WO2009136037A2 - Procede et dispositif de controle de l'etancheite d'un contenant - Google Patents

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WO2009136037A2
WO2009136037A2 PCT/FR2009/050567 FR2009050567W WO2009136037A2 WO 2009136037 A2 WO2009136037 A2 WO 2009136037A2 FR 2009050567 W FR2009050567 W FR 2009050567W WO 2009136037 A2 WO2009136037 A2 WO 2009136037A2
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container
chamber
gas
organic compound
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Philippe Bunod
Sylvain Colliard
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
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    • G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators

Definitions

  • the present invention relates to the control of the tightness of a container during an industrial manufacturing process, and the device for its implementation.
  • Container tightness control can be performed according to different detection methods.
  • a first known control method is the so-called "pressure variation test” method in which it starts by establishing a determined overpressure in the test container.
  • a gas flow is injected into the test container so as to maintain the high internal pressure in the container.
  • the value of the gas flow necessary to maintain this equilibrium makes it possible to deduce the corresponding flow of leaks.
  • one begins by establishing a determined depression in the test container, and then closes the container.
  • the pressure increases and the measurement of this increase in pressure makes it possible to deduce the value of a leak.
  • the sensitivity depends on the volume of the container to be tested, which is particularly detrimental in the case of test containers having flexible walls and for which the internal volume may vary during the control process.
  • the time required to carry out the measurement is too long for its integration into a high-speed industrial process, as for example in the field of the automotive industry.
  • the result of the measurement is sensitive to changes in the temperature of the container. The method of checking the tightness of containers to be tested by the detection of helium leaks is also known.
  • the disadvantage of this method is that its use is restricted to the location of large leaks and that the sensitivity of the process is limited by the relatively high background of helium prevailing in the ambient atmosphere of the test room (the concentration residual natural helium is usually greater than 5 ppm). Moreover, the process is difficult to implement in an industrial process. In addition, the use of helium is expensive.
  • the test container is placed in a sealed chamber connected firstly to a pumping unit establishing a suitable vacuum and secondly to a helium leak detector.
  • the internal space of the container is connected to a helium pressurization device, and leaks are searched for by detecting the presence of helium in the internal atmosphere of the chamber via the leak detector.
  • This helium leak detection method is a reliable, reproducible and high sensitivity test for accurate quantitative measurement, the process can be integrated into an industrial process. However, its implementation is binding.
  • the enclosure itself must be sealed so that it can withstand a vacuum.
  • the pumping devices must be adapted to the volume of the enclosure to which they are connected.
  • large pumping groups are expected, which represents large investments and high maintenance costs.
  • the present invention aims to provide a cheaper alternative, more sensitive thus allowing to be faster, applicable to industrial processes, even those of high speed, allowing a simple and reliable implementation.
  • the subject of the invention is a method for controlling the sealing of a test container comprising: a first step during which a background noise is measured in an enclosure at atmospheric pressure, with a detector of traces of volatile organic compounds with sensibility of measurement lower or of the order of 1 ppb.
  • Volatile organic compounds such as acetone, propane, butane, isobutene (or isobutylene or 2-methylpropene), ethanol, methanol, benzene, butene, propene, ethylene or PGMEA (or propylene glycol monomethyl ether acetate or 1-methoxy-2-acetoxypropane or 1-methoxy-2-propanol acetate) have many advantages.
  • gaseous gases in the atmosphere include carbon atoms. They exhibit extreme volatility and poor adhesion to surfaces allowing them to be easily evacuated. It is therefore quick and easy to clean the enclosure when a leak has been detected or when the background noise is too important. In addition, they have the advantage of being already present in certain industrial containers that you wish to test such as aerosols or lighters. In addition, these gases are present in low residual concentration in the ambient air (of the order of 10 ppb). In addition, simple detectors of volatile organic compounds with a very high measurement sensitivity, of the order of 1 ppb or less, are commercially available.
  • volatile organic compounds are advantageous because: sensitive measurements can be carried out easily, quickly and at a lower cost, that is to say without a mass spectrometer but thanks to the use on the one hand, a corresponding detector of traces of volatile organic compounds of high sensitivity and secondly a stirring means for homogenizing the internal environment of the chamber so as to more easily detect a change in tracer gas concentration, and can easily and cheaply depollute, that is to say without pumping device, the internal atmosphere of the chamber when the measurement of the background noise is greater than a predetermined threshold.
  • the concentration of the background noise is of the order of 5000ppb for a helium tracer gas present at 100%, 500 ppb for a tracer gas comprising 5% hydrogen and 50 ppb for a tracer gas comprising one or more volatile organic compounds.
  • these measurements are obtained after only 4 seconds of accumulation in said volume for the latter instead of 48 seconds for a tracer gas comprising 5% hydrogen and 24 seconds for a tracer gas helium. Therefore, the measurement obtained is six (bis faster than detection by helium tracer gas and ten times faster than detection by hydrogen tracer gas.
  • control method may comprise one or more of the following characteristics: the control method comprises an additional intermediate step before the second step, during which a tracer gas comprising a volatile organic compound is injected into said container at a higher gas pressure at atmospheric pressure, the tracer gas is a neutral gas such as razote. with a low concentration, for example less than 6%, preferably between 1% and 6% and advantageously equal to 5.9%, of at least one volatile organic compound, in particular isobutene, the method of control comprises a preparatory calibration step during which the detector of traces of volatile organic compounds is calibrated with respect to the volume of the chamber, by injecting a calibrated quantity of volatile organic compounds into the chamber.
  • the control method comprises an additional intermediate step before the second step, during which a tracer gas comprising a volatile organic compound is injected into said container at a higher gas pressure at atmospheric pressure, the tracer gas is a neutral gas such as razote. with a low concentration, for example less than 6%, preferably between 1% and 6% and advantageously
  • the invention also relates to a device for testing the tightness of a test container comprising an atmospheric pressure chamber intended to receive a container to be tested, and comprising a trace detector of volatile organic compounds having a lower measurement sensitivity or of the order of 1 ppb, fluidly connected to the chamber, a depollution means, a gas stirring means and a processing unit able to compare the measurement results of said detector to provide information on the sealing of said container to be tested and able to implement the control method as previously described
  • the control device may comprise one or more of the following characteristics: the control device comprises a pressurization system for injecting into said test container a tracer gas comprising a volatile organic compound at a pressure greater than the atmospheric pressure of the enclosure for the implementation of the control method as described above the depollution means comprises a pollution control chamber provided with a valve and a volatile organic compound filter, the valve being able to isolate the internal atmosphere of the enclosure of said filter, for the implementation of the decontamination step of the control method as described above the depollution means comprises an additional depollution chamber successively comprising a valve, a gas drive means.
  • the two depollution chambers being configured to be able to circulate a cleaning gas from a gas inlet of the first depollution chamber to a gas outlet of a second chamber of pollution
  • the enclosure comprises a bypass line on which the trace volatile organic compounds detector is connected and which comprises in particular a gas flow means, such as a fan.
  • FIG. 1 is a diagram of a device for controlling the sealing.
  • FIG. 2 is a diagram of an alternative embodiment of the device for checking the tightness of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents a flowchart of a sealing control method of said control device and
  • FIG. 4 is a graph showing a concentration of tracer gas as a function of time in the sealing control device of the FIG. 2.
  • identical elements bear the same reference numbers.
  • the steps of the sealing control process are numbered starting from 100.
  • the present invention relates to a method and a control device for the étancnéotti for the realization of a sealing control of a container to be tested during an industrial manufacturing process.
  • a first application relates to the control of the tightness of test containers designed to enclose a body in solid, liquid and / or gaseous form naturally releasing a volatile organic compound.
  • As container contains, for example, an electrical transformer or a circuit breaker for containing an industrial oil which continuously releases one or more volatile organic compounds, or a tube for containing a cosmetic releasing a volatile organic compound, such as a stick of lipstick.
  • a second application relates to the leak test of test containers comprising one or more channels for circulating a fluid or a storage space for a fluid, such as a liquid, a gas or a mixture of liquid and water. gas.
  • containers include a fuel tank or a heat exchanger, particularly for an air conditioning system.
  • the method and the control device apply to any container for solid and / or solid fluids provided with at least one defined internal space whose sealing is to be checked by detecting the possible presence of a fluid. leak.
  • the method and the control device also apply to simultaneous control of several different containers.
  • Figure 1 shows a sealing control device 1 made according to a first embodiment.
  • the test container 3 is designed to enclose a body in solid, liquid and / or gaseous form, which, by its composition, naturally and continuously releases a volatile organic compound.
  • the control device 1 comprises an enclosure 5 intended to receive the container 3 to be tested, a detector 7 of traces of volatile organic compounds, a depollution means and a processing unit 9 able to compare the measurement results of said detector 7 to provide information on sealing the container to be tested 3.
  • trace detector is meant a detector which has a high sensitivity, to detect the presence of volatile organic compounds even if they are present at a concentration less than 0.1 ppm.
  • the volatile organic compound trace detector 7 uses the principle of photoionization ("Photo-ionization detect" in English or "PID").
  • the internal atmosphere 10 of the chamber 5 may be to form ambient atmospheric pressure of the test room 14.
  • the enclosure 5 does not have to satisfy the particular mechanical and sealing constraints required for a vacuum resistance.
  • expensive pumping installations are not necessary for the creation of a vacuum in the enclosure 5.
  • the walls 16 may be formed for example by an envelope thin metal.
  • the walls 16 of the enclosure 5 preferably comprise a material having a neutral behavior vis-à-vis the volatile organic compounds, not releasing, adsorbing and absorbing volatile organic compounds.
  • the sealing conditions of the enclosure 5 being minimal (it is simply desired to have a constant internal atmosphere), it can be provided alternatively a deformable or flexible wall 1 ⁇ , for example plastic, such as a tarpaulin .
  • a tarpaulin is particularly suitable for deterrent control of bulky containers 3 and allows easy and easy adaptation to containers 3 having different sizes or shapes.
  • the internal atmosphere 10 of the enclosure 5 is fluidly connected to the trace detector 7 so as to detect the presence of volatile organic compounds in the enclosure 5.
  • the enclosure 5 further comprises a bypass line 11 on which the trace detector of volatile organic compounds 7 is connected.
  • the bypass line 11 includes a gas flow means 13, such as a fan. This ensures that the internal atmosphere 10 of the chamber 5 flows to the trace detector 7 to be measured.
  • the gas flow means 13 is configured such that the flow of gases at the entrance of the trace detector 7 is in laminar flow.
  • the trace detector 7 is capable of measuring, in real time, at least one type of volatile organic compound when it is present at a concentration of less than 0.1 ppm ("part per million" in English or millionth in French, ie 10 * 6 ) with a sensitivity of less than or equal to 1 ppb.
  • the detector 7 even has an even greater sensitivity so that the presence of all the volatile organic compounds, such as acetone, butane, methanol, ethanol, isobutene, propane, benzene, butene, propene. r ⁇ thylène or PGMEA can be detected with a concentration of ppb ( "part per trillion” in English or milliardtème French or 10 -8) or even ppt (part per trillion c "in English or in French billionth. 10 '12 ).
  • ppb "part per trillion” in English or milliardtdiag French or 10 -8) or even ppt (part per trillion c "in English or in French billionth. 10 '12 ).
  • the detector 7 is connected to the processing unit 9 to transmit to the latter an output signal representative of the measurement made in the enclosure 5.
  • the volatile organic compound contained in the container 3 can be detected in the event of a leak in the container 3 which will cause leakage of the tracer gas detectable by the detector 7.
  • the volume of containment 5 has dimensions slightly greater than those of the container 3 to be tested, in order to reduce the measurement volume 18 of the enclosure 5 that may contain the volatile organic compound from a leak and thereby improve the response time and the sensitivity of the measurement, the measurement volume 18 being equal to the internal volume of the chamber 5 to which the volume of the container 3 has been subtracted.
  • the control device comprises a gas stirring means 20, such as a fan making it possible to mix and mix the atmosphere of the measuring volume 18. This also contributes to improving the response time, as this prevents the compound volatile organic leaked into the chamber 5 remains localized near the leakage leakage caused. On the contrary, it is spread by the stirring means 20 in the internal atmosphere 10 of the chamber 5, to make a homogeneous measurement and to detect changes in background noise concentrations.
  • the depollution means makes it possible to depollute the internal atmosphere 10 of the enclosure S, in order to reduce the background noise by implementing a depollution step.
  • the concentration of volatile organic compounds is reduced to a value of less than 10 ppb, so that the residual concentration of volatile organic compounds is of the order of that present in the ambient air.
  • the measurement of the background noise is intended to quantify an initial concentration of volatile organic compound present in the measurement volume 18 of the chamber 5 and which is not related to a lack of sealing of the container to be tested 3.
  • a demolition step is carried out before a sealing control measurement is taken when the measurement of the background noise is greater than a predetermined threshold. It is also possible to carry out a depollution step after making a measurement but before leaving the test container 3, preferably, when a leak has been detected.
  • the depollution means is provided with a deposition chamber 22 comprising a valve 24 and a volatile organic compound filter 26.
  • the valve 24 is fluidly connected to the enclosure 5 so as to be able to isolate the internal atmosphere 10 of the enceinto 5 of the filter 26 downstream of the valve 24.
  • FIG. 1 (at the bottom of the enclosure 5) shows a depollution means according to this first embodiment.
  • valve 24 is open so that the filter 26 is no longer insulated from the internal atmosphere 10 of the enclosure 5 but in contact therewith.
  • the filter 26 comprises, for example, zeolites or activated charcoal, preferably heat-resistant to trap any volatile organic compounds.
  • the depollution means comprises an additional depollution chamber 23.
  • the sweet depollution chambers 22, 23 each comprise a valve 24, 28 connected to the chamber 5 upstream of a volatile organic compound filter 26, 32.
  • the additional depollution chamber 23 further comprises a gas drive means 30, such as a fan, disposed between the valve 28 and the volatile organic compound filter 32 (as shown at the top of Figure 1).
  • a gas drive means 30, such as a fan disposed between the valve 28 and the volatile organic compound filter 32 (as shown at the top of Figure 1).
  • the two pollution control chambers 22, 23 are preferably arranged facing each other so as to be able to circulate a cleaning gas from a gas inlet E connected upstream of the filter 32 to the pollution control chamber 23 to a gas outlet S connected downstream of the filter 26 of the pollution chamber 22.
  • the cleaning gas is a gas free of volatile organic compounds such as, for example, nitrogen.
  • the gas is injected at the gas inlet E.
  • valves 24 and 28 are opened simultaneously so that the filters 26 and 32 are no longer isolated. internal atmosphere 10 of the enclosure 5 but in contact therewith.
  • the gas drive means 30 disposed between the valve 28 and the filter 32, is then operated to circulate the cleaning gas from the gas inlet E of the pollution chamber 23 to the gas outlet S of the disposition chamber 22.
  • the gas thus successively passes through the filter 32, from which filtered out any impurities in volatile organic compounds, then passes through the internal atmosphere 10 of the enclosure 5.
  • the cleaning gas then flows to the second depollution chamber 22 by carrying with it any traces of volatile organic compounds from the internal atmosphere 10 of the enclosure 5.
  • the volatile organic compounds are then trapped by the filter 26.
  • the depoilution means may comprise means for heating the container 3 and the walls 16 of the chamber 5 when they are metallic, to facilitate and accelerate the degassing of the volatile organic compounds of the walls 16 and thus reduce the residual amount volatile organic compounds. it is also conceivable for the depollution means to be produced by a gas injection means free of volatile organic compounds to sweep the internal atmosphere 10 of the enclosure 5 (not shown).
  • the pollution control means is advantageously connected to the processing unit ⁇ which is furthermore configured to control its operation according to the course of the steps of the control method.
  • FIG. 2 represents an alternative embodiment of the control device 1 of FIG. 1.
  • This embodiment variant applies to a test container 3 for fluids and / or solids comprising at least one internal space 8 adapted to receive a fluid and / or a solid, delimited by a wall 12 whose defect is to be detected. seals by detecting the possible presence of a leak when a tracer gas is injected into the container 3.
  • the container to be tested 3 is a heat exchanger such as an engine cooling radiator, a heating radiator or an oil or gasoline cooler or an air conditioning evaporator / condenser.
  • It comprises an inlet pipe 34 and an outlet pipe 36.
  • the watertightness control device 1 comprises a pressurization system 38 for injecting into the container 3, a tracer gas comprising a volatile organic compound, at a pressure greater than the atmospheric pressure of the pregnant 5.
  • the pressurization system 38 is fluidly connected, on the one hand, to the inlet 34 of the container 3 placed in the enclosure 5 and, on the other hand, to the outlet 36.
  • the tracer gas under a pressure greater than the atmospheric pressure of the chamber 5, that is to say greater than about 1013 hPa.
  • the processing unit 9 is connected to the pressurization system 38 so as to control a tracer gas injection cycle in the container 3.
  • the pressurization system 38 comprises a tracer gas recycling means. It can also be provided that the pressurizing system 38 comprises a tracer gas treatment means to avoid polluting the ambient atmosphere of the test room 14.
  • this tracer gas if a tracer gas containing a neutral gas and on the other hand at least one volatile organic compound, this tracer gas, in particular, is injected at a pressure greater than the atmospheric pressure into the container 3. the volatile organic compound can be detected in the event of a leakage of the container 3 by the detector 7.
  • the processing unit 9 is configured to process and exploit the measurement results of the trace detector 7 and to implement the control method 100.
  • the processing unit 9 is further configured to send a signal representative of the progress of the control method 100, to a control unit of the industrial manufacturing process, so as to manage the timing of the container to be tested 3.
  • the flowchart of FIG. 3 illustrates the method of controlling the élanch ⁇ itè 100.
  • a preparatory calibration step 101 is first provided, over which the trace detector 7 of volatile organic compounds is calibrated with respect to the enclosure 5, by injecting a calibrated quantity of organic compounds. volatile in the enclosure 5.
  • the preparatory calibration step 101 makes it possible to compensate for any measurement drift of the trace detector of volatile organic compounds 7 with respect to the enclosure 5.
  • the preparatory calibration step 101 is preferably carried out after a modification of the control device 1 or after a predefined number of containers 3 tested.
  • test container 3 is placed in the enclosure 5.
  • a background noise is measured in the chamber 5 at atmospheric pressure, with the trace detector of volatile organic compounds 7.
  • the measurement of the background noise is the measurement of the initial concentration of volatile organic compounds present in the chamber 5.
  • the internal atmosphere 10 of the chamber 5 is advantageously depolluted during an intermediate decontamination step 103 (FIG. 3).
  • the internal atmosphere 10 of the chamber 5 is only decontaminated when the background noise is greater than a predetermined threshold, in order to guarantee a ratio signal on noise of the acceptable measurement.
  • the intermediate decontamination step 103 is implemented until a background noise is obtained making it possible to carry out a significant measurement of the concentration of volatile organic compounds.
  • the method control 100 implements an additional intermediate step 104, during which the tracer gas is injected into said container 3 at a gas pressure higher than the atmospheric pressure.
  • the tracer gas is a mixture comprising a neutral gas such as nitrogen, with a low concentration, for example less than 6%, preferably between 1% and 6% and advantageously equal to 5.9% of minus one volatile organic compound, especially isobutene.
  • the isobutene concentration is below the flammability threshold.
  • ATEX so-called "ATEX" regulation
  • said container 3 already has in its internal space a degassing body, because of its composition, a volatile organic compound.
  • the container is an electrical transformer or a circuit breaker and includes an industrial oil based volatile organic compounds.
  • the container is a tube of lipstick and comprises a cosmetic based on volatile organic compounds.
  • the container 3 comprises an internal space 8 for fluids, such as a reservoir or a heat exchanger, which has previously been filled with a tracer gas comprising a volatile organic compound.
  • the gas stirring means 20 is started in order to obtain a steady state. flow of fluids and thus quickly detect the presence of a leak, if any.
  • a volatile organic compound concentration is measured in the atmospheric pressure vessel 5 receiving said container 3, with the volatile organic compound trace detector 7 and the measurement of the noise of background with the measurement of the concentration of volatile organic compound, so as to detect a leakage of said test container 3.
  • a variation of the volatile organic compound concentration is measured as a function of a predefined time difference, so as to determine the slope of the measured curve.
  • the slope of the curve is proportional to the total leakage flow of the walls 12 of the container 3.
  • the slope is also a function of the measurement volume 18. It is therefore relatively easy to obtain from the calculation of this slope, a quantitative value of leakage flow of the container 3. It is thus possible to estimate the extent of the leakage of the container 3.
  • the container 3 When the slope is greater than a predetermined threshold then the container 3 is intended for rebus or repair.
  • a leak is therefore a leak proof proven in the case where the volatile organic compound concentration is greater than the background noise, with an increase over time greater than a predefined threshold, defining a sealing criterion.
  • the variation of the concentration of volatile organic compound is greater than the predefined threshold, it is concluded that there is a leak and thus a leak of the container 3. The latter can then be removed from the process. industrial manufacturing.
  • control method 100 is completed.
  • An additional depollution step 106 may be provided for the enclosure 5 when a leak has been detected, before removing the container 3 from the enclosure 5.
  • the deposition step 106 is carried out until the concentration of volatile organic compound is lowered to a value equivalent to that prevailing in the test room 14.
  • the processing unit then sends a signal to the control unit of the industrial manufacturing process, to indicate that the control device 1 of the seal is again available for receiving a new container to be tested 3 .
  • the method 100 for checking the tightness of a container to be tested 3 has many advantages.
  • the volatility of the volatile organic compounds makes it possible to direct the tracer gas towards the detector 7 or to evacuate it easily from the enclosure 5, via a means of pollution control, by simply driving the gases at atmospheric pressure.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of a change in volatile organic compound concentration as a function of time during a leak test method 100 on a container 3 presenting a leakage fault.
  • the curve of the graph is obtained from the measurement coming from the detector 7 of the control device 1 of FIG.
  • the initial time t0 of the graph corresponds to the beginning of the first step 102 during which a background noise is measured.
  • a concentration of the order of 30 ppb of isobutene is measured in the measurement volume 18. This level corresponds to an acceptable background noise for the particular test conditions in which the enclosure 5 is a radiator cooling of a volume of the order of thirty liters.
  • the tracer gas is introduced into the test container 3 at a gas pressure higher than the atmospheric pressure.
  • the variation of the volatile organic compound concentration is then determined over thirty test seconds so as to determine the slope of the curve.
  • the tracer gas injection is stopped as soon as the slope of the curve reaches a predefined slope, so as to stop the injection quickly in case of proven leakage and thus take care not to degrade too much the level of the background noise. .
  • the operation of the stirring means 20 present in enclosure 5 can also be stopped.
  • a decontamination step 106 is activated (at time 13).
  • depollution step 106 may be activated well before this time t3.
  • the container to be tested 3 can therefore be removed from the enclosure 5.
  • the sealing control method 100 is a high sensitivity process, simple and quick to implement, low cost and applicable to industrial processes.
  • the result of the measurement is reliable and reproductibie. It is not sensitive to the temperature of the walls 12 of the container 3.
  • control device 1 does not require a pumping unit, so it is simple to implement and low in power consumption:

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Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester comprenant : 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), comprenant 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 I'étanchéité dudit contenant à tester (3) el apte à mettre en œuvre le procédé ce contrôle tel que décrit précédemment.

Description

Procédé et dispositif de contrôle de l'étanchόité d'un contenant
La présente invention concerne le contrôle de l'étanchéité d'un contenant au cours d'un processus industriel de fabrication, et le dispositif pour sa mise en œuvre.
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 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 Io tempe. En cas do fuite, la pression interne diminue et la mesure de cette diminution de pression permet d'en déduire la valeur des fuites.
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 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 œuvre et peu onéreux. Toutefois. la sensibilité de la mesure est limitée et dépend des conditions particulières de mise en œuvre du procédé.
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 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'èlanchéité sur le contenant.
L'inconvénient de ce procédé est que son utilisation est restreinte à la localisation de grosses fuites et quo Io 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 œuvre 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 raccordes. Ainsi, dons le cas de contenants à tester de gros volume, d'importants groupes de pompage sont à prévoir, ce 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.
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, môme à ceux de haute cadence, permettant une mise en œuvre simple et fiable.
A cet effet, l'invention a pour objet un procède de contrôle de l'étanchéitό d'un contenant à tester comprenant : 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 présentant une sensibϋitώ do mesure inférieure ou de l'ordre de 1 ppb. une étape intermédiaire de dépollulion de l'atmosphère interne de l'enceinte lorsque la mesure du bruit de fond est supérieure à un seuil prédéterminé, et une deuxième étape au cours de laquelle on brasse l'atmosphère interne de l'enceinte de manière à homogénéiser la composition de ladite atmosphère interne recevant un contenant définissant un espace interne déβmHé dans lequel un composé organique volatile est présent, on mesure une concentration de composé organique volatile dans l'enceinte à pression atmosphérique avec ledit détecteur de traces de composés organiques volatiles et on compare la mesure du bruit de fond avec la mesure de la concenlratton de composé organique volatile, de manière è détecter une fuite dudit contenant à tester.
Les composés organiques volatiles, tels que l'acétone, le propane, le butane, i'isobutène (ou isobutylène ou encore méthyt-2 propéne), l'èthanol, le méthanol, le benzène, le butène, le propène, l'éthylène ou le PGMEA (ou acétate de l'éther monométhylique du propylène glycot ou 1-Méthoxy-2-acétoxypropane ou 1-Méthoxy-2- propanol acétate) présentent de nombreux avantages.
Ces gaz sous forme gazeuse dans l'atmosphère comprennent dos atomes do carbone. Ils présentent une extrême volatibilité et une faible adhérence aux surfaces leur permettant d'être facilement évacués. Il est donc rapide et simple de dépolluer l'enceinte lorsqu'une fuite à été détectée ou lorsque le bruit de fond est trop Important En outre, ils présentent l'avantage d'être déjà présents dans certains contenants industriels que Ton souhaite tester tels que les aérosols ou les briquets. De plus, ces gaz sont présents en faible concentration résiduelle dans l'air ambiant (de Tordre de 10 ppb). Par ailleurs, de simples détecteurs de composés organiques volatiles présentant une très haute sensibilité de mesure, de l'ordre de 1 ppb ou inférieur, sont disponibles dans le commerce. Ainsi l'utilisation des composés organiques volatiles est avantageuse parce que : on peut réaliser des mesures sensibles facilement, rapidement et à moindre coût, c'est-à-dire sans spectrométre de masse mais grâce à l'utilisation d'une part, d'un détecteur correspondant de traces de composés organiques volatiles de haute sensibilité et d'autre part d'un moyen de brassage pour homogénéiser l'environnement interne de l'enceinte de manière à détecter plus facilement une variation de concentration en gaz traceur, et on peut dépolluer facilement et à moindre coût, c'est-à-dire sans dispositif de pompage, l'atmosphère interne de l'enceinte lorsque la mesure du bruit de fond est supérieure à un seuil prédéterminé.
Par exemple, pour un même volume interne d'une enceinte de l'ordre de 100 litres, la concentration du bruit de fond est de l'ordre de 5000ppb pour un gaz traceur hélium présent à 100%, 500 ppb pour un gaz traceur comportant 5% d'hydrogène et 50 ppb pour un gaz traceur comportant un ou plusieurs composés organiques volatiles. En outre, ces mesures sont obtenues après seulement 4 secondes d'accumulation dans ledit volume pour ce dernier au lieu de 48 secondes pour un gaz traceur comportant de l'hydrogène à 5% et 24 secondes pour un gaz traceur hélium. Par conséquent, la mesure obtenue est six (bis plus rapide que la détection par gaz traceur hélium et dix fois plus rapide que la détection par gaz traceur hydrogène.
Le procédé de contrôle peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le procédé de contrôle comporte une étape intermédiaire supplémentaire avant la deuxième étape, 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 est un gaz neutre tel que razote. 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'isobuténe, le procédé de contrôle 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, et comprenant un détecteur de traces de composés organiques volatiles présentant une sensibilité de mesure inférieure ou de l'ordre de 1 ppb, raccordé fluidiquement à l'enceinte, un moyen de dépollution, un moyen de brassage des gaz et une unité de traitement apte à comparer les résultats de mesure dudit détecteur pour fournir une information sur l'étanchόité dudit contenant à tester et apte à mettre en oeuvre te procédé do contrôle tel que précédemment décrit
Le dispositif de contrôle peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le dispositif de contrôle 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 de contrôle 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 œuvre de l'étape de dépollution du procédé de contrôle 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.
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'ôtanchéité. - 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'étanchéitô dυdit dispositif de contrôle et, - la figure 4 est un graphique représentant une concentration de gaz traceur en fonction du temps dans le dispositif de contrôle de rétanchéité de la figure 2. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Par souci de clarté, les étapes du procédé do contrôle de rétanchéité sont numérotées à partir de 100.
La présente invention concerne un procédé et un disposer de contrôle de l'étancnéité en vue de la réalisation d'un contrôle d'étanchéfté 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 exempte, un transformateur électrique ou un disjoncteur destiné à renfermer une huile industrielle qui dégage continûment 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 de contrôle s'appliquent à n'Importe quel contenant pour fluides el/oυ solides pourvu d'au moins un espace interne délimité dont on cherche à contrôler l'étanchéité en décelant la présence éventuelle d'une fuite.
Le procédé et le dispositif de contrôle s'appliquent également à un contrôle simultané de plusieurs contenants distincts.
La figure 1 représente un dispositif de contrôle de rétanchéité 1 réalisé selon un premier mode de réalisation. Dans α» 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 continûment 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 rétanchéité dudrt 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 môme si ceux-ci sont présents à une concentration inférieure à 0,1 ppm. Par exemple, le détecteur de traces de composés organiques volatiles 7 utilise le principe de photoionisation (« Photo-Ionisation Détecter » en anglais ou « PID »).
Avantageusement l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 peut être de fordre 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'odsorbant et n'absorbant pas de composés organiques volatileo.
En outre, les conditions d'étanchéité de l'enceinte 5 étant minimales (on cherche simplement è avoir une atmosphère interne 10 constante), on peut prévoir en alternative une paroi 1β déformable ou souple, par exemple en plastique, telle qu'une bâche.
L'utilisation d'une bâche convient tout particulièrement pour le contrôle détanchèité 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 renceinte 5.
Selon une variante de réalisation, l'enceinte 5 comporte en outre une canalisation de dérivation 11 sur laquelle te 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* 6) avec une sensibilité de rordre ou inférieure a 1 ppb.
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, le butane, le méthanol, l'éthanol, l'isobutène, le propane, le benzène, le butène, le propène. rëthylène ou le PGMEA puisse être détectée avec une concentration du ppb (« partie per billion » en anglais ou milliardtème en français, soit 10-8) ou même du ppt (c partie per trillion » en anglais ou billionième en français. 10'12).
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 renceinte 5 possède des dimensions légèrement supérieures à celles du contenant 3 à tester, afin de réduire le volume de mesure 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 mesure 18 étant égal au volume interne de l'enceinte 5 auquel on a soustrait le volume du contenant 3. Le dispositif do 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, 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 et de déceler les variations de concentrations du bruit de fond.
Le moyen de dépollution permet de dépolluer l'atmosphère interne 10 de l'enceinte S, afin de diminuer le bruit de fond en mettant en œuvre une étape de dépollution. Par exemple, on diminue la concentration des composés organiques volatiles à une valeur inférieure à 10 ppb, de manière que la concentration résiduelle de composés organiques volatiles soit de l'ordre de celle présente dans l'air ambiant
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'étanchéflό du contenant à tester 3.
On réalise une étape de dépoRution avant de réaliser une mesure de contrôle de l'étanchéité lorsque la mesure du bruit de fond est supérieure a un seuil prédéterminé. On peut également réaliser une étape de depollution 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 déposition 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'enceinto 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 œuvre d'une étape de dépollution avec le dispositif de contrôle 1 réalisé selon ce premier mode de réalisation, ta vanne 24 est ouverte de sorte que le filtre 26 ne soft plus isolé de l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 mais en contact avec celle-ci.
On brasse simultanément l'atmosphè re 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 zéoiîfes ou du charbon actif, de préférence régènérables therrnjquement pour piéger les éventuels composés organiques volatiles.
On peut ainsi réaliser une dèpollution de l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 entre chaque contrôle d'élanchéitό 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 doux 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 dèpollution 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 œuvre d'une étape de dèpollution avec le dispositif de contrôle 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 dèpollution 23, vers la sortie de gaz S de la chambre de dépoϋution 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 organiques volatiles provenant le l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5. Les composés organiques volatiles sont alors piégés par le filtre 26. En outre, le moyen de dépoilution 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 sort 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 do dόpollution eet avantageusement relié à l'unité de traitement θ qui est en outre configurée pour commander son fonctionnement selon Ie déroulement des étapes du procédé de contrôle.
La figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif de contrôle 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'étanchéitό en décelant le présence éventuelle d'une fuite lorsque l'on injecte un gaz traceur dans Ie contenant 3.
Dans cet exemple, le contenant è 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'étanchétté 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 rentrée 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 ie contenant 3.
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 de traitement du gaz traceur pour éviter de polluer fatmosphôre ambiante de là salle de test 14.
On comprend donc que, si on injecte à une pression supérieure à la pression atmosphériqite dans le contenant 3. un gaz traceur contenant d'une part un gaz neutre et d'autre part au moins un composé organique volatile, ce gaz traceur, en particulier le composé organique volatile, pourra être détecté en cas d'un défaut d'étanchétté 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 de contrôle 100.
Selon un mode de réalisation particulier, l'unité de traitement 9 est en outre configurée pour envoyer un signal représentatif de l'étât d'avancement du procédé de contrôle 100, à une unité de contrôle du processus industriel de fabrication, de manière à gérer le cadencement des contenante à tester 3.
L'organigramme de la figure 3 illustre le procédé de contrôle de l'élanchόitè 100.
Dans le procédé de contrôle 100, on prévoit d'abord une étape préparatoire d'étalonnage 101 au coure de laquelle on étalonne le détecteur de traces 7 de composés organiques volatiles par rapport a 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 du détecteur de traces de composés organiques volatfles 7 par rapport à l'enceinte 5.
L'étape préparatoire d'étalonnage 101 est de préférence réalisée après une modification du dispositif de contrôle 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 de contrôle 100, on mesure un bruit de fond dans l'enceinte 5 à pression atmosphérique, avec le détecteur de traces de composés organiques volatiles 7.
La mesure du bruit de fond est la mesure de la concentration initiale en composés organiques volatiles présents dans l'enceinte 5.
Puis, on dépoilue avantageusement l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 au cours d'une étape intermédiaire de dépollution 103 (figure 3). Pour diminuer le nombre d'étapes du procédé de contrôle 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 intermédiaire de dépollution 103 est mise en œuvre 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 de contrôle 100 pour un contenant 3 comportant uno 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 de contrôle 100 met en œuvre une étape intermédiaire supplémentaire 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% et 6% et avantageusement égale à 5,9% d'au moins un composé organique volatile, notamment de l'isobutène.
Ainsi, la concentration d'isobutènβ est inférieure au seuil dïnflammabilité.
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 de contrôle 100 (dispositif de contrôle de mise en œuvre 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 exempte, 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.
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, dans les deux modes de réalisation de procédé de contrôle 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 coure 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 moβuro, l'atmosphère interne 10 de l'enceinte 5 eβt 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 ta 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 destina au rébus 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 prédéfini, 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 conchil que Ic contenant à teβter 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 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 de contrôle 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 déposition 106 est mise en œuvre 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 y 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 te 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 industrie! 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 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 de contrôle 1 de la figure 2.
L'instant initial tO du graphique correspond au début de la première étape 102 au coure 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 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 ta 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 a 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 prédéfinie, do maniere 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 renceinte 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 13).
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'étanchétté 100 est un procédé de haute sensibilité, simple et rapide à mettre en œuvre, de faible coût et applicable à des processus industriels.
Par ailleurs, le résultat de la mesure est fiable et reproductibie. Il n'est pas sensible à le température des parois 12 du contenant 3.
De plus, le dispositif de contrôle 1 ne requiert pas de groupe de pompage, il est donc simple à mettre en place et faible en consommation électrique:

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle de l'étanchόité d'un contenant à tester comprenant : 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 présentant une sensibilité de mesure inférieure ou de l'ordre de 1
PPb. une étape intermédiaire de dépollution de l'atmosphère interne de l'enceinte lorsque la mesure du bruit de fond est supérieure à un seuil prédéterminé et, une deuxième étape au cours de laquelle on brasse l'atmosphère interne de l'enceinte de manière à homogénéiser la composition do ladite atmosphère interne recevant un contenant définissant un espace interne délimité dans lequel un composé organique volatile est présent, on mesure une concentration de composé organique volatile dans rencelnte à pression atmosphérique avec ledit détecteur de traces de composés organiques volatiles 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.
2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, comprenant une étape Intermédiaire supplémentaire avant la deuxième étape, au cours de laquelle un injecte un gaz traceur comportant un composé organique volatile dans ledit contenant à une pression de gaz supérieure à la pression atmosphérique.
3. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le gaz traceur comporte un gaz neutre doté d'une concentration inférieure à 6% d'au moins un composé organique volatile.
4. Procédé de contrôle selon la revendication 3, dans lequel le gaz traceur comporte un gaz neutre doté d'une concentration comprise entre 1% et 6% d'Isobutène.
5. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, comprenant 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.
6. Dispositif de contrôle de l'étanchéité d'un contenant à tester comportant une enceinte à pression atmosphérique destinée à recevoir un contenant à tester, et comprenant un détecteur de traces de composés organiques volatiles présentant une sensibilité de mesure inférieure ou de l'ordre de 1 ppb, raccordé fluidiquement a l'enceinte, un moyen de dépollution, un moyen de brassage des gaz et une unité de traitement apte à comparer les résultats de mesure dυdit détecteur pour fournir une information sur l'étanchéité dυdit contenant à tester et apte à mettre en oeuvre le procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 5.
7. Dispositif de contrôle selon la revendication 6, comprenant un systéme 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.
8. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel le moyen do dépollution comporte une chambre de dόpollution 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 œuvre de l'étape de dépollution du procédé de contrôle selon la revendication 4.
9. Dispositif de contrôle selon la revendication 8, dans lequel le moyen de dépollutton 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 foire circuler un gaz de nettoyage depuis une entrée de gaz d'une première chambre de dépollution vers une sortie de gaz d'une deuxième chambre de dépollution.
10. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 6 à 9. dans lequel 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.
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