs couches se superposant au moins en partie.It should be noted that the defect is preferably located at the level of the internal surface of the peripheral wall, i. e. located on the side of the internal volume of the equipment 1, but can also be located in the thickness of the wall or at the level of an external surface. Preferably, the peripheral wall 3 delimits an internal volume of the equipment 1 and the coating is deposited on an external surface of the wall portion. This facilitates the repair operation and offers the advantage of being able to carry it out without dismantling the equipment, or even on the equipment in operation. Alternatively or additionally, the coating may be deposited on the internal surface of the wall portion. Preferably, the coating is deposited so that it extends over the entire surface of the defect projected onto the surface of the coated wall 3. It should be noted that it is possible for the reinforcement strip 4 to result from the deposition of a coating layer or else of several layers overlapping at least in part.

Selon le mode de réalisation schématisé sur , le procédé met en œuvre un outil de projection 11 alimenté par un flux de fluide vecteur 6 chauffé par un réchauffeur de gaz 10. L’outil de projection 11 est également alimenté par un flux de particules 5 formées du matériau à projeter. Avantageusement, le matériau est distribué sous forme de poudre. La poudre est stockée dans un réservoir 12. Les particules 5 peuvent avoir une taille caractéristique de l’ordre de 10 à 100 µm. De préférence, la paroi périphérique 3 est formée d’un matériau choisi parmi : un acier au carbone, un acier inoxydable, en particulier un acier de type duplex. De préférence, les particules sont formées d’un matériau métallique, en particulier les particules sont formées d’un matériau identique à celui constituant la paroi périphérique 3.According to the embodiment schematized on , the method implements a projection tool 11 fed by a vector fluid flow 6 heated by a gas heater 10. The projection tool 11 is also fed by a flow of particles 5 formed from the material to be projected. Advantageously, the material is distributed in powder form. The powder is stored in a tank 12. The particles 5 can have a characteristic size of the order of 10 to 100 μm. Preferably, the peripheral wall 3 is formed of a material chosen from: a carbon steel, a stainless steel, in particular a duplex type steel. Preferably, the particles are formed from a metallic material, in particular the particles are formed from a material identical to that constituting the peripheral wall 3.

L’outil de projection 11 peut comprendre une chambre de mélange alimentée par le flux de fluide vecteur 6 et par le flux de particules de matériau 5. Le mélange de particules et de fluide vecteur est distribué par un orifice de sortie de l’outil de projection 11 sous forme d’un jet 5 dirigé vers le substrat 3 à revêtir.The projection tool 11 may comprise a mixing chamber fed by the flow of vector fluid 6 and by the flow of particles of material 5. The mixture of particles and vector fluid is distributed by an outlet orifice of the tool of projection 11 in the form of a jet 5 directed towards the substrate 3 to be coated.

Selon l’invention, au moins une bande de renfort 4 est formée sur une portion de la paroi périphérique par dépôt d’un revêtement par projection thermique à froid, également désignée par les termes « cold spray » en anglais. Dans ce procédé, les particules sont accélérées par le fluide vecteur au-delà d'une vitesse critique et chauffées à une température inférieure à leur température de fusion, de sorte qu’elles ne sont pas fondues et sont projetées à l’état solide vers le substrat sur lequel elles s'écrasent et s’accumulent pour former le revêtement désiré. L’impact des particules sur le substrat, de par leur grande énergie cinétique, provoque une déformation plastique de celles-ci, en libérant une énergie suffisante à assurer leur accrochage sur le substrat.According to the invention, at least one reinforcing strip 4 is formed on a portion of the peripheral wall by depositing a coating by cold thermal spraying, also referred to by the terms “cold spray” in English. In this process, the particles are accelerated by the carrier fluid beyond a critical speed and heated to a temperature below their melting temperature, so that they are not melted and are projected in the solid state towards the substrate on which they crash and accumulate to form the desired coating. The impact of the particles on the substrate, due to their high kinetic energy, causes them to plastically deform, releasing sufficient energy to ensure their attachment to the substrate.

Comme montré sur , l’outil de projection 11 peut comprendre une tuyère convergente-divergente, à géométrie dite « de Laval », c’est-à-dire dont le conduit de gaz comprend une portion amont de forme convergente et une portion aval de forme divergente, permettant de transformer la température et la pression du fluide vecteur en énergie cinétique.As shown on , the projection tool 11 may comprise a convergent-divergent nozzle, with so-called “Laval” geometry, that is to say the gas duct of which comprises an upstream portion of convergent shape and a downstream portion of divergent shape, transforming the temperature and the pressure of the vector fluid into kinetic energy.

Typiquement, les particules peuvent être projetées à des vitesses supersoniques, par exemple à des vitesses comprises entre 300 et 2500 m/s, de préférence entre 300 et 1700 m/s. Le fluide vecteur peut être de l’azote, de l’argon ou de l’hélium ou un mélange de ces gaz. Le fluide vecteur peut présenter une pression comprise allant de 20 à 70 bar, de préférence de 30 à 50 Bar. Le fluide vecteur peut être chauffé à une température allant typiquement de 600 à 1500 °C, de préférence de 900 à 1100 °C.Typically, the particles can be projected at supersonic speeds, for example at speeds between 300 and 2500 m/s, preferably between 300 and 1700 m/s. The carrier fluid can be nitrogen, argon or helium or a mixture of these gases. The carrier fluid may have a pressure ranging from 20 to 70 bar, preferably from 30 to 50 bar. The vector fluid can be heated to a temperature typically ranging from 600 to 1500°C, preferably from 900 to 1100°C.

La projection à froid conduit ainsi à la réalisation de revêtements denses, ayant de bonnes propriétés d’adhérence, avec des rendements de dépôt élevés. Contrairement aux techniques classiques de revêtement par projection thermique qui impliquent que les particules soient fondues ou partiellement fondues pour favoriser leur accrochage sur le substrat, la projection à froid évite un échauffement important des particules projetées, ce qui évite la génération de contraintes thermiques sur le substrat, ainsi que l’oxydation et/ou les transformations métallurgiques du matériau projeté. En outre, les inventeurs de la présente invention ont mis en évidence que la projection à froid des particules générait des contraintes de compression supplémentaires au niveau du substrat, ce qui tendait à empêcher la propagation des défauts déjà formés, en particulier des défauts de type fissure, voire à favoriser la fermeture des fissures. La projection à froid offre donc une solution efficace pour renforcer et/ou réparer l’équipement, tout en préservant l’intégrité microstructurale du matériau déposé et du substrat revêtu. De plus, le fait d’appliquer une bande de renfort autour de la paroi périphérique permet de maintenir l’équipement en compression lors d’une montée en pression, ce qui limite, voire annihile, la force motrice permettant la propagation de la fissure. On augmente ainsi la durée de vie de l’équipement.Cold spraying thus leads to the production of dense coatings, with good adhesion properties, with high deposition yields. Unlike conventional thermal spray coating techniques which involve the particles being melted or partially melted to promote their attachment to the substrate, cold spraying avoids significant heating of the sprayed particles, which avoids the generation of thermal stresses on the substrate. , as well as oxidation and/or metallurgical transformations of the projected material. In addition, the inventors of the present invention have demonstrated that the cold spraying of the particles generates additional compressive stresses at the level of the substrate, which tends to prevent the propagation of the defects already formed, in particular crack type defects. , or even promote crack closure. Cold spraying therefore offers an effective solution for reinforcing and/or repairing equipment, while preserving the microstructural integrity of the deposited material and the coated substrate. In addition, the fact of applying a reinforcement strip around the peripheral wall makes it possible to maintain the equipment in compression during a rise in pressure, which limits, or even annihilates, the driving force allowing the propagation of the crack. This increases the life of the equipment.

illustre un mode de réalisation d’une bande de renfort 4 déposée sur un équipement 1 de type adsorbeur. L’adsorbeur se présente sous la forme d’un réservoir, ou bidon, comprenant une paroi périphérique 3 de forme cylindrique. La paroi périphérique 3 s’étend parallèlement à un axe longitudinal A qui est, dans le cas illustré, l’axe de symétrie de l’adsorbeur. L’axe longitudinal A est vertical dans le cas illustré, sachant qu’un positionnement horizontal de l’équipement 1 est envisageable dans le cadre de l’invention. On a représenté sur un repère orthonormé d’axes x, y, z. Il est à noter que le repère a été représenté à côté l’équipement 1 pour des raisons de clarté mais que la direction z de ce repère se superpose en réalité à l’axe longitudinal A. Le revêtement 4 forme une bande dont la longueur, i. e. la plus grande dimension, s’étend orthogonalement à l’axe longitudinal A en suivant le contour que la paroi 3 défini dans un plan de coupe transversal orthogonal à l’axe A. Notons qu’une bande s’entend d’une pièce de matière ayant une forme relativement étroite et allongée. illustrates an embodiment of a reinforcing strip 4 deposited on equipment 1 of the adsorber type. The adsorber is in the form of a tank, or container, comprising a peripheral wall 3 of cylindrical shape. The peripheral wall 3 extends parallel to a longitudinal axis A which is, in the case illustrated, the axis of symmetry of the adsorber. The longitudinal axis A is vertical in the case illustrated, knowing that a horizontal positioning of the equipment 1 is possible within the framework of the invention. We represented on an orthonormal frame of reference with axes x, y, z. It should be noted that the mark has been represented next to the equipment 1 for reasons of clarity but that the direction z of this mark is actually superimposed on the longitudinal axis A. The coating 4 forms a strip whose length, ie the largest dimension, extends orthogonally to the longitudinal axis A following the contour that the wall 3 defines in a transverse sectional plane orthogonal to the axis A. Note that a strip means a piece of material having a relatively narrow and elongated shape.

Selon un mode de réalisation particulier, la bande de renfort 4 a une largeur D mesurée parallèlement à l’axe longitudinal A qui est supérieure ou égale à une dimension caractéristique du défaut que l’on cherche à réparer. Une dimension caractéristique du défaut peut notamment être définie comme la largeur du défaut mesurée parallèlement à l’axe longitudinal A. De telles proportions offrent le meilleur compromis entre résistance mécanique offerte par la bande de renfort et efficacité de mise en œuvre, puisque le procédé de réparation est d’autant plus long que la quantité de matière à déposer augmente.According to a particular embodiment, the reinforcing strip 4 has a width D measured parallel to the longitudinal axis A which is greater than or equal to a characteristic dimension of the defect which it is sought to repair. A characteristic dimension of the defect can in particular be defined as the width of the defect measured parallel to the longitudinal axis A. Such proportions offer the best compromise between mechanical resistance offered by the reinforcement strip and efficiency of implementation, since the method of repair takes longer as the quantity of material to be deposited increases.

Avantageusement, la bande de renfort 4 est une bande périphérique déposée à la surface de la paroi 3 de façon à former une ceinture de maintien de l’équipement 1. La bande de renfort 4 est agencée tout autour de la paroi périphérique 3, comme dans l’exemple de . Un tel agencement permet à la bande de renfort de reprendre l’effet de traction généré par la pression régnant dans l’équipement 1 et de diminuer les contraintes mécaniques au voisinage du défaut 2. Pour une paroi périphérique 3 de forme générale cylindrique, la bande de renfort 4 forme ainsi un anneau de renfort périphérique.Advantageously, the reinforcement strip 4 is a peripheral strip deposited on the surface of the wall 3 so as to form a retaining belt for the equipment 1. The reinforcement strip 4 is arranged all around the peripheral wall 3, as in the example of . Such an arrangement allows the reinforcing strip to take up the tensile effect generated by the pressure prevailing in the equipment 1 and to reduce the mechanical stresses in the vicinity of the defect 2. For a peripheral wall 3 of generally cylindrical shape, the strip reinforcement 4 thus forms a peripheral reinforcement ring.

Notons que la paroi périphérique peut présenter une épaisseur allant de 5 à 70 mm. La bande de renfort 4 peut présenter une épaisseur représentant au moins 10% de l’épaisseur de la paroi périphérique. L’augmentation de l’épaisseur du revêtement permet de diminuer la sollicitation de l’équipement et d’améliorer le renforcement mécanique.Note that the peripheral wall may have a thickness ranging from 5 to 70 mm. The reinforcement strip 4 may have a thickness representing at least 10% of the thickness of the peripheral wall. Increasing the thickness of the coating reduces the stress on the equipment and improves the mechanical reinforcement.

En particulier, la couche de protection peut avoir une épaisseur comprise entre 10 nm et 3000 μm, préférentiellement entre 50 nm et 2000 μmIn particular, the protective layer may have a thickness comprised between 10 nm and 3000 μm, preferentially between 50 nm and 2000 μm

En particulier, la paroi périphérique 3 comprend au moins un cordon de soudure 7 avec au moins un défaut 2 situé au niveau ou à proximité du cordon de soudure 7, en particulier à une distance inférieure à 10 mm de chaque côté du cordon 7. Notons que l’équipement 1 peut présenter plusieurs cordons de soudure, en particulier au moins un cordon longitudinal 7 qui s’étend parallèlement à l’axe longitudinal. représente un cordon longitudinal 7 situé à l’avant de la paroi 3 (trait continu) et un cordon longitudinal 7 situé à l’arrière de la paroi 3 et donc non visible sur la vue représentée (trait en pointillés). L’équipement peut aussi comprendre un cordon de soudure circonférentiel 8 qui s’étend selon sa longueur de façon orthogonale à l’axe longitudinal A et au niveau duquel on réalise l’assemblage des deux parties formant l’équipement. La bande de renfort 4 est déposée de façon à recouvrir au moins en partie ledit défaut 2. Dans le cas d’un cordon longitudinal 7, la bande de renfort 4 s’étend en travers du cordon de soudure 7, de préférence perpendiculaire au cordon 7. Dans le cas d’un cordon circonférentiel 8, la bande de renfort s’étend le long du cordon 8, de préférence de sorte que le cordon 8 soit centré dans la largeur de la bande.In particular, the peripheral wall 3 comprises at least one weld bead 7 with at least one defect 2 located at or close to the weld bead 7, in particular at a distance of less than 10 mm on each side of the bead 7. that the equipment 1 can have several weld beads, in particular at least one longitudinal bead 7 which extends parallel to the longitudinal axis. represents a longitudinal bead 7 located at the front of the wall 3 (solid line) and a longitudinal bead 7 located at the rear of the wall 3 and therefore not visible in the view shown (dotted line). The equipment can also comprise a circumferential weld bead 8 which extends along its length orthogonally to the longitudinal axis A and at which the two parts forming the equipment are assembled. The reinforcing strip 4 is deposited so as to at least partially cover said defect 2. In the case of a longitudinal bead 7, the reinforcing strip 4 extends across the weld bead 7, preferably perpendicular to the bead 7. In the case of a circumferential cord 8, the reinforcing strip extends along the cord 8, preferably so that the cord 8 is centered in the width of the strip.

ExemplesExamples

Afin de démontrer l’efficacité du procédé selon l’invention, des facteurs d’intensité de contraintes ont été calculés par la méthode des éléments finis sur une portion d’un réservoir de forme cylindrique présentant une fissure sur sa surface interne. schématise les conditions de réalisation des simulations. On a considéré une portion de paroi périphérique 3 dans un repère cylindrique de direction radiale r et longitudinale z. Le réservoir avait un diamètre de 1360 mm. L’épaisseur de la paroi était de 80 mm et la pression régnant dans le réservoir était de 3 MPa. La fissure présentait, dans un plan de coupe transversale B – B de la paroi 3, la forme d’un quart d’ellipse avec un rayon de 20 mm mesuré parallèlement à la direction longitudinale z et de 10 mm mesuré dans la direction radiale r. Dans les calculs, une portion droite de la paroi du réservoir d’une hauteur de 100 mm était considérée. Les facteurs d’intensité de contrainte obtenus avec et sans bande de renfort ont été comparés. La bande de renfort avait une hauteur de 80 mm, mesurée parallèlement à l’axe longitudinale A, et une épaisseur de 5, 10 ou 30 mm selon le cas. Deux exemples de matériau de renfort ont été considérés, un acier dont le module d’élasticité E avait une valeur de 210 GPa et une alumine dont le module d’élasticité E avait une valeur de 420 GPa.In order to demonstrate the effectiveness of the method according to the invention, stress intensity factors were calculated by the finite element method on a portion of a tank of cylindrical shape having a crack on its internal surface. outlines the conditions for carrying out the simulations. A portion of peripheral wall 3 has been considered in a cylindrical frame of radial r and longitudinal z direction. The tank had a diameter of 1360 mm. The wall thickness was 80 mm and the pressure in the tank was 3 MPa. The crack presented, in a cross-sectional plane B–B of wall 3, the shape of a quarter of an ellipse with a radius of 20 mm measured parallel to the longitudinal direction z and 10 mm measured in the radial direction r . In the calculations, a straight portion of the tank wall with a height of 100 mm was considered. The stress intensity factors obtained with and without reinforcement tape were compared. The reinforcing strip had a height of 80 mm, measured parallel to the longitudinal axis A, and a thickness of 5, 10 or 30 mm depending on the case. Two examples of reinforcing material were considered, a steel whose modulus of elasticity E had a value of 210 GPa and an alumina whose modulus of elasticity E had a value of 420 GPa.

Les résultats des simulations sont présentés sur [Tableau 1] et . [Tableau 1] présente un comparatif du facteur d’intensité de contraintes Ki obtenu sans bande de renfort et avec différentes configurations de bande de renfort. Notons que le facteur d’intensité de contraintes représente la force motrice qui pilote la propagation de la fissure, cette force motrice étant la résultante du niveau de contraintes et de la géométrie de la fissure. est une vue tridimensionnelle des valeurs contraintes de Von mises (en MPa) calculées dans la région de la fissure, à gauche sans bande de renfort et à droite avec bande de renfort en acier et d’épaisseur 30 mm. La contrainte de Von mises est une grandeur physique qui caractérise le niveau de sollicitation de la matière.The results of the simulations are presented in [Table 1] and . [Table 1] presents a comparison of the stress intensity factor Ki obtained without reinforcement strip and with different configurations of reinforcement strip. Note that the stress intensity factor represents the driving force which controls the propagation of the crack, this driving force being the resultant of the level of stresses and the geometry of the crack. is a three-dimensional view of the Von mise stress values (in MPa) calculated in the region of the crack, on the left without reinforcement strip and on the right with steel reinforcement strip and of thickness 30 mm. The Von Mises stress is a physical quantity that characterizes the level of stress on the material.

Facteurs d’intensité de contraintes Ki
(Force motrice de la propagation de la fissure) en MPa.mm-1/2 Stress intensity factors Ki
(Driving force of crack propagation) in MPa.mm -1/2 Sans l’inventionWithout the invention Avec bande de renfort selon l’invention (Matériau / épaisseur)With reinforcement strip according to the invention (Material / thickness) Acier (E=210 GPa) / 5mmSteel (E=210 GPa) / 5mm Acier (E=210GPa) / 10mmSteel (E=210GPa) / 10mm Acier (E=210GPa) / 30mmSteel (E=210GPa) / 30mm Alumine (E=420GPa) / 10mmAlumina (E=420GPa) / 10mm Alumine (E=420GPa) / 30mmAlumina (E=420GPa) / 30mm 253253 249249 245245 226226 235235 203203

Les résultats des calculs dans [Tableau 1] montrent qu’un anneau de renfort selon un mode de réalisation de l’invention permet de diminuer les contraintes mécaniques au voisinage de la fissure ainsi que les facteurs d’intensité de contraintes en front de fissure jusqu’à 20%, ce qui démontre une réduction de la capacité de la fissure à se propager. Cette diminution se caractérise par une baisse de la vitesse de propagation de la fissure. Notons que le front de fissure est défini comme la limite entre la fissure et la matière non fissurée de la paroi 3. Un mode de propagation de fissure avec un front de fissure 11 est schématisé sur . montre une réduction des contraintes de Von mises notamment dans la périphérie de la fissure.The results of the calculations in [Table 1] show that a reinforcement ring according to one embodiment of the invention makes it possible to reduce the mechanical stresses in the vicinity of the crack as well as the stress intensity factors at the crack front up to to 20%, which demonstrates a reduction in the ability of the crack to propagate. This decrease is characterized by a decrease in the propagation speed of the crack. Note that the crack front is defined as the limit between the crack and the non-cracked material of the wall 3. A mode of crack propagation with a crack front 11 is schematized on . shows a reduction of the Von stresses put in particular in the periphery of the crack.

Il est à noter que l’augmentation de l’épaisseur de la bande de renfort diminue la sollicitation au niveau du défaut, tout comme l’augmentation du module d’élasticité du matériau de renfort.It should be noted that the increase in the thickness of the reinforcement strip decreases the stress at the level of the defect, as does the increase in the modulus of elasticity of the reinforcement material.

Le procédé selon l’invention peut notamment s’appliquer à un équipement chaudronné sous pression dont une portion de paroi périphérique 3 comprend au moins un défaut 2 tel une cavité, une fissure., notamment une microfissure. Par « microfissure », on entend une fissure dont une dimension caractéristique est inférieure à 1 mm. Le défaut 2 peut aussi être une région où la paroi périphérique 3 présente des porosités en surface et/ou dans l’épaisseur de la paroi.The method according to the invention can in particular be applied to pressure-boiled equipment, a peripheral wall portion 3 of which comprises at least one defect 2 such as a cavity, a crack, in particular a microcrack. By "microcrack" is meant a crack whose characteristic dimension is less than 1 mm. The defect 2 can also be a region where the peripheral wall 3 has porosities on the surface and/or in the thickness of the wall.

Le procédé selon l’invention peut s’appliquer à un adsorbeur utilisé dans un procédé de traitement d’un gaz par adsorption, du type dans lequel on utilise une unité de traitement par adsorption PSA. En particulier, l’adsorbeur peut équiper une unité PSA destinée à la production d’hydrogène.The process according to the invention can be applied to an adsorber used in a process for treating a gas by adsorption, of the type in which a PSA adsorption treatment unit is used. In particular, the adsorber can equip a PSA unit intended for the production of hydrogen.

Le procédé peut également s’appliquer à un adsorbeur suivant un cycle TSA, en particulier un adsorbeur TSA mis en œuvre pour purifier un flux d’hydrogène.The method can also be applied to an adsorber following a TSA cycle, in particular a TSA adsorber used to purify a hydrogen flow.

Le défaut peut être une fissure et/ou le mode d’endommagement peut être de type fissure de fatigue, fissure par fragilisation. Eventuellement, l’endommagement peut entrainer une perte d’intégrité structurelle par exemple par fluage, si la structure est opérée sous température élevée, par exemple jusqu’à environ 300 °C dans le cas d’un PSA.The defect may be a crack and/or the mode of damage may be of the fatigue crack or embrittlement crack type. Eventually, the damage can lead to a loss of structural integrity, for example by creep, if the structure is operated at high temperature, for example up to around 300°C in the case of a PSA.

En particulier, l’équipement 1 peut être soumis à des variations de pressions relativement importantes, par exemple des variations de quelques bars à plusieurs dizaines de bars. Ces variations peuvent éventuellement être cycliques.In particular, the equipment 1 can be subjected to relatively large pressure variations, for example variations from a few bars to several tens of bars. These variations may possibly be cyclical.

Selon le cas, la paroi périphérique de l’équipement peut présenter une épaisseur allant de 5 à 70 mm.Depending on the case, the peripheral wall of the equipment can have a thickness ranging from 5 to 70 mm.

Selon un autre aspect, l’équipement 1 peut être un composant d’une unité de reformage d’un mélange gazeux, en particulier une unité de production d’hydrogène par reformage d’un mélange d’hydrocarbures. L’équipement 1 peut être un réacteur de reformage ou une pièce de transition présente dans une unité de reformage, par exemple un tuyau qui permet la jonction entre deux équipements comme un réacteur et un échangeur, un réacteur et un pot séparateur de phase liquide/gaz, deux réacteurs.According to another aspect, the equipment 1 can be a component of a unit for reforming a gaseous mixture, in particular a unit for producing hydrogen by reforming a mixture of hydrocarbons. The equipment 1 can be a reforming reactor or a transition piece present in a reforming unit, for example a pipe which allows the junction between two equipment such as a reactor and an exchanger, a reactor and a liquid phase separator pot/ gas, two reactors.

Dans le cas de pièces de transition, elles peuvent être réalisées à partir de plusieurs pièces formées d’un même matériau, ou à partir de pièce formées avec des nuances d’alliages différentes, par exemple un assemblage de pièce en acier et en aluminium. L’assemblage peut éventuellement être réalisé sans bride de raccordement.In the case of transition parts, they can be made from several parts formed from the same material, or from parts formed with different alloy grades, for example an assembly of steel and aluminum parts. The assembly can optionally be made without a connecting flange.

Selon un autre aspect, l’équipement 1 peut être un réservoir de stockage de fluide sous pression, notamment un réservoir destiné à stocker de l’hydrogène.According to another aspect, the equipment 1 can be a pressurized fluid storage tank, in particular a tank intended to store hydrogen.

L’équipement 1 peut aussi être un vase d’expansion, également appelé vase de pression, ou un réservoir tampon, également désigné par le terme « buffer » en anglais, notamment un récipient destiné à stocker un surplus de fluide et/ou à compenser une augmentation de volume d’un fluide, liée à la dilatation thermique, lors de son échauffement dans une installation industrielle ou un récipient destiné à absorber des variations de pression de fluide.The equipment 1 can also be an expansion vessel, also called a pressure vessel, or a buffer tank, also designated by the term “buffer” in English, in particular a container intended to store a surplus of fluid and/or to compensate an increase in volume of a fluid, linked to thermal expansion, during its heating in an industrial installation or a container intended to absorb variations in fluid pressure.

Claims (15)

Procédé pour renforcer et/ou réparer un équipement (1) mécano-soudé apte et destiné à contenir un fluide sous pression, ledit équipement (1) ayant une paroi périphérique (3) présentant au moins un défaut (2), un revêtement (4) étant déposé sur une portion de la paroi périphérique (3) comprenant ledit défaut (2), caractérisé en ce que le revêtement (4) est déposé par projection thermique à froid de particules non fondues (5) vers ladite paroi périphérique (3) au moyen d’un fluide vecteur (6) et le revêtement (4) est déposé de façon à former une bande de renfort (4) autour de la paroi périphérique (3) de l’équipement (1).Method for reinforcing and/or repairing mechanically welded equipment (1) suitable and intended to contain a pressurized fluid, said equipment (1) having a peripheral wall (3) presenting at least one defect (2), a coating (4 ) being deposited on a portion of the peripheral wall (3) comprising said defect (2), characterized in that the coating (4) is deposited by cold thermal spraying of unmelted particles (5) towards said peripheral wall (3) by means of a carrier fluid (6) and the coating (4) is deposited so as to form a reinforcing strip (4) around the peripheral wall (3) of the equipment (1). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi périphérique (3) est de forme générale cylindrique, la bande de renfort (4) ayant une forme annulaire.Method according to Claim 1, characterized in that the peripheral wall (3) is generally cylindrical in shape, the reinforcing strip (4) having an annular shape. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi périphérique (3) s’étend parallèlement à un axe longitudinal (A), la bande de renfort (4) s’étendant, selon la direction de sa largeur, parallèlement à l’axe longitudinal (A) et, selon la direction de sa longueur, de façon sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal (A).Method according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the peripheral wall (3) extends parallel to a longitudinal axis (A), the reinforcing strip (4) extending, in the direction of its width , parallel to the longitudinal axis (A) and, along the direction of its length, substantially orthogonal to the longitudinal axis (A). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le défaut (2) présente une dimension caractéristique mesurée parallèlement à l’axe longitudinal (A), la largeur (D) de la bande de renfort (4) étant au moins égale à la dimension caractéristique du défaut, de préférence la largeur (D) de la bande de renfort (4) est égale à la dimension du défaut multipliée par un facteur multiplicateur compris entre 1 et 1,5.Method according to Claim 3, characterized in that the defect (2) has a characteristic dimension measured parallel to the longitudinal axis (A), the width (D) of the reinforcing strip (4) being at least equal to the dimension characteristic of the defect, preferably the width (D) of the reinforcing strip (4) is equal to the dimension of the defect multiplied by a multiplying factor between 1 and 1.5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande de renfort (4) a une épaisseur représentant au moins 10% de l’épaisseur de la paroi périphérique (3).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing strip (4) has a thickness representing at least 10% of the thickness of the peripheral wall (3). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion de paroi périphérique comprend au moins un défaut (2) tel une cavité, une fissure.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral wall portion comprises at least one defect (2) such as a cavity, a crack. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi périphérique (3) comprend au moins un cordon de soudure (7, 8), ledit au moins un défaut (2) étant situé au niveau ou à proximité dudit cordon de soudure (7, 8), la bande de renfort (4) recouvrant au moins une partie du cordon de soudure (7, 8).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral wall (3) comprises at least one weld bead (7, 8), the said at least one defect (2) being located at or near the said weld bead. weld (7, 8), the reinforcing strip (4) covering at least part of the weld bead (7, 8). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, préalablement au dépôt du revêtement (4), une étape de modification de l’état de surface d’au moins la portion de la paroi périphérique (3) à revêtir de façon à en augmenter la rugosité de surface, en particulier par grenaillage.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises, prior to the deposition of the coating (4), a step of modifying the surface state of at least the portion of the peripheral wall (3) to coat in such a way as to increase the surface roughness, in particular by shot-blasting. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’équipement (1) est choisi parmi un adsorbeur, un composant d’une unité de reformage de gaz, en particulier un réacteur de reformage, un réservoir de stockage de fluide, un réservoir tampon, un vase d’expansion, une canalisation.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the equipment (1) is chosen from an adsorber, a component of a gas reforming unit, in particular a reforming reactor, a fluid storage tank, a buffer tank, an expansion tank, a pipe. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’équipement (1) est un adsorbeur configuré pour suivre au moins un cycle de fonctionnement par adsorption à modulation de pression ou par adsorption à modulation de température.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the equipment (1) is an adsorber configured to follow at least one operating cycle by pressure modulation adsorption or by temperature modulation adsorption. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’équipement (1) est un adsorbeur configuré pour produire de l’hydrogène à partir d’un flux de gaz naturel.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the equipment (1) is an adsorber configured to produce hydrogen from a flow of natural gas. Procédé selon l’une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la bande de renfort (4) est formée pendant un cycle de fonctionnement de l’adsorbeur.Method according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the reinforcing strip (4) is formed during an operating cycle of the adsorber. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi périphérique (3) de l’équipement (1) définit un volume interne contenant une atmosphère riche en hydrogène, en particulier une atmosphère contenant au moins 90%, de préférence au moins 95%, de préférence encore au moins 99% d’hydrogène.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral wall (3) of the equipment (1) defines an internal volume containing an atmosphere rich in hydrogen, in particular an atmosphere containing at least 90%, preferably at least 95%, more preferably at least 99% hydrogen. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi périphérique (3) de l’équipement (1) délimite un volume interne dans lequel règne une pression supérieure à 1 bar, de préférence une pression d’au moins 5 bar, de préférence au moins 20 bar.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral wall (3) of the equipment (1) delimits an internal volume in which there is a pressure greater than 1 bar, preferably a pressure of at least 5 bar , preferably at least 20 bar. Equipement mécano-soudé apte et destiné à contenir un fluide sous pression, lequel équipement comprend une paroi périphérique (3) présentant au moins un défaut (2) et un revêtement (4) est déposé sur au moins une portion de la paroi périphérique (3) comprenant ledit défaut (2), le revêtement (4) étant déposé par projection thermique à froid de particules non fondues (5) vers ladite paroi périphérique (3) au moyen d’un fluide vecteur (6) et formant une bande de renfort (4) autour de la paroi périphérique (3) de l’équipement (1).Mechanically-welded equipment capable of and intended to contain a pressurized fluid, which equipment comprises a peripheral wall (3) having at least one defect (2) and a coating (4) is deposited on at least a portion of the peripheral wall (3 ) comprising said defect (2), the coating (4) being deposited by cold thermal spraying of unmelted particles (5) towards said peripheral wall (3) by means of a carrier fluid (6) and forming a reinforcing strip (4) around the peripheral wall (3) of the equipment (1).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006121511A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Honeywell International Inc. Method of repair of thin-wall housings
US20070031591A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-08 TDM Inc. Method of repairing a metallic surface wetted by a radioactive fluid
FR2891160A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-30 Air Liquide Pressure Swing Adsorption procedure for gas separation/purification uses bed of Phase Change Material particles in agglomerate form
CN105817832A (en) * 2016-04-05 2016-08-03 苗西魁 Field repair and remanufacturing process of pressure container
FR3096904A1 (en) * 2019-06-07 2020-12-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device for delivering gas to a gas processing vessel comprising particulate material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006121511A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Honeywell International Inc. Method of repair of thin-wall housings
US20070031591A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-08 TDM Inc. Method of repairing a metallic surface wetted by a radioactive fluid
FR2891160A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-30 Air Liquide Pressure Swing Adsorption procedure for gas separation/purification uses bed of Phase Change Material particles in agglomerate form
CN105817832A (en) * 2016-04-05 2016-08-03 苗西魁 Field repair and remanufacturing process of pressure container
FR3096904A1 (en) * 2019-06-07 2020-12-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device for delivering gas to a gas processing vessel comprising particulate material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROSS KEN ET AL: "Investigation of Cold Spray as a Dry Storage Canister Repair and Mitigation Tool Spent Fuel and Waste Disposition Prepared for US Department of Energy Spent Fuel and Waste Science and Technology Pacific Northwest National Laboratory", 30 September 2020 (2020-09-30), XP055903965, Retrieved from the Internet <URL:https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-30484.pdf> [retrieved on 20220322] *

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