WO2018172481A1 - Structure d'ancrage depourvue de parties assemblees juxtaposees pour un revetement anti erosion, notamment de protection d'une paroi d'unite fcc - Google Patents

Structure d'ancrage depourvue de parties assemblees juxtaposees pour un revetement anti erosion, notamment de protection d'une paroi d'unite fcc Download PDF

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WO2018172481A1
WO2018172481A1 PCT/EP2018/057350 EP2018057350W WO2018172481A1 WO 2018172481 A1 WO2018172481 A1 WO 2018172481A1 EP 2018057350 W EP2018057350 W EP 2018057350W WO 2018172481 A1 WO2018172481 A1 WO 2018172481A1
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WO
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portions
assembly
anchoring structure
strips
assembled
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/057350
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English (en)
Inventor
Jean-Christophe RABOIN
Romain LESAGE
Original Assignee
Total Raffinage Chimie
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/10—Monolithic linings; Supports therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/141—Anchors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper

Definitions

  • the invention relates to an anchoring structure devoid of assembled parts juxtaposed for an anti-erosion coating.
  • a coating is more particularly intended to protect an inner or outer wall of a Fluid Catalytic Cracking (FCC) unit enclosure.
  • FCC Fluid Catalytic Cracking
  • the invention is particularly suitable for the protection of a wall of an area where there is a risk of erosion due to the circulation of catalyst, such as a cyclone wall, reactor plenum, stripper, riser (riser reactor), downer reactor (downflow reactor), standpipe walls (vertical or substantially vertical tubes), withdrawal or withdrawal well walls, orifice chamber walls, or any other wall subject to the erosion.
  • catalyst such as a cyclone wall, reactor plenum, stripper, riser (riser reactor), downer reactor (downflow reactor), standpipe walls (vertical or substantially vertical tubes), withdrawal or withdrawal well walls, orifice chamber walls, or any other wall subject to the erosion.
  • Fluidized catalytic cracking is a chemical process, frequently used in petroleum refineries, whose purpose is to transform heavy cuts with long hydrocarbon chains, for example from vacuum distillation of petroleum, cuts lighter and more valuable.
  • the metal walls of the various enclosures of an FCC unit such as for example a reactor and a regenerator, and the metal walls of the internal equipment located in the regenerator or the reactor, in particular the cyclones, or the walls mentioned above, may to undergo erosion due to the circulation of the catalyst particles, and, at the level of the regenerator, a significant and rapid corrosion by the combustion gases. It is therefore necessary to protect them in order to extend their life.
  • the metal walls are covered with a protective coating.
  • a protective coating are generally made of a composite material, for example a concrete, maintained by an anchoring structure, usually metal.
  • These anchoring structures are first welded to the metal walls and then the cells are filled with composite material, the anchoring structure ensuring the attachment of the latter.
  • Alveolar anchoring structures are generally formed of strips assembled in pairs so as to define cells. Portions of strips are thus juxtaposed in assembly areas of the structure, this juxtaposition being carried out by applying one against the other the larger surface areas of the strip portions. The juxtaposed portions thus extend in separate parallel planes.
  • the observed impairments can have several origins depending on the operating conditions of the enclosure concerned.
  • the reactor or the cyclones and separator located in the reactor, or the transfer line of the products leaving the reactor, are in contact with the gases from the cracking of the feedstock. These gases are introduced between the interstices of the coating and lead to the formation of coke within these interstices, and more particularly at the junction of the strips of the anchoring structure. This formation of coke can lead to significant detachment of the coating during successive cycles of cooling / reheating of the enclosure resulting from stops / restarts (voluntary or not) of the unit: the games existing between the composite material and its structure.
  • the anchors are indeed filled with coke so that these sets of shrinkage can no longer play their role of absorbing the differences in expansion between the anchoring structure and the composite material.
  • the metal walls are in contact with catalyst particles and with a gas containing, inter alia, oxygen, oxides of carbon, sulfur and nitrogen.
  • This gas penetrates through the interstices of the coating and causes phenomena of sulfurization, carburation and oxidation, particularly at the level of the welds fixing the metal anchoring structure to the metal walls, phenomena that can propagate to the entire metal anchor.
  • the object of the invention relates to a metal honeycomb anchoring structure, said anchoring structure being formed a plurality of strips joined in pairs so as to define a plurality of cells, in particular hexagonal cells, between two adjacent strips, wherein each strip is divided along its length into a plurality of portions, at least one series of portions of which assembly members planar and assembled to a series of flat assembly portions of an adjacent band by fastening means.
  • each band may have a lower longitudinal edge intended to be applied against a wall to be protected and an upper longitudinal edge opposite the lower longitudinal edge. These longitudinal edges are perpendicular to the longitudinal direction of each band.
  • the anchoring structure is such that each pair of assembled assembly portions of two adjacent strips is formed of a first assembly portion and a second assembly portion which extend, in particular at least in part, in a single plane.
  • the first assembly portion is part of one of the two adjacent strips and the second assembly portion is part of the other band.
  • two assembled assembly portions are not juxtaposed via their larger surface areas, but extend in a single plane, ie in the extension of one another.
  • the height of each of the first and second assembly portions may be less than a predetermined maximum height of each band, said heights being measured in a direction perpendicular to a longitudinal direction of each band.
  • the predetermined maximum height may correspond to the height of the web portions other than assembly portions.
  • this maximum height is identical for all the portions of a band other than assembly portions.
  • the first and second assembly portions may be spaced apart on either side of the fastening means assembling them.
  • the first and second portions are spaced from each other (in said single plane) over at least a part of their length. This may allow to further limit the diffusion of corrosive species by providing a space that may eventually be filled by a composite material filling the cells.
  • the first and second assembly portions may be contiguous, in particular over their entire length, on either side of the fastening means. assembling. In other words, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each band, the first and second assembly portions are then in contact (in said single plane). This can facilitate the shaping of the anchoring structure.
  • the fixing means may comprise:
  • the two ends of the arch may be integral with the assembly portion.
  • the free end of the tab can be folded towards the assembly portion which it is secured to receive said hoop.
  • the hoop may be formed by cutting said assembly portion which it is secured.
  • the tab and the hoop can thus be made in one piece with the assembly portions of which they are integral.
  • the leg and the arch do not then extend in the plane of the rest of the assembly portions of which they are part. In other words, the leg and the arch are not in the "one and only plane" of the rest of the assembly portions.
  • the anchoring structure may comprise a plurality of strips having only first assembly portions and pluralities of strips having only second assembly portions. This can facilitate the production of the strips, which can be manufactured by stamping.
  • each strip may comprise a plurality of first assembly portions extending in a first plane, in particular before any shaping of said anchoring structure, and a plurality of second assembly portions. extending in a second plane parallel to the foreground and distinct from it.
  • the invention also relates to an anti-erosion coating characterized in that it comprises an anchoring structure according to the invention embedded in a composite material, for example a concrete, the composite material filling each cell at least over the entire height of that -this.
  • the composite material completely covers the anchoring structure, thus further limiting the penetration of gas between the juxtaposed assembly portions.
  • the invention finally relates to an enclosure of a fluid catalytic cracking unit characterized in that it comprises at least one inner or outer wall covered with at least one coating according to the invention, a lower longitudinal edge of each strip of the anchoring structure of the coating being fixed by welding on the inner or outer wall of the enclosure.
  • This enclosure can notably be a cyclone, regenerator, disengager or other internal equipment of a fluid catalytic cracking unit to be protected.
  • Figure 1 is a partial perspective representation of an anchoring structure according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a sectional view of the anchoring device along the line A-A of Figure 1, the anchoring device being attached to a wall and covered with composite material;
  • Figure 3 is a sectional view of the anchoring device along the line B-B of Figure 1, the anchoring device being attached to a wall and covered with composite material.
  • FIG. 1 shows a honeycomb-type metal anchor structure formed of a plurality of strips 12 assembled in pairs to form a plurality of cells 14. For the sake of clarity, only two strips 12 are partially shown in Figure 1. These cells 14 are here hexagonal and are connected by their sides to each other. Such a hexagonal shape of the cells makes it possible to produce a particularly strong anchoring structure. In addition, the assembly of two strips makes it possible to obtain a plurality of cells.
  • strip By strip is meant a strip of metallic material having a width less than a length and a thickness less than the width.
  • the length of an element is defined in the longitudinal direction of a band.
  • the internal dimensions of the cells may vary from 4 to 8 cm side for a thickness (height) of about 1.5 to 3.0 cm, for example 2 cm.
  • Each strip 12 is divided along its length into a plurality of portions, including at least one series of flat assembly portions 121, 122 joined to a series of assembly portions 122, 121 of an adjacent strip by fastening means .
  • each strip 12, made in one piece, is divided along its length into a plurality of portions 121, 122, 123:
  • first band portions 121 which extend in a first plane parallel to the longitudinal direction L of the band
  • second strip portions 122 which extend in a second plane parallel to and distinct from the first plane
  • third strip portions 123 which each connect a first band portion 121 to a second strip portion 122.
  • the portions 121, 122, 123 of a strip are planar. Each band may be made by folding a flat strip along a line perpendicular to its longitudinal direction (L), in the plane of the strip. The different portions 121, 122 and 123 are thus separated by folds, the latter being perpendicular to the longitudinal direction L.
  • the first 121 and second 122 strip portions are thus alternated (according to the pattern repeated over the length of a strip) over the entire length of a strip 12 and the first portions 121 of one band are assembled to the second portions 122 of an adjacent strip 12 by fastening means.
  • the first 121 and second 122 strip portions form assembly portions at an adjacent strip 12.
  • all the strips 12 of the anchoring structure may be identical, as represented here. This can make it possible to obtain an anchoring structure having particularly uniform mechanical properties over its entire surface due to the use of identical strips, so that the stresses generated by its shaping will be homogeneous and the structure anchoring obtained will have good deformability.
  • each band 12 has a first longitudinal edge 12a and a second longitudinal edge 12b parallel to the first longitudinal edge 12a.
  • each longitudinal edge defines at least one plane before shaping the anchoring structure for its application to a wall to be protected.
  • the longitudinal edges of the strip are parallel before this shaping.
  • the second longitudinal edge 12b is here the edge intended to be applied against a metal wall 1 and fixed thereto, as represented in FIG. 2.
  • Each pair of assembled assembly portions of two adjacent strips is thus formed of a first assembly portion 121 and a second assembly portion 122.
  • the height h1, h2 of each of the first and second assembly portions 121, 122, respectively is less than a predetermined maximum height H of each band, these heights being measured in a direction perpendicular to a longitudinal direction L of each band.
  • the predetermined maximum height H corresponds to the height of the other portions 123 of the strips 12.
  • the lower longitudinal edge 12b of the strip is continuous (in the same plane). before formatting).
  • the lower longitudinal edge of a first portion 121 is part of the lower longitudinal edge 12b of the strip, while the upper longitudinal edge 121a of a first portion 121 is not in continuity with the upper longitudinal edge 12a of the band.
  • the second assembly portions 122 it is the upper longitudinal edge 12a of the strip which is continuous.
  • the upper longitudinal edge of a second portion 122 is part of the upper longitudinal edge 12a of the strip, while the lower longitudinal edge 122b of a second portion 122 is not in continuity with the lower longitudinal edge 12b of the strip. the band.
  • first and second assembly portions 121, 122 extend in the same plane, as can be seen more particularly in FIGS. 2 and 3.
  • these fixing means comprise:
  • a hoop 18 integral with the second assembly portion 122 defining therewith an orifice 20 for the passage of a free end 22 of the lug 16, this end 22 being shaped to cooperate with the hoop 18.
  • the free end 22 of the tab 16 is folded towards the first assembly portion 121 to receive the arch 18 (see Figure 2).
  • the arch 18 is advantageously formed by cutting the second assembly portion 122. Note that its height h3 may be less than the height h4 of the orifice 20, which extends from the lower edge 122b to a upper edge 20a, to facilitate the passage of the tab 16.
  • the invention is not limited by this embodiment.
  • the lug 16 could be secured to a second portion 122 and the hoop to be part of the first portion 121.
  • the tab 16 could be attached to the assembly portion by staples or rivets through corresponding holes of the tab and the assembly portion.
  • first and second assembly portions 121, 122 are joined (as can be seen more particularly in FIG. 3). More precisely, their longitudinal edges 122b and 121a are contiguous, in particular on both sides of the fixing means. They are thus contiguous over their entire length: on both sides of the fixing means and at the level of the latter. Alternatively, they could be disjoint (spaced apart), in particular on both sides of the fixing means.
  • each band 12 may furthermore have material tongues 26 cut in at least a portion other than an assembly portion (here a portion 123) and folded in order to project from this following portion. a fold line perpendicular to the longitudinal direction of the strip.
  • a fold line perpendicular to the longitudinal direction of the strip.
  • tongues 26 may also be folded so as to extend substantially parallel to the planes of the assembly portions 121, 122 of the strips.
  • the anchoring structure 10 shown in FIG. 1 can be implemented as follows:
  • the anchoring structure 10 is first shaped; for this purpose, the second longitudinal edges 12b are shaped to be in contact with the metal wall 1,
  • the anchoring structure 10 is then fixed to the metal wall 1 by welding thereto the lower edge 12b of the strips,
  • a composite material 2 is inserted into the cells 14 of the anchoring structure 10 from the metal wall 1 and at least up to the longitudinal edge 12a of each strip, as represented in FIGS. 2 and 3.
  • the honeycomb structure of the present invention is advantageously made of stainless steel (a stainless steel contains at most 1, 2% by weight of carbon and at least 10.5% by weight of chromium according to the invention. standard EN 10008).
  • the stainless steel will be chosen to withstand the environment of the enclosure in which the anchor structure is to be used.
  • the strips of the anchoring structure may advantageously be made of austenitic stainless steel chosen from the following steels:
  • a stainless steel containing from 0.04 to 0.10% by weight of carbon, from 17 to 19% of chromium and from 9 to 12% of nickel, and with a niobium content of 8 times the carbon content at 1 % by weight for example a steel of grade AISI 347,
  • a steel containing not more than 0.015% by weight of carbon, 15 to 17% of chromium and 33 to 37% of nickel for example an AISI 330 grade steel
  • the composite material is preferably a material resulting from an assembly of at least two immiscible materials having a high adhesion capacity.
  • the composite material is a composite building material such as concrete, particularly a concrete suitable for use in a fluid catalytic cracking unit.

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Abstract

L'invention concerne une structure d'ancrage (10) métallique en nid d'abeille, formée d'une pluralité de bandes (12) assemblées deux à deux de manière à définir une pluralité d'alvéoles (14). Chaque bande (12) est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions, dont au moins une série de portions d'assemblage planes (121, 122) assemblées à une série de portions d'assemblage d'une bande adjacente par des moyens de fixation. En outre, chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes est formée d'une première portion d'assemblage (121) et d'une deuxième portion d'assemblage (122) qui s'étendent dans un même plan.

Description

STRUCTURE D'ANCRAGE DEPOURVUE DE PARTIES ASSEMBLEES JUXTAPOSEES POUR UN REVETEMENT ANTI EROSION, NOTAMMENT DE PROTECTION D'UNE PAROI D'UNITE
FCC
L'invention concerne une structure d'ancrage dépourvue de parties assemblées juxtaposées pour un revêtement anti érosion. Un tel revêtement est plus particulièrement destiné à protéger une paroi interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage cataly tique fluide (FCC « Fluid Catalytic Cracking » en anglais).
L'invention est particulièrement adaptée à la protection d'une paroi d'une zone où il y a un risque d'érosion dû à la circulation de catalyseur, telle qu'une paroi de cyclone, de plénum de réacteur, de stripeur, de riser (réacteur ascendant), de downer (réacteur descendant), les parois de standpipes (tubes verticaux ou sensiblement verticaux), les parois de puits de soutirage ou de désengageur, les parois de chambres à orifices, ou toute autre paroi soumise à l'érosion.
Le craquage catalytique en lit fluidisé (FCC) est un procédé chimique, fréquemment utilisé dans les raffineries de pétrole, dont le but est de transformer les coupes lourdes à longues chaînes d'hydrocarbures, par exemple issues de la distillation sous vide du pétrole, en coupes plus légères et plus valorisables. Les parois métalliques des différentes enceintes d'une unité FCC, telles que par exemple un réacteur et un régénérateur, et les parois métalliques des équipements internes situés dans le régénérateur ou le réacteur, en particulier les cyclones, ou les parois mentionnées plus haut, peuvent subir une érosion due à la circulation des particules de catalyseur, et, au niveau du régénérateur, une corrosion importante et rapide par les gaz de combustion. Il est donc nécessaire de les protéger afin d'allonger leur durée de vie.
A cet effet, les parois métalliques sont recouvertes d'un revêtement de protection. De tels revêtements sont généralement constitués d'un matériau composite, par exemple un béton, maintenu par une structure d'ancrage, le plus souvent métallique. Ces structures d'ancrage sont d'abord soudées aux parois métalliques puis les alvéoles sont remplies de matériau composite, la structure d'ancrage assurant l'accrochage de ce dernier. Les structures d'ancrage alvéolaires sont généralement formées de bandes assemblées deux à deux de manière à définir des alvéoles. Des portions de bandes sont ainsi juxtaposées dans des zones d'assemblage de la structure, cette juxtaposition étant réalisée en appliquant l'une contre l'autre les faces de plus grande surface des portions de bandes. Les portions juxtaposées s'étendent ainsi dans des plans parallèles distincts.
On observe au cours du temps une dégradation de ce revêtement qui peut conduire à une chute de morceaux de revêtement à l'intérieur des enceintes ou des équipements internes et nécessiter l'arrêt de l'installation pour le remplacement du revêtement.
Les dégradations observées peuvent avoir plusieurs origines selon les conditions de fonctionnement de l'enceinte concernée.
Le réacteur ou les cyclones et séparateur situés dans le réacteur, ou encore la ligne de transfert des produits sortant du réacteur, sont en contact avec les gaz issus du craquage de la charge. Ces gaz, s'introduisent entre les interstices du revêtement et conduisent à la formation de coke à l'intérieur de ces interstices, et plus particulièrement au niveau de la jonction des bandes de la structure d'ancrage. Cette formation de coke peut entraîner un décollement important du revêtement lors de cycles successifs de refroidissement/ réchauffage de l'enceinte résultant d'arrêts/redémarrages (volontaires ou non) de l'unité : les jeux existant entre le matériau composite et sa structure d'ancrage sont en effet comblés par le coke de sorte que ces jeux de retrait ne peuvent plus jouer leur rôle consistant à absorber les différences de dilatation entre la structure d'ancrage et le matériau composite. Il en résulte la formation de lignes de compression, de fissures, de rupture du cordon de soudure, voire un décollement du matériau composite remplissant les alvéoles. Notamment, le gaz pénètre via les fissures et atteint le cordon soudure, ce qui peut conduire à la rupture de celui-ci.
Dans un régénérateur ou dans les équipements internes d'un régénérateur, notamment les cyclones, mais également dans la ligne des fumées à la sortie du régénérateur, ou encore dans les chambres à orifices, les parois métalliques sont en contact avec des particules de catalyseur et avec un gaz contenant entre autres, de l'oxygène, des oxydes de carbone, de soufre et d'azote. Ce gaz pénètre par les interstices du revêtement et provoque des phénomènes de sulfuration, carburation et oxydation, en particulier au niveau des soudures fixant la structure d'ancrage métallique aux parois métalliques, phénomènes qui peuvent se propager à l'ensemble de l'ancrage métallique.
Quels que soient les phénomènes de dégradation observés, corrosion, notamment par sulfuration, carburation, oxydation, ou formation de coke, la demanderesse a constaté que ces phénomènes surviennent essentiellement au niveau de la structure d'ancrage métallique et/ou de sa liaison par soudure aux parois métalliques, et plus particulièrement au niveau des portions de bandes juxtaposées de la structure d'ancrage. En particulier, sans vouloir être lié par une théorie, il semblerait que la diffusion de gaz au niveau de ces jonctions jusqu'à la paroi métallique joue un rôle dans les phénomènes de dégradation observés.
Le document WO2014/ 009625A1 , déposé par la demanderesse, décrit un procédé de réalisation d'un revêtement dans lequel une structure d'ancrage présentant des alvéoles hexagonales est soudée à la paroi au moins aux jonctions entre les portions juxtaposées des bandes formant la structure d'ancrage. En outre, le matériau composite recouvre entièrement l'une des portions juxtaposées de hauteur plus faible. Ceci permet de limiter l'introduction et la progression d'espèces gazeuses entre les portions juxtaposées, et de limiter ainsi une dégradation du revêtement. Cette solution donne de bons résultats, mais la soudure peut s'avérer délicate à réaliser.
Le document WO2016/071305A1 , également déposé par la demanderesse, propose de recouvrir la structure d'ancrage de matériau composite jusqu'à hauteur d'une patte prévue sur les portions des bandes entre les portions juxtaposées, de sorte que le bord supérieur des portions juxtaposées soit entièrement recouverte de matériau composite, limitant la diffusion de gaz au niveau des portions juxtaposées de la structure d'ancrage. A l'usage, on observe encore cependant un décrochage de morceaux du matériau composite.
Il existe ainsi un besoin pour améliorer la résistance d'un revêtement face aux phénomènes de dégradation, en particulier à la corrosion, notamment par sulfuration, carburation, oxydation, ou formation de coke.
A cet effet, l'objet de l'invention concerne une structure d'ancrage métallique en nid d'abeille, ladite structure d'ancrage étant formée d'une pluralité de bandes assemblées deux à deux de manière à définir une pluralité d'alvéoles, notamment hexagonales, entre deux bandes adjacentes, dans laquelle chaque bande est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions, dont au moins une série de portions d'assemblage planes et assemblées à une série de portions d'assemblage planes d'une bande adjacente par des moyens de fixation. De manière générale, chaque bande peut présenter un bord longitudinal inférieur destiné à être appliqué contre une paroi à protéger et un bord longitudinal supérieur opposé au bord longitudinal inférieur. Ces bords longitudinaux sont perpendiculaires à la direction longitudinale de chaque bande.
Selon l'invention, la structure d'ancrage est telle que chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes est formée d'une première portion d'assemblage et d'une deuxième portion d'assemblage qui s'étendent, notamment au moins en partie, dans un seul et unique plan. Notamment, la première portion d'assemblage fait partie de l'une des deux bandes adjacentes et la deuxième portion d'assemblage fait partie de l'autre bande.
Ainsi, deux portions d'assemblage assemblées ne sont pas juxtaposées via leurs faces de plus grande surface, mais s'étendent dans un seul et unique plan, autrement dit dans le prolongement l'une de l'autre.
Par cet agencement, la diffusion des espèces corrosives le long de la structure d'ancrage via les portions d'assemblage est limitée. En effet, sans vouloir être lié par une théorie, il est supposé que lorsque les portions d'assemblage sont juxtaposées via leurs faces de plus grande surface comme dans l'art antérieur, un éventuel passage entre les faces juxtaposées peut constituer un chemin privilégié de diffusion des espèces corrosives. En positionnant les portions d'assemblage dans un seul et unique plan, la présente invention supprimerait ce chemin privilégié de diffusion des espèces corrosives.
Avantageusement, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, la hauteur de chacune des première et deuxième portions d'assemblage peut être inférieure à une hauteur maximale prédéterminée de chaque bande, lesdites hauteurs étant mesurées suivant une direction perpendiculaire à une direction longitudinale de chaque bande. La hauteur maximale prédéterminée peut correspondre à la hauteur des portions de bande autres que des portions d'assemblage. Avantageusement, cette hauteur maximale est identique pour toutes les portions d'une bande autres que des portions d'assemblage.
Selon un mode de réalisation, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, les première et deuxième portions d'assemblage peuvent être espacées de part et d'autre des moyens de fixation les assemblant. Autrement dit, selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de chaque bande, les première et deuxième portions sont écartées l'une de l'autre (dans ledit plan unique) sur au moins une partie de leur longueur. Ceci peut permettre de limiter d'avantage la diffusion d'espèces corrosives en ménageant un espace qui pourra éventuellement être comblé par un matériau composite remplissant les alvéoles.
Selon un autre mode de réalisation, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, les première et deuxième portions d'assemblage peuvent être jointives, notamment sur toute leur longueur, de part et d'autre des moyens de fixation les assemblant. Autrement dit, selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de chaque bande, les première et deuxième portions d'assemblage sont alors en contact (dans ledit plan unique). Ceci peut faciliter la mise en forme de la structure d'ancrage.
Quel que soit le mode de réalisation, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, les moyens de fixation peuvent comprendre :
une patte solidaire d'une portion d'assemblage choisie parmi la première et la deuxième portion d'assemblage, cette patte s 'étendant sensiblement dans le prolongement de la portion d'assemblage dont elle est solidaire, en direction de l'autre portion d'assemblage,
un arceau solidaire de l'autre portion d'assemblage définissant avec celle-ci un orifice pour le passage d'une extrémité libre de ladite patte, ladite extrémité libre étant conformée pour coopérer avec ledit arceau. Ceci permet de réaliser simplement et de manière efficace une fixation des portions d'assemblage. Notamment, les deux extrémités de l'arceau peuvent être solidaires de la portion d'assemblage.
A titre d'exemple, l'extrémité libre de la patte peut être repliée en direction de la portion d'assemblage dont elle est solidaire afin de recevoir ledit arceau. En variante ou en combinaison, l'arceau peut être formé par découpage de ladite portion d'assemblage dont il est solidaire. La patte et l'arceau peuvent ainsi être réalisés d'une pièce avec les portions d'assemblage dont ils sont solidaires. La patte et l'arceau ne s'étendent alors pas dans le plan du reste des portions d'assemblage dont ils font partie. Autrement dit, la patte et l'arceau ne sont pas dans le « seul et unique plan » du reste des portions d'assemblage.
Quelles que soient les variantes précédemment décrites, selon un mode de réalisation, la structure d'ancrage peut comprendre une pluralité de bandes présentant uniquement des premières portions d'assemblage et des pluralités de bandes présentant uniquement des deuxièmes portions d'assemblage. Ceci peut permettre de faciliter la réalisation des bandes, lesquelles peuvent être fabriquées par emboutissage. Selon un autre mode de réalisation, chaque bande peut comprendre une pluralité de premières portions d'assemblage s 'étendant dans un premier plan, notamment avant toute mise en forme de ladite structure d'ancrage, et une pluralité de deuxièmes portions d'assemblage s'étendant dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct de celui-ci.
L'invention concerne également un revêtement anti érosion caractérisé en ce qu'il comprend une structure d'ancrage selon l'invention noyée dans un matériau composite, par exemple un béton, le matériau composite remplissant chaque alvéole au moins sur toute la hauteur de celle-ci. Avantageusement, le matériau composite recouvre entièrement la structure d'ancrage, limitant ainsi davantage la pénétration de gaz entre les portions d'assemblage juxtaposées.
L'invention concerne enfin une enceinte d'une unité de craquage cataly tique fluide caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paroi interne ou externe recouverte d'au moins un revêtement selon l'invention, un bord longitudinal inférieur de chaque bande de la structure d'ancrage du revêtement étant fixé par soudage sur la paroi interne ou externe de l'enceinte. Cette enceinte peut notamment être une enceinte de cyclone, de régénérateur, de désengageur ou de tout autre équipement interne d'une unité de craquage catal tique fluide devant être protégée.
L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels :
la figure 1 est une représentation partielle en perspective d'une structure d'ancrage selon un mode de réalisation de invention ;
la figure 2 est une vue en coupe du dispositif d'ancrage selon la ligne A-A de la figure 1 , le dispositif d'ancrage étant fixé à une paroi et recouvert de matériau composite ;
la figure 3 est une vue en coupe du dispositif d'ancrage selon la ligne B-B de la figure 1 , le dispositif d'ancrage étant fixé à une paroi et recouvert de matériau composite.
La figure 1 représente une structure d'ancrage 10 métallique du type en nid d'abeille formée d'une pluralité de bandes 12 assemblées deux à deux de manière à former une pluralité d'alvéoles 14. Pour des raisons de clarté, seules deux bandes 12 sont partiellement représentées sur la figure 1. Ces alvéoles 14 sont ici de forme hexagonale et sont reliées par leurs côtés les unes aux autres. Une telle forme hexagonale des alvéoles permet de réaliser une structure d'ancrage particulièrement résistante. En outre, l'assemblage de deux bandes permet l'obtention d'une pluralité d'alvéoles.
Par bande, on entend une bande de matériau métallique présentant une largeur inférieure à une longueur et une épaisseur inférieure à la largeur. Dans la présente description, la longueur d'un élément est définie suivant la direction longitudinale d'une bande.
A titre d'exemple, les dimensions internes des alvéoles peuvent varier de 4 à 8 cm de côté pour une épaisseur (hauteur) d'environ 1 ,5 à 3,0 cm, par exemple de 2 cm.
Chaque bande 12 est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions, dont au moins une série de portions d'assemblage planes 121 , 122 assemblées à une série de portions d'assemblage 122, 121 d'une bande adjacente par des moyens de fixation. Dans ce mode de réalisation, chaque bande 12, réalisée d'une pièce, est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions 121 , 122, 123 :
des premières portions 121 de bande qui s'étendent dans un premier plan parallèle à la direction longitudinale L de la bande, des deuxièmes portions 122 de bande qui s'étendent dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct de celui-ci, des troisièmes portions 123 de bande qui relient chacune une première portion 121 de bande à une deuxième portion 122 de bande.
Les portions 121 , 122, 123 d'une bande sont donc planes. Chaque bande peut être réalisée par pliage d'une bande plane le long d'une ligne perpendiculaire à sa direction longitudinale (L), dans le plan de la bande. Les différentes portions 121 , 122 et 123 sont ainsi séparées par des pliures, ces dernières étant perpendiculaires à la direction longitudinale L.
Les premières 121 et deuxièmes 122 portions de bande sont ainsi alternées (selon le motif - 121- 123- 122- 123- répété sur la longueur d'une bande) sur toute la longueur d'une bande 12 et les premières portions 121 d'une bande sont assemblées aux deuxièmes portions 122 d'une bande 12 adjacente par des moyens de fixation. Les premières 121 et deuxièmes 122 portions de bande forment des portions d'assemblage à une bande 12 adjacente.
Avantageusement et de manière non limitative, toutes les bandes 12 de la structure d'ancrage peuvent être identiques, tel que représenté ici. Ceci peut permettre l'obtention d'une structure d'ancrage possédant des propriétés mécaniques particulièrement homogènes sur toute sa surface du fait de l'utilisation de bandes identiques, de sorte que les contraintes engendrées par sa mise en forme seront homogènes et que la structure d'ancrage obtenue présentera une bonne déformabilité.
L'utilisation de bandes identiques permet également de réduire les coûts de fabrication. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation, et des bandes différentes pourraient être réalisées, par exemple des bandes comprenant une répétition du motif - 121- 123- 121- 123- et d'autres bandes comprenant une répétition du motif 122- 123-
122- 123-.
Tel que représenté, chaque bande 12 présente un premier bord longitudinal 12a et un deuxième bord longitudinal 12b parallèle au premier bord longitudinal 12a. De manière générale, chaque bord longitudinal définit au moins un plan avant mise en forme de la structure d'ancrage pour son application sur une paroi à protéger. De préférence, les bords longitudinaux de la bande sont parallèles avant cette mise en forme.
Le deuxième bord longitudinal 12b est ici le bord destiné à être appliqué contre une paroi métallique 1 et fixé à celle-ci, tel que représenté figure 2.
Chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes est ainsi formée d'une première portion d'assemblage 121 et d'une deuxième portion d'assemblage 122. En outre, pour chacune de ces paires, la hauteur hl , h2 de chacune des première et deuxième portions d'assemblage 121 , 122, respectivement, est inférieure à une hauteur maximale prédéterminée H de chaque bande, ces hauteurs étant mesurées suivant une direction perpendiculaire à une direction longitudinale L de chaque bande.
Ici, la hauteur maximale prédéterminée H correspond à la hauteur des autres portions 123 des bandes 12. On notera par ailleurs qu'au niveau des premières portions d'assemblage 121 , le bord longitudinal inférieur 12b de la bande est continu (dans un même plan avant mise en forme). Autrement dit, le bord longitudinal inférieur d'une première portion 121 fait partie du bord longitudinal inférieur 12b de la bande, alors que le bord longitudinal supérieur 121a d'une première portion 121 n'est pas dans la continuité du bord longitudinal supérieur 12a de la bande. A contrario, au niveau des deuxièmes portions d'assemblage 122, c'est le bord longitudinal supérieur 12a de la bande qui est continu. Autrement dit, le bord longitudinal supérieur d'une deuxième portion 122 fait partie du bord longitudinal supérieur 12a de la bande, alors que le bord longitudinal inférieur 122b d'une deuxième portion 122 n'est pas dans la continuité du bord longitudinal inférieur 12b de la bande.
De plus, les première et deuxième portions d'assemblage 121 , 122 s'étendent dans un même plan, tel que visible plus particulièrement figures 2 et 3.
Afin d'assurer l'assemblage des première et deuxième portions 121 , 122, des moyens de fixation sont prévus. Dans l'exemple représenté, ces moyens de fixation comprennent :
- une patte 16 solidaire d'une première portion d'assemblage
121 et s 'étendant sensiblement dans le prolongement de celle-ci, en direction de la deuxième portion d'assemblage 122, un arceau 18 solidaire de la deuxième portion d'assemblage 122 définissant avec celle-ci un orifice 20 pour le passage d'une extrémité libre 22 de la patte 16, cette extrémité 22 étant conformée pour coopérer avec l'arceau 18.
Dans l'exemple représenté, l'extrémité libre 22 de la patte 16 est repliée en direction de la première portion d'assemblage 121 afin de recevoir l'arceau 18 (voir figure 2).
L'arceau 18 est avantageusement formé par découpage de la deuxième portion d'assemblage 122. A noter que sa hauteur h3 pourra être inférieure à la hauteur h4 de l'orifice 20, lequel s'étend depuis le bord inférieur 122b jusqu'à un bord supérieur 20a, afin de faciliter le passage de la patte 16.
L'invention n'est pas limitée par ce mode de réalisation. Notamment, la patte 16 pourrait être solidaire d'une deuxième portion 122 et l'arceau faire partie de la première portion 121.
D'autres moyens de fixation pourraient être en outre être envisagés. Par exemple, la patte 16 pourrait être fixée à la portion d'assemblage par des agrafes ou rivets traversant des orifices correspondant de la patte et de la portion d'assemblage.
Dans l'exemple, on notera enfin que des première et deuxième portions d'assemblage 121 , 122 assemblées sont jointives (tel que visible plus particulièrement sur la figure 3). Plus précisément, leurs bords longitudinaux 122b et 121a sont jointifs, notamment de part et d'autre des moyens de fixation. Elles sont ainsi jointives sur toute leur longueur : de part et d'autre des moyens de fixation et au niveau de ces derniers. En variante, elles pourraient être disjointes (espacées), notamment de part et d'autre des moyens de fixation.
Tel que représenté sur la figure 1 , chaque bande 12 peut en outre présenter des languettes de matière 26 découpées dans au moins une portion autre qu'une portion d'assemblage (soit ici une portion 123) et pliée afin de saillir de cette portion suivant une ligne de pliure perpendiculaire à la direction longitudinale de la bande. Une telle configuration peut permettre d'améliorer l'ancrage du matériau composite sur l'élément d'ancrage, la languette 26 étant alors noyée dans le matériau composite, dont le maintien est également renforcé du fait qu'il traverse l'orifice de découpe 28 libéré par la languette 26 repliée. Les languettes 26 de matière issues de portions faisant partie d'une même alvéole peuvent être repliées l'une vers l'autre. Cet agencement permet d'obtenir deux languettes repliées vers le centre de chaque alvéole lorsque les bandes sont assemblées les unes aux autres.
Ces languettes 26 peuvent également être repliées de manière à s'étendre sensiblement parallèlement aux plans des portions d'assemblage 121 , 122 des bandes.
La structure d'ancrage 10 représentée sur la figure 1 peut être mise en œuvre de la façon suivante :
- la structure d'ancrage 10 est d'abord mise en forme ; à cet effet, les deuxièmes bords longitudinaux 12b sont conformés pour être en contact avec la paroi métallique 1 ,
on procède ensuite à la fixation de la structure d'ancrage 10 sur la paroi métallique 1 en soudant à celle-ci le bord inférieur 12b des bandes,
puis, on insère un matériau composite 2 dans les alvéoles 14 de la structure d'ancrage 10 depuis la paroi métallique 1 et au moins jusqu'au bord longitudinal 12a de chaque bande, tel que représenté figures 2 et 3.
Quelque soit sa forme, la structure en nid d'abeille de la présente invention est avantageusement réalisée en acier inoxydable (un acier inoxydable contient au plus 1 ,2% en poids de carbone et au moins 10,5% en poids de chrome selon la norme EN 10008). En particulier, l'acier inoxydable sera choisi de manière à résister à l'environnement de l'enceinte dans laquelle la structure d'ancrage doit être utilisée.
Dans certaines applications, par exemple en revêtement dans des cyclones de régénérateur, il a été observé des dégradations sérieuses de l'acier inoxydable utilisé pour des structures en nid d'abeille.
Il semblerait que sous la couche externe d'oxyde de chrome, la teneur en chrome de l'acier diminue en cours d'utilisation jusqu'à atteindre une valeur inférieure à 10,5% en poids. Or, un acier perd son caractère inoxydable lorsque sa teneur en chrome est inférieure à 10,5% en poids : une oxydation rapide de l'acier peut alors survenir.
En outre, la formation de carbures a également été observée et semble avoir été la cause de microfissures à l'intérieur de l'acier. Afin d'éviter ou de limiter ce type de dégradation, les bandes de la structure d'ancrage peuvent avantageusement être réalisées en acier inoxydable austénitique choisi parmi les aciers suivants :
un acier inoxydable contenant de 0,04 à 0, 10% en poids de carbone, de 17 à 19% de chrome et de 9 à 12% de nickel, et avec une teneur en niobium comprise de 8 fois la teneur en carbone à 1% en poids, par exemple un acier de grade AISI 347,
un acier contenant au plus 0,015% en poids de carbone, de 15 à 17% de chrome et de 33 à 37% de nickel, par exemple un acier de grade AISI 330,
un acier contenant au plus 0, 10% en poids de carbone, de 24 à 26% de chrome et de 19 à 22% de nickel, par exemple un acier de grade AISI 310.
Le matériau composite est de préférence un matériau résultant d'un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles possédant une forte capacité d'adhésion. De préférence, le matériau composite est un matériau de construction composite tel qu'un béton, en particulier un béton adapté à une utilisation dans une unité de craquage cataly tique fluide.

Claims

REVENDICATIONS
1. Structure d'ancrage (10) métallique en nid d'abeille, ladite structure d'ancrage (10) étant formée d'une pluralité de bandes (12) assemblées deux à deux de manière à définir une pluralité d'alvéoles (14) entre deux bandes adjacentes, dans laquelle chaque bande (12) est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions, dont au moins une série de portions d'assemblage planes (121 , 122) assemblées à une série de portions d'assemblage planes d'une bande adjacente par des moyens de fixation,
caractérisée en ce que, chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes est formée d'une première portion d'assemblage (121) et d'une deuxième portion d'assemblage (122) qui s'étendent, notamment au moins en partie, dans un seul et unique plan, la première portion d'assemblage (121) faisant partie de l'une des deux bandes adjacentes et la deuxième portion d'assemblage (122) faisant partie de l'autre bande.
2. Structure d'ancrage (10) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, la hauteur (hl , h2) de chacune des première et deuxième portions d'assemblage est inférieure à une hauteur maximale prédéterminée (H) de chaque bande, lesdites hauteurs étant mesurées suivant une direction perpendiculaire à une direction longitudinale (L) de chaque bande.
3. Structure d'ancrage (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, les première et deuxième portions d'assemblage (121 , 122) sont espacées de part et d'autre des moyens de fixation les assemblant.
4. Structure d'ancrage (10,) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, les première et deuxième portions d'assemblage (121 , 122) sont jointives de part et d'autre des moyens de fixation les assemblant.
5. Structure d'ancrage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, pour chaque paire de portions d'assemblage assemblées de deux bandes adjacentes, les moyens de fixation comprennent :
une patte (16) solidaire d'une portion d'assemblage choisie parmi la première et la deuxième portion d'assemblage, cette patte s 'étendant sensiblement dans le prolongement de la portion d'assemblage dont elle est solidaire, en direction de l'autre portion d'assemblage,
un arceau (18) solidaire de l'autre portion d'assemblage (122) définissant avec celle-ci un orifice (20) pour le passage d'une extrémité libre (22) de ladite patte, ladite extrémité étant conformée pour coopérer avec ledit arceau.
6. Structure d'ancrage (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'extrémité libre (22) de la patte est repliée en direction de la portion d'assemblage dont elle est solidaire afin de recevoir ledit arceau (18).
7 Structure d'ancrage (10) selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que ledit arceau (18) est formé par découpage de ladite portion d'assemblage dont il est solidaire.
8. Structure d'ancrage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de bandes présentant uniquement des premières portions d'assemblage (121) et des pluralités de bandes présentant uniquement des deuxièmes portions d'assemblage.
9. Structure d'ancrage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, chaque bande comprend une pluralité de premières portions d'assemblage s'étendant dans un premier plan et une pluralité de deuxièmes portions d'assemblage s'étendant dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct de celui-ci.
10. Revêtement anti érosion caractérisé en ce qu'il comprend une structure d'ancrage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 noyée dans un matériau composite (2), par exemple un béton, le matériau composite remplissant chaque alvéole (14) au moins sur toute la hauteur de celle-ci.
1 1. Enceinte d'une unité de craquage cataly tique fluide caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paroi (1) interne ou externe recouverte d'au moins un revêtement selon la revendication 10, un bord longitudinal inférieur (12b) de chaque bande (12) de la structure d'ancrage (10) du revêtement étant fixé par soudage sur la paroi (1) interne ou externe de l'enceinte.
PCT/EP2018/057350 2017-03-24 2018-03-22 Structure d'ancrage depourvue de parties assemblees juxtaposees pour un revetement anti erosion, notamment de protection d'une paroi d'unite fcc WO2018172481A1 (fr)

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US3033086A (en) * 1957-04-17 1962-05-08 Causeway Reinforcement Ltd Reinforcement for mastics, mortar and the like
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