WO2020229776A1 - Dispositif de décapage pour cuve de transport/stockage d'un gaz à l'état liquide - Google Patents

Dispositif de décapage pour cuve de transport/stockage d'un gaz à l'état liquide Download PDF

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WO2020229776A1
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laser beam
projection head
stripping device
impact
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Michaël BIDENBACH
Nicolas LAURAIN
Sylvain Karst
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Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • Stripping device for transport / storage tank of a gas in the liquid state
  • the present invention relates to a device for stripping a metal tank membrane intended to contain a gas in liquid form.
  • the invention relates to the field of the manufacture or maintenance of such a tank.
  • tanks whose structure provides sealing and thermal protection functions.
  • Such tanks include at least one metal membrane which performs the sealing function.
  • the metal membrane consists of a plurality of metal sheets welded together during the construction of the vessel.
  • the use of stainless steel requires pickling of the welds.
  • this stripping of the metal membrane is carried out manually, for example using a metal brush, or by acid passivation.
  • the metal membrane may oxidize or become dirty, for example during welding operations of metal sheets or when an event such as a dry air generator failure or when a fire occurs. accidental occurs, or even during an entry of sea water, such an event then generating a deposit on the membrane. Since the membrane is intended to come into contact with the gas in the liquid state, it is then essential to strip the metal membrane of the tank in order to prevent the development of corrosion.
  • the invention consists of a device for stripping a metal membrane from a tank for transporting and / or storing gas in liquid form comprising: at least one rail configured to be secured to the metal membrane, at least one head of projection of a laser beam configured to strip the metal membrane, at least one support interposed between the projection head and the rail and configured to move along the rail, characterized in that the stripping device comprises a means allowing movement , relative to the metal membrane, from a point of impact of the laser beam on the metal membrane, the movement being distinct from a movement operated by the support on the rail.
  • the stripping device according to the invention is therefore configured to strip the metal membrane during the membrane manufacturing operations, for example the welding between two constituent roles of this membrane, or after this manufacture.
  • the invention is very advantageous because it avoids having to reassemble a scaffolding inside the tank to reach the polluted areas.
  • the stripping device comprises the rail integral with the metal membrane.
  • the rail can be fixed, for example by gripping parricular shapes of the membrane, such as for example the nodes which form at the crossings of the waves, when the membrane is provided with them.
  • the metal membrane acts as a rail, for example a raised edge of the metal membrane such as as described below.
  • the rail can have a completely straight or curved path.
  • the support is secured to the rail, for example by engagement at one end of the rail, and is configured to slide along the rail.
  • the support can for example be supplied with electricity to effect a movement depending on the path of the rail.
  • the laser beam projection head is linked to the support by any fixing means. It is thus driven by the support during movement of the latter on the rail.
  • the projection head is configured to project the laser beam whose
  • the laser beam is projected against an area to be stripped of the metal membrane, forming the point of impact of the laser beam on the metal membrane. It is at this point of impact that the stripping is carried out.
  • the movement of the point of impact of the laser beam may depend on the movement of the support along the rail. As the projection head is carried by the support, the point of impact of the laser beam can follow the movement of the support.
  • the invention is recognizable in that it comprises the means allowing the movement of the projection head of the laser beam relative to the support, when the latter moves along the rail. This definition excludes any movement occurring during an operation of mounting the projection head on the support, during the manufacture or maintenance of the stripping device. It is therefore understood that the point of impact of the laser beam is not exclusively guided by the movement of the support along the rail.
  • the means allowing movement of the projection head relative to the support are diverse. It may for example be means causing movement of the projection head or of any other element acting on the path of the laser beam, and this independently of the support.
  • the projection head can for example pivot or else translate, relative to to the support.
  • the means is then a pivot means and / or a means of translation of the projection head relative to the support.
  • the projection head can pivot and / or translate as freely as a degree of freedom of the means allowing movement of the projection head can allow it.
  • the stripping device so that it allows only a limited number of positions of the projection head.
  • the means authorizing movement of the projection head is only active in the event of a change in the position of the projection head.
  • the means may include a reflecting surface which deflects the beam towards the membrane to be stripped.
  • the reflecting surface may for example be in the form of a reflecting module directly integrated within the structure of the projection head and allowing movement of the point of impact of the laser beam in at least two different planes, or else by example in the form of a mirror integrated into the support and arranged at the level of the path of the laser beam emanating from the projection head.
  • the movement of the point of impact of the laser beam is effected according to the shapes of the metal membrane or the type of stripping operation to be performed on it. Details concerning the movement and the means or means authorizing such movement are presented during the description of the invention.
  • the projection head is configured to project the laser beam at a beam power of between 20W and 200 W.
  • the projected laser beam is of sufficient power to effectively strip the internal face of the metal membrane onto which it is projected.
  • the power of the laser beam has a maximum threshold value so as not to damage the metal membrane of the tank.
  • the projection head is configured to project the laser beam at a pulsation frequency of between 100kHz and 250kHz. According to one characteristic of the invention, the projection head is configured to project the laser beam at a pulsation frequency of between 100kHz and 200kHz.
  • the head of laser projection projects a so-called pulsed laser beam.
  • a pulsed laser emits pulses of light to multiply the power of the laser during the pulses while maintaining the same energy consumption. The pulsations generate heat which helps in stripping the surface of the metal membrane.
  • the frequency of the pulses of the laser beam is thus between 100kHz to 200kHz. In other words, the projection head projects a pulse per time interval between 5 and 10 microseconds.
  • the projection head is configured to project the laser beam at a wavelength of 1064nm +/- 5%.
  • the projection head comprises at least one lens for focusing the laser beam. Having the lens at the level of the emission of the laser beam makes it possible to densify it. Thus laser stripping is more efficient.
  • a focal length of the laser beam focusing lens is between 80mm and 360mm.
  • the point of the laser beam where the light density is highest corresponds to the focal length of the lens, that is to say the distance separating the lens from said point.
  • the distance between the lens and the zone of the metal membrane to be stripped must be identical or substantially identical to the focal length of the lens, ie between 80mm and 360mm depending on the lens used.
  • the support is configured to move on the rail at a speed of between 25 and 72 cm / min.
  • the stripping device comprises the means allowing movement of the point of impact of the laser beam separate from the movement of the support, the speed of the latter plays a role in the movement of the point of impact of the laser beam.
  • moving the support at too fast a speed can cause the point of impact of the laser beam to also move too fast, which causes inefficient stripping.
  • a movement of the point of impact that is too slow can maintain the latter at a certain point on the metal membrane and cause material damage to it in view of the power of the laser beam.
  • the speed of movement of the support must be kept within a speed difference of between 25 and 72 cm / min.
  • the means allowing movement of the point of impact with respect to the support can be configured so that the projection head follows a profile complementary to a profile of the metal membrane.
  • the movement of the point of impact of the laser beam is effected according to the shapes of the metal membrane.
  • the position of the projection head can be changed to match the profile of the metal membrane so that the stripping operation is as efficient as possible depending on the situation.
  • the means allowing movement of the point of impact may include a reflection module disposed within the projection head and configured to provide movement of the point of impact in at least two different planes.
  • the reflection module is placed at one end of the projection head from which the laser beam emanates.
  • the reflection module can, for example, be in the form of a set of movable mirrors ensuring the orientation of the laser beam at the output of the projection head as needed.
  • the reflection module thus allows movement of the point of impact of the laser beam in at least two different planes. In other words, the movement of the point of impact relative to the metal membrane can take place in a plurality of directions limited by the capabilities of the reflection module.
  • the means allowing movement of the point of impact is configured to tilt the projection head at an angle of incidence of between 5 ° and 70 ° relative to a normal to the metal membrane.
  • the projected laser beam reaches the surface to be stripped at an angle of incidence of between 5 ° and 70 °.
  • Such an inclination is of interest when the metal membrane to be stripped is for example the metal membrane of a tank for transporting and / or storing a gas in liquid form of Mark type.
  • the projection head can be configured to adopt at least one fixed position of inclination with respect to the normal to the membrane. metallic.
  • the projection head can be configured to allow only a certain number of positions which differ depending on the tilt angle of the projection head. Thus, these positions remaining fixed, the movement of the point of impact of the laser beam depends entirely on the movement of the support along the rail.
  • the means authorizing the movement of the point of impact with respect to the metallic membrane distinct from the movement of the support along the rail is active only when the projection head passes from one fixed position to another when it is configured. to adopt at least two fixed positions.
  • the stripping device is configured to strip at least one weld bead from the metal membrane. It is necessary to strip the weld bead formed after the welding operation of the metal membrane.
  • the welding operation can for example be performed at a junction between two metal sheets of the metal membrane in order to join them together. Such a welding operation results in the appearance of the weld bead, and inevitably the layer of impurities and / or oxidation caused by a welding device. Such a layer of impurities and / or oxidation must be removed before commissioning the vessel. Passing the stripping device, more particularly the laser beam over the weld bead, removes the layer of impurities and / or oxidation from the weld bead.
  • the support can carry at least one welding head.
  • the pickling device performs the two operations simultaneously, namely the welding of the metal membrane, then the pickling of the weld bead formed by the welding head.
  • the two heads are therefore arranged one behind the other, the projection head being arranged after the welding head relative to the movement of the support on the rail.
  • the means allowing movement of the point of impact is configured to separate this point of impact from the laser beam of a welding arc formed by the welding head by a distance greater than or equal to 80mm. Since the welding operation is carried out at high temperature, the newly formed welding seam following the welding operation is at a temperature of several hundred degrees. In order to avoid the creation of a new oxide layer during pickling, the temperature of the weld bead must be less than 150 ° C before the laser beam passes over it. For this, a distance of at least 80mm must be applied between the welding arc of the welding head and the point of impact of the laser beam, so that the weld bead can cool sufficiently.
  • the metallic membrane can comprise at least one wave
  • the means allowing movement of the point of impact being configured so that the projection head of the laser beam follows a profile of the wave of the metallic membrane.
  • the presence of the wave at the level of the metal membrane of the tank allows the latter to deform when the vessel carrying it is in motion.
  • the metal membrane comprises at least the wave
  • the welding head forms the weld bead traversing the shape of the wave
  • the pickling operation turns out to be more delicate than for pickling a flat section of the metal membrane.
  • the means allowing movement overcomes this difficulty by rotating or translating the projection head so that the latter, more particularly the end from which the laser beam emanates, follows the shape of the wave and thus effectively etches the wave of the metal membrane.
  • the pivoting can, for example, be performed using a rotation shaft arranged between the projection head and the support, and by a motor integrated into the projection head or the support.
  • a rotation shaft arranged between the projection head and the support, and by a motor integrated into the projection head or the support.
  • the stripping device can comprise at least two heads for projecting a laser beam on the same support.
  • the stripping device comprises a plurality of projection heads. Each of the projection heads projects its own laser beam and can rotate using the means allowing its own movement.
  • a first projection head is oriented at an angle of between 5 ° and 70 ° measured in a counterclockwise direction and a second projection head is oriented at an angle of between 5 ° and 70 ° measured in one direction schedule.
  • the projection heads are oriented such that when the metal membrane is flat, the projection heads each project their laser beam forming only one single point of impact in contact with the metal membrane.
  • each of the projection heads projects its laser beam onto a portion of the wave relating to the orientation of each of said projection heads.
  • Such an arrangement of the projection heads makes it possible to avoid excessively extreme movements within the stripping device. Furthermore, it is possible to limit the energy consumption of the stripping device by stopping the projection of the laser beam from the first projection head or from the second projection head when one of them is at the level of the portion of the wave stripped by the other projection head.
  • the means which causes the movement of the point of impact of the laser beam relative to the metal membrane can comprise at least one reflecting device on which the laser beam from the projection head is reflected towards the membrane.
  • metallic the projection head is fixed and projects the laser beam without the possibility of pivoting thereof. It is the reflecting device, placed in the path of the laser beam, which deflects the laser beam by direct reflection, and returns it towards the metal membrane.
  • the pivoting of the reflection device can for example be effected by means of a motor and a rotation shaft.
  • the support can be in the form of a gantry overhanging the metal membrane.
  • the gantry acts as a support and may for example comprise two uprights extending on either side of the area of the metal membrane to be stripped. The projection head thus overhangs said zone of the metal membrane from the gantry as described below.
  • the metal membrane can comprise at least two metal strips joined to each other by at least one raised edge, the rail being formed by at least one of the raised edges, and advantageously by both. edges raised, the projection head being configured to strip at least one of the raised edges.
  • This embodiment is particularly applicable, for example, for a tank with metallic membranes of the N096 type.
  • the support can wander driven along the rail by a drive member comprising at least one roller bearing against the rail and at least one roller bearing on a flat section of the metal membrane.
  • the drive member when it is in operation, allows the movement of the gantry along the raised edge, or more generally the movement of the support along the rail.
  • the roller rests on the raised edge in order to follow the path of the raised edge.
  • the scared gallery wanders rotated by an electric motor, thus causing the gallery to rotate.
  • the roller is supported on the flat section of the metal membrane and its rotation by the galler guarantees the movement of the gantry on the metal membrane, along the raised edge thereof.
  • the means allowing movement of the point of impact comprises a device for translating the projection head on a slide interposed between two uprights of the gantry.
  • the slide has a function of mechanically holding and sliding the projection head above the metal membrane.
  • the slide can for example be interposed between two uprights of the support thus forming the gantry.
  • the means comprises a commodity wheel integral with the projection head and an endless screw.
  • the latter may extend from an amount to the aurre of support.
  • the projection head comprises the commodity wheel, for example a nut, which can be fixed relative to the projection head.
  • the endless screw can be fixed and it is the commodity wheel which is set in rotation, thus causing a translation of the projection head.
  • the toothed wheel can thus translate along the worm, driving the projection head in its path.
  • the association between the endless screw and the toothed wheel forms a constituent sub-assembly of the means allowing the movement of the laser beam projection head.
  • the projection head is able to perform a reciprocating movement in a direction different from a direction of movement of the gantry, in particular perpendicular to this direction of movement.
  • the combination of the movement of the gantry and the translational movement of the projection head allows full stripping of the section of the metal membrane delimited by the gantry.
  • the toothed wheel can also be placed within a mechanical arm which slides on the slide and carries the projection head, creating an offset between the latter and the gantry. This alternative allows the projection head to strip certain areas of the metallic membrane without the gantry interfering with the stripping operation by obstructing the laser beam and the metallic membrane.
  • the projection head when it is located at one of the ends of the endless screw, can project a laser beam whose trajectory is modified by the reflection module in order to strip the material.
  • raised edge acting as a rail for the gantry despite the fact that the projection head is not vertically centered on the raised edge.
  • the reflection module allows the point of impact of the laser beam to move in at least two different planes, for example perpendicular to one another. .
  • the point of impact of the laser beam is able to cover an area of the metal membrane extending in two different planes, without the need for movement of the projection head along the worm.
  • the projection head is at a constant distance from the metal membrane.
  • the pickling device has the function of pickling the flat section of the metal membrane.
  • the invention also covers a method for stripping a metal membrane from a tank for transporting and / or storing gas in liquid form, using a stripping device as presented above, and comprising: a step of placing in place of the support on the rail at the level of an area of the metal membrane to be stripped, a step of activating the projection head of the laser beam, a step of setting in motion the point of impact of the laser beam in relation to with the metal membrane, a step of moving the support on the rail.
  • the last three steps mentioned above can be carried out successively and in any order. Alternatively, these last three steps can be performed simultaneously.
  • the pickling process can comprise a step of interrupting the laser beam when the projection head is positioned at 0 ° +/- 1 ° with respect to the normal to the metal membrane.
  • the means allowing movement of the point of impact is configured to incline the projection head at an angle of incidence of between 5 ° and 70 °. This angle of inclination, in addition to facilitating the stripping of the wave from the metal membrane, makes it possible to avoid direct reflections on the projection head and to cause damage to the latter.
  • the means allowing the movement of the point of impact can in certain cases cause the pivoting of the projection head, the latter, during its operation, will be at least occasionally positioned at 0 ° +/- 1 ° with respect to the normal.
  • the projection head may for example comprise a sensor capable of interrupting the laser beam each time the projection head is positioned at 0 ° +/- 1 ° with respect to the normal to the metal membrane. This additional step of the pickling process prevents damage to the projection head. We understand that this angle is measured between the direction of the laser beam and the normal to the metal membrane taken at the point of impact.
  • FIG 1 is a schematic representation of a first embodiment of the stripping device according to the invention.
  • FIG 2 is a representation of a projection head comprising a reflection module
  • FIG 3 illustrates the stripping device according to the first embodiment in two different positions
  • FIG 4 is a schematic representation of a second embodiment of the stripping device according to the invention.
  • FIG 5 is a schematic representation of a third embodiment of the stripping device according to the invention.
  • FIG 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of the stripping device according to the invention.
  • FIG 7 is a schematic representation of the fourth embodiment of the pickling device when the latter pickles a wave from the metal membrane
  • FIG 8 is a schematic representation of a fifth embodiment of the stripping device according to the invention.
  • FIG 9 is a schematic representation of a sixth embodiment of the stripping device according to the invention.
  • FIG 10 is a top view of the sixth embodiment.
  • the references LV, VT and LT represent the orientation of the various elements of the detailed description.
  • the longitudinal direction L corresponds to an axis parallel to a weld bead formed on the metal membrane or to a raised edge of the metal membrane
  • the vertical direction V corresponds to a vertical axis
  • the transverse direction T corresponds to an axis perpendicular to the longitudinal axis L and the vertical axis V.
  • Figure 1 shows a stripping device 1 arranged on a metal membrane 5 of a tank for a land or floating structure.
  • the metal membrane 5 forms a sealing barrier against the gas in the liquid state that the tank contains.
  • the metal membrane 5 comprises at least one planar section 55, extending along a longitudinal axis L, and at least one wave 52 which, as an indication, allows deformation of the tank.
  • the metal membrane 5 comprises several series of waves which intersect perpendicularly.
  • the stripping device 1 comprises a rail 4, a projection head 3 and a support 2 interposed between the projection head 3 and the rail 4.
  • the rail 4 is made integral with the metal membrane 5 by means of the connecting foot 16 fixed for example on the nodes which form at the crossing of the waves.
  • the stripping device 1 is intended to strip a layer of impurities or oxidation 54 formed on a weld bead 51 of the metal membrane 5.
  • the weld bead 51 can for example be formed by a welding robot, independent of the stripping device 1 and not shown in FIG. 1.
  • the rail 4 is made integral with the metal membrane 5 so as to move so parallel to the weld bead 51, so that the stripping device 1 can strip the layer of impurities or oxidation 54 formed on the weld bead 51.
  • the support 2 is made integral with the rail 4, for example by engaging shapes complementary to that of the rail 4.
  • the support 2 is electrically powered and comprises a displacement device for moving on the rail 4, along a parallel direction. to the longitudinal axis L and illustrated by an arrow 22.
  • the movement of the support is illustrated in one direction, but it is obvious that the support can move in a first direction illustrated by arrow 22 or in a direction opposite to that illustrated by arrow 22.
  • the movement of the support 2 is established at a speed which may vary as a function of the need, the speed nevertheless being between 25 and 72 cm / min for all of the embodiments according to the invention.
  • the support 2 comprises a rotation shaft 21 extending to the projection head 3.
  • the rotation shaft 21 has a main extension dimension such that the projection head 3 overhangs the weld bead 51.
  • the projection head 3 has the shape of a truncated pyramid. However, it is obvious that as long as the projection head 3 performs its functions, it can have another shape.
  • the projection head 3 is configured to project a laser beam 6 capable of stripping the weld bead 51.
  • the projection head 3 comprises a beam generator, not shown in FIG. 1, capable of emitting the laser beam 6.
  • the projection head 3 is configured to project the laser beam 6 at a laser beam power of between 20W and 200W, at a frequency of pulsations between 100kHz and 250kHz and having a wavelength of 1064nm
  • the laser beam 6 at a power of 100W +/- 20%, at a pulse frequency of 200kHz + 1-5% and exhibiting a wavelength of 1064nm + 1-5%, has demonstrated its efficiency for stripping.
  • the laser beam 6 at a power of 100W +/- 20%, at a frequency of pulsations of 150kHz + 1-5% and presenting a wavelength of 1064nm + 1-5%, has demonstrated its efficiency for the stripping of a surface with generalized corrosion.
  • the projection head 3 can include one or more focusing lenses 34 of the laser beam 6, with a focal length of between 80mm and 360mm.
  • the laser beam 6 extends from the projection head 3 until it reaches the weld seam 51, at an impact point 61. It is at this impact point 61 that the layer impurities or oxidation 54 is removed from the weld bead 51 which is thus pickled.
  • the support 2 moving on the rail 4 along the movement 22, the projection head 3 is thus driven by the support 2 while flying over a path of the weld bead 51.
  • the laser beam 6 is thus projected to the point of impact. 61 which, by the displacement of the support, runs through the weld bead 51, eliminating the layer of impurities or oxidation 54 gradually.
  • the focal length is 330 mm +/- 10 mm.
  • the focal length is 330 mm +/- 10 mm.
  • the projection head 3 comprises an electric motor 23 connected to the rotation shaft 21.
  • the electric motor 23 is configured to rotate the rotation shaft 21, thus causing the pivoting of the projection head 3 according to a clockwise movement 31. or according to an anti-clockwise movement 32.
  • the association between the electric motor 23 and the rotation shaft 21 thus forms a means 11 allowing movement with respect to the metal membrane 5 of the point of impact 61 of the laser beam 6 on this metal membrane 5.
  • This movement is distinct from the movement of the support 2 on the rail 4, as illustrated by the arrow 22.
  • the movement relative to the metal membrane 5 allows the modification of a position of the point d impact 61 of the laser beam 6 on the metal membrane 5 independently of the movement 22 of the support 2. It is therefore possible according to the invention that the point of impact 61 of the laser beam 6 does not move along the weld seam 51 at the same speed e that the travel speed 22 of the support 2.
  • the means 11 authorizing the movement of the projection head 3 is useful in several cases. It makes it possible in particular to implement an inclination of the projection head 3, and therefore of the laser beam 6, with respect to a normal 14 to the metal membrane 5.
  • the normal 14 to the metal membrane 5 is a virtual line perpendicular to the plane. general extension of the metal membrane 5.
  • the projection head 3 is inclined at an angle of incidence 15 of between 5 ° and 70 °, with respect to the normal 14 to the metal membrane 5.
  • the laser beam 6 therefore comes into contact with the metal membrane 5 at the angle of incidence 15, equal to the inclination of the projection head 3.
  • the angle of incidence 15 makes it possible to avoid direct reflection of the beam. laser 6 on the weld seam 51 in the direction of the projection head 3, thus creating a risk of damage to the projection head 3 in view of the power of the laser beam 6.
  • the means 11 which operate the movement of the projection head 3 relative to the support 2 is also useful when the stripping device 1 etches the wave 52 from the metal membrane 5, as described below.
  • FIG. 2 shows the projection head 3 in more detail, particularly in terms of the structure thereof.
  • the LVT trihedron represents the orienrarion of the constituent elements of figure 2.
  • the projection head 3 comprises the beam generator 36 which generates the laser beam 6, and whose operation is known.
  • the laser beam 6 is thus projected towards a reflection module 37.
  • the reflection module 37 is shown schematically, but may for example correspond to a set of mirrors.
  • the reflection module 37 is disposed at one end of the projection head 3 from which emanates the laser beam 6. In other words, the laser beam 6 is or is not reflected by the reflection module 37 before emanating from it. the projection head 3.
  • the reflection module 37 makes it possible to deflect the trajectory of the laser beam 6 at the output of the projection head 3, thus generating a laser beam 6 deflected with respect to the trajectory that it presented at the output of the generator. beam 36.
  • the reflection module 37 is therefore harsh in modifying the movement of the point of impact of the laser beam 6, thus forming an element of the means 11 allowing movement of the point of impact of the laser beam 6 with respect to the metal membrane. .
  • the movement of the point of impact can be ensured in two different planes.
  • the point of impact can in fact move along a plane LV formed by the longitudinal axis L and a vertical axis V, corresponding to a direction Dl, or else along a plane TV formed by a transverse axis T and the vertical axis V, corresponding to a direction D2.
  • the directions D1 and D2 can extend as far as the deflection of the laser beam 6 by the reflection module 37 can allow.
  • the point of impact of the laser beam 6 can cover an area of the metal membrane without the need for movement. of the projection head 3.
  • the reflection module 37 can be present in the projection head 3 of each of the embodiments presented according to the invention, with the exception of one of them as will be specified below.
  • FIG. 3 is a representation of the pickling device 1 according to the first embodiment when the latter pickles the wave 52 from the metal membrane 5.
  • the wave 52 is divided into two portions: a rising portion 521 and a falling portion 522, view according to the direction of movement 22.
  • the wave 52 comprises the weld bead 51.
  • the stripping device 1 therefore pickles the wave 52 and the point of impact 61 of the laser beam 6 passes through the wave 52, along the rising portion. 521 and the descending portion 522.
  • This wave profile modifies the orientation of the normal 14 to the metal membrane 5, which remains perpendicular to the metal membrane 5 at the level of the wave 52.
  • the modification of the orientation of the normal 14 to the metal membrane 5 at the level of the wave 52 also modifies the value of the angle of incidence 15.
  • the means 11 authorizing the movement here the electric motor 23 associated with the rotation shaft 21, ensures the pivoting of the projection head 3 in a clockwise direction 31 or counterclockwise 32, depending on the need.
  • Figure 3 shows the stripping device 1 in solid lines and the same stripping device 1 in dotted lines, symbolizing the position of the stripping device 1 during its displacement above the metal membrane 5.
  • the pickling device 1 pickles a fraction of the weld bead 51 located on the rising portion 521 of the base 52, then pickles a fraction of the weld bead 51 from the descending portion 522 of the base 52.
  • the means 11 pivot the projection head 3 so that the latter follows the profile base 52.
  • the fraction of weld bead 51 located on base 52 is then entirely traversed by the point of impact 61 of laser beam 6, the latter being constantly oriented at the appropriate angle of incidence 15. Since the projection head 3 follows the background shape 52, the projection head 3, more particularly the end from which the laser beam 6 emanates, is permanently oriented towards the background 52 as illustrated in FIG. 3.
  • the projection head 3 During the base stripping 52, the projection head 3 necessarily pivots so as to be punctually positioned at 0 ° +/- 1 ° with respect to the normal 14 to the metal membrane 5. In this positioning, there is a risk of reflection. of the laser beam 6 against the weld seam 51, returning the laser beam 6 to the projection head 3 and risking damaging the latter. This positioning can for example occur at the moment when the stripping device 1 pickles a top 523 of the base 52. In this situation, the stripping device 1 can for example comprise a sensor, not shown in FIG. 3, configured to detect the positioning. at 0 ° +/- 1 ° from the projection head 3, and interrupt the projection of the laser beam 6 in order to avoid
  • FIG. 4 represents a second embodiment of the stripping device 1.
  • the stripping device 1 is configured so that the projection head 3 adopts a plurality of fixed positions.
  • the projection head 3 according to FIG. 4 has three fixed positions: a first position 301, oriented at a first angle of incidence 151 with respect to the normal 14 to the metal membrane 5.
  • the first angle of incidence 151 has a value between 5 ° and 15 ° depending on the counterclockwise 32.
  • the first position 301 is used when the stripping device 1 etches the planar section 55 of the metal membrane 5, a second position 302, oriented at a second angle of incidence 152 with respect to the normal 14 to the membrane metal 5.
  • the second angle of incidence 152 has a value between 45 ° and 70 ° in the counterclockwise direction 32.
  • the second position 302 is used when the stripping device 1 etches the rising portion 521 of the wave 52 of the wave. metal membrane 5, a third position 303, oriented at a third angle of incidence with respect to the normal 14 of the metal membrane 5.
  • This third angle of incidence is not shown in FIG. 4, but it is of a value identical to the value of the second angle of incidence 152, that is to say a value between 45 ° and 70 °.
  • the third angle of incidence is oriented clockwise 31.
  • the third position 303 is used when the stripping device 1 etches the descending portion 522 of the wave 52 of the wave. metal membrane 5.
  • the projection head 3 is configured to adopt one of the three positions presented above according to the need.
  • the means 11 is then active only when the projection head 3 passes from one of the fixed positions to another.
  • the laser beam 6 can be interrupted when the projection head 3 is positioned at 0 ° +/- 1 ° with respect to the normal 14 to the metal membrane 5. It is obvious that this case This figure only occurs in the event of a transition from one of the fixed positions to another.
  • FIG. 5 represents a third embodiment of the stripping device 1.
  • the stripping device 1 incorporates all the elements of the first embodiment.
  • the stripping device 1 also comprises a welding head 7, linked to the support 2 by an arm 71.
  • the arm 71 has a main dimension so that the welding head 7 overhangs a junction of two sheets. metal of the metal membrane 5 where it is necessary to make a junction by welding.
  • the welding head 7 is guided by the support 2 operating the movement 22, while being configured to generate a welding arc 72, the latter being generated at the junction between two metal sheets of the metal membrane 5.
  • the function of the head welding 7 is therefore to weld these two metal sheets together, thus forming the weld bead 51 and the layer of impurities or oxidation 54 which accompanies it.
  • the welding head 7 is arranged upstream of the projection head 3 relative to the movement 22 of the support 2, so that the projection head 3 can project the laser beam 6 onto the welding bead 51 formed by the welding head 7 , and thus proceed to the stripping of the weld bead 51 by removing therein the layer of impurities or oxidation 54.
  • the welding head 7 is able to pivot clockwise 31 or anti-clockwise 32 when the junction between two metal sheets of the metal membrane 5 is located at the level of the wave 52 of the metal membrane 5. This pivoting is possible thanks to the arm 71 linking the welding head 7 to the support 2.
  • the welding head 7 is also able to perform a translational movement 73 in order to be able to follow the contour of the wave 52 of the metal membrane 5 while carrying out the welding operation.
  • the weld bead 51 formed is at a high temperature. It is necessary to wait for the temperature of the weld bead 51 to drop below 150 ° C. before proceeding with the pickling of the latter, in order to avoid creating new oxides during the pickling. This is why the welding arc 72 of the welding head 7 and the impact 61 of the laser beam 6 are separated by a distance 13 from each other. This distance 13 is established as a function of the displacement speed 22 of the support 2, in order to allow sufficient time for the weld bead to pass below 150 ° C between the moment when it is generated by the welding head 7 and the when it is pickled by the impact 61 of the laser beam 6.
  • FIG. 6 and FIG. 7 represent a fourth embodiment of the stripping device 1.
  • the stripping device 1 comprises two projection heads 3, each comprising its own means 11 allowing movement of the stripping head. projection 3 relative to the support 2.
  • the projection device 1 comprises a first projection head 3a and a second projection head 3b.
  • the first projection head 3a is configured to project a first laser beam 6a.
  • the first projection head 3a can perform a pivoting movement through a first electric motor 23a and a first rotation shaft 21a.
  • the second projection head 3b is configured to project a second laser beam 6b and is eager to perform a pivoting movement through a second electric motor 23b and a second rotation shaft 21b.
  • the first projection head 3a and the second projection head 3b are therefore identical or similar in structure and function.
  • the first projection head 3a and the second projection head 3b are oriented so that their respective laser beam 6a and 6b extend to form a single point of impact 61, common to the two laser beams 6a and 6b.
  • the means 11 allowing the movement of the two projection heads 3a, 3b place the latter so that their laser beam 6a, 6b converge on the point of impact 61.
  • the two projection heads are oriented at an identical angle of incidence, except for the direction of orientation of said angle of incidence.
  • the first projection head 3a is inclined at an angle of incidence oriented in the anti-clockwise direction 32
  • the second projection head 3b is inclined at an angle of incidence of an angular value identical to the angle of incidence of the first projection head 3a, but rotated clockwise 31.
  • each of the laser beams 6a and 6b form an impact point separate, respectively a first point of impact 6la and a second point of impact 61b.
  • the first point of impact 6la traverses the rising portion 521 of the wave 52 and the second point of impact 61b traverses the descending portion 522 of the wave 52 .
  • the first projection head 3a follows the profile of the rising portion 521 and the projection head 3b follows the profile of the descending portion 522, each respecting an inclination according to the angle of incidence of between 5 ° and 70 °. It is quite possible, for example thanks to a sensor not shown in FIG. 7, to temporarily stop the emission of the first laser beam 6a during a passage at the level of the descending portion 522 of the wave 52, and / or the emission of the second laser beam 6b during a passage at the level of the rising portion 521 of the wave 52, in order to limit the energy consumption of the two projection heads 3a and 3b.
  • Figure 8 shows a fifth embodiment of the stripping device 1. This is the only embodiment where the projection head 3 does not include a reflection module.
  • the projection head 3 is linked to the support 2 in a fixed manner.
  • the projection head 3 projects the laser beam 6, for example parallel to the rail 4 or to the metal membrane 5.
  • the stripping device 1 comprises a reflecting device 8, for example a mirror, arranged on the path of the laser beam 6 and on which it is reflected.
  • the reflecting device 8 is arranged so as to project the laser beam 6 in the direction of the weld seam 51, up to the point of impact 61 of the laser beam 6 on the metal membrane 5.
  • the reflecting device 8 which is linked to the rotation shaft 21, the latter establishing the mechanical link between the reflecting device 8 and the support 2.
  • the rotation shaft 21 can be brought into line. rotation by the electric motor 23 in order to cause the reflecting device 8 to pivot and thus to modify the path of the laser beam 6 after reflection against the reflecting device 8.
  • the point of impact 61 can then move distinctly from the movement 22 of the support 2, and this as a function of the pivoting of the reflecting device 8 clockwise 31 or counterclockwise 32.
  • the means 11 allowing movement of the point of impact 61 of the laser beam 6 on the metal membrane 5 is formed by the association between the rotation shaft 21 and the electric motor 23, but said means 11 allowing movement causes the pivoting of the reflecting device 8 and not of the projection head 3, as is the case with the embodiments illustrated in Figures 1 and 3 to 7.
  • FIG. 9 and FIG. 10 represent a sixth embodiment of the stripping device 1, respectively in front view and in top view.
  • This embodiment is suitable for a metal membrane 5 comprising at least two metal bands joined to each other by at least one raised edge 53.
  • the metal bands are made of an iron alloy with 36% nickel. , material particularly sensitive to oxidation.
  • the raised edge 53 which plays the role of the rail of the stripping device 1.
  • the raised edge 53 is formed by a strip bent at right angles, so as to come to rest on the strip of the strip. immediately adjacent metal strip.
  • the support 2 of the stripping device 1 is in the form of a gantry 9 which overhangs the metal membrane 5.
  • the gantry 9 comprises two uprights 94 which each include a base 95 resting on the metal membrane. 5.
  • Each upright 94 extends mainly along the vertical axis V and one end of upright 94 is in direct contact with the base 95.
  • the base 95 has a notch 96 configured to accommodate the raised edge 53.
  • the base 95 also includes a drive member 91 within its structure.
  • the drive member 91 comprises at least one roller 93 and one roller 92, respectively shown in dotted lines and in solid lines in FIG. 9.
  • the roller 93 has a cylindrical shape, an axis of rotation of which is parallel to the vertical axis. V, for example a direction perpendicular to a major plane of the metal membrane 5 and parallel to a plane in which the raised edge 53 is inscribed.
  • the roller 93 is in direct contact with the raised edge 53 and rolls on the latter.
  • the drive member 91 comprises a power supply, not shown in FIG. 9, configured to drive the rotation of the roller 93 about its axis of rotation.
  • the roller 92 also has a cylindrical shape, an axis of rotation of which is parallel to the general plane of extension of the metal membrane 5 and perpendicular to a plane in which the raised edge 53 is inscribed.
  • the roller 92 is in direct contact with the metal membrane 5 and carries the stripping device 1, when the latter is placed on a horizontal plane.
  • the roller 93 begins to rotate and drives the rotation of the roller 92.
  • the roller 92 being the only direct contact between the gantry 9 and the flat section 55 of the metal membrane 5, it is is the roller 92 which, by rotation against the flat section 55 of the metal membrane 5, guarantees the movement 22, visible in FIG. 10, of the gantry 9 along the metal membrane 5.
  • the gantry 9 moves parallel to the raised edge 53. Furthermore, the gantry 9 here comprising a drive member 91 per base 95, each of the drive members 91 is configured to cause a rotation of the identical rollers 93 so that the speed of the gantry 9 is equal for each of the bases 95.
  • the gantry 9 can operate the displacement 22 at a constant speed or else step by step.
  • Each of the ends of the uprights 94 opposite the bases 95 are interconnected by a slide 10, extending mainly along the transverse axis T.
  • the slide 10 acts as a mechanical guide for a mechanical arm 18 connected to the projection head. 3, as seen in Figure 10, in order to create a longitudinal offset of the projection head 3 along the longitudinal axis L.
  • the projection head 3 is held above the metal membrane 5 and can project the laser beam 6 on it.
  • the stripping device 1 comprises a translation device 101 of the projection head 3, forming a connection between the two uprights 94.
  • This translation device 101 extends at the level of the slide 10 of parallel to this one.
  • the translation device 101 passes right through the mechanical arm 18, the latter carrying the projection head 3.
  • the translation device 101 ensures the movement of the projection head 3.
  • the translation device 101 can for example be a worm 35, able to cooperate with a toothed wheel 33 integral with the mechanical arm 18.
  • the toothed wheel 33 can for example be a nut and can be rotated for any suitable device.
  • the worm 35 can be rotated and thus induce a translation of the mechanical arm 18, and consequently of the projection head 3, between the two uprights 94.
  • the mechanical arm 18 and the projection head 3 are thus suitable. to move along the translation device 101 in a transverse movement 12.
  • the transverse movement 12 of the projection head 3 along the slide 10 allows the point of impact 61 of the laser beam 6 to sweep the metal membrane 5 in performing transverse round trips, these round trips being made according to the transverse movement 12.
  • the point of impact 61 of the laser beam 6 strikes the metal membrane 5 according to the movement distinct from the movement 22 of the gantry 9 acting as a support in this embodiment.
  • Such a movement is authorized by the means 11 formed by the association between the translation device 101 and the toothed wheel 33.
  • the projection head 3 also comprises the reflection module, not visible in FIGS. 9 and 10, in this embodiment.
  • the reflection module thanks to a deviation of the path of the laser beam 6, allows the pickling of the raised edge 53 of the metal membrane 5. Such pickling is possible when the projection head 3 is located at the level of one of the ends of the translation device 101, as shown in dotted lines on the left of FIG. 9 and on the left of FIG. 10.
  • the reflection module thus enables the stripping device 1 to strip the raised edge 53 of the membrane metal 5 despite the fact that the projection head 3 is not vertically centered at the level of the raised edge 53 along the vertical axis V.
  • the mechanical arm 18 ensures the longitudinal offset of the projection head 3 so that the gantry 9 does not obstruct the laser beam 6 for stripping the raised edge 53.
  • the reflection module allows the point of impact of the laser beam 6 to be set in motion on the whole of an impact surface 19 of the metal membrane 5.
  • the impact surface 19 is shown in dotted lines and also includes the raised edge 53 of the metal membrane 5.
  • the impact surface 19 delimits a zone of movement of the point of impact 61 of the laser beam 6 when the projection head 3 is at the level of the dotted representation on the right of FIG. 10.
  • the point of impact 61 of the laser beam 6 can thus, thanks to the module of reflection, moving according to a longitudinal movement L1 and / or according to a transverse movement Tl within the impact surface 19.
  • the transverse movement 12 of the projection head 3 associated with the movement 22 of the gantry 9 allows the stripping of the metal membrane 5. It is possible to imagine the stripping of the metal membrane 5 in several stages. First of all, the projection head 3 performs at least one transverse movement 12 along the entire translation device 101 so that the point of impact 61 of the laser beam 6 passes through a cross section of the metal membrane 5. Then, the gantry 9 performs the movement 22 in order to offset the projection head 3 longitudinally. The step of the transverse movement 12 of the projection head 3 is then repeated so that the point of impact 61 of the laser beam 6 passes through another cross section of the metal membrane, adjacent to that which was stripped previously. The gantry 9 again performs the movement 22, and so on until the metal membrane 5 is completely etched.
  • the stripping can be carried out along a longitudinal distance as long as the gantry 9 is integral with the raised edge (s) 53.
  • the steps can be repeated in this way one after the other, causing a back and forth movement. transverse of the projection head 12, at the same time as the latter advances along the metal strip. It is also possible, after setting the speed of movement of the stripping device 1, to ensure that the speed of the transverse movement 12 is higher than the speed of movement 22 of the support relative to the membrane 5.
  • the projection head 3 can move at a speed fast enough to completely strip the metal membrane 5 while the gantry 9 moves continuously.
  • the projection head 3 is maintained at a constant distance 17 from the metal membrane 5, the movement of the head projection 3 being transverse and the stripping device 1 stripping the flat section 55 of the metal membrane 5.
  • the invention achieves the aim it had set itself, and makes it possible to propose a stripping device for a tank for transporting and / or storing gas in liquid form, comprising a rail, a support and a projection head projecting a laser beam, as well as a means allowing movement of a point of impact of the laser beam relative to the membrane distinct from the displacement of the support.

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Abstract

Dispositif de décapage pour cuve de transport/stockage d'un gaz à l'état liquide La présente invention concerne un dispositif de décapage (1) d'une membrane métallique (5) d'une cuve de transport et/ou de stockage de gaz sous forme liquide comprenant : au moins un rail (4) configuré pour être solidarisé à la membrane métallique (5), au moins une tête de projection (3) d'un faisceau laser (6) configuré pour décaper la membrane métallique (5), au moins un support (2) interposé entre la tête de projection (3) et le rail (4) et configuré pour se déplacer le long du rail (4), caractérisé en ce que le dispositif de décapage (1) comprend un moyen (11) autorisant un mouvement (21, 23) par rapport à la membrane métallique (5) d'un point d'impact (61) du faisceau laser (6) sur la membrane métallique (5), le mouvement étant distinct du déplacement (22) opéré par le support (2) sur le rail (4).

Description

Description
Dispositif de décapage pour cuve de transport/stockage d’un gaz à l’état liquide
La présente invention concerne un dispositif de décapage de membrane métallique de cuve destinée à contenir un gaz sous forme liquide. L’invention se rapporte au domaine de la fabrication ou de la maintenance de telle cuve.
Dans l’industrie du transport et/ou du stockage de gaz sous forme liquide, il est connu d’utiliser des cuves dont la structure assure des fonctions d’étanchéité et de protection thermique. De telles cuves comprennent au moins une membrane métallique qui assure la fonction d’étanchéité. La membrane métallique se compose d’une pluralité de tôles métalliques soudées entre elles lors de la construction de la cuve. Dans un cas habituel, l’utilisation d’un acier inoxydable impose un décapage des soudures. Actuellement, ce décapage de la membrane métallique s’effectue manuellement, par exemple à l’aide d’une brosse métallique, ou par passivation à l’acide.
Dans d’autres situations, la membrane métallique peut s’oxyder ou se salir, par exemple lors d’opérations de soudage de tôles métalliques ou bien lorsqu’un évènement tel qu’une défaillance de générateur d’air sec ou lorsqu’un incendie accidentel survient, ou encore lors d’une entrée d’eau de mer, un tel évènement étant alors générateur d’un dépôt sur la membrane. La membrane étant destinée à venir en contact du gaz à l’état liquide, il est alors indispensable de procéder au décapage de la membrane métallique de la cuve afin d’éviter un développement de corrosion.
Ces deux types de décapage sont longs à mettre en œuvre et implique des moyens financiers conséquents.
Il existe par ailleurs des têtes de projection laser portatives aptes à décaper une paroi métallique, mais celles-ci sont manuelles et ne sont pas adaptées à une utilisation dans une cuve à membranes de stockage ou de transport d’un gaz à l’état liquide. Elles ne résolvent donc pas le problème de perte de temps passé au décapage de la membrane métallique. La présente invention permet de procéder au décapage de la membrane métallique d’une cuve de manière automatisée, tour en économisant du temps et des moyens financiers.
L’invention consiste en un dispositif de décapage d’une membrane métallique d’une cuve de transport et/ou de stockage de gaz sous forme liquide comprenant : au moins un rail configuré pour être solidarisé à la membrane métallique, au moins une tête de projection d’un faisceau laser configuré pour décaper la membrane métallique, au moins un support interposé entre la tête de projection et le rail et configuré pour se déplacer le long du rail, caractérisé en ce que le dispositif de décapage comprend un moyen autorisant un mouvement, par rapport à la membrane métallique, d’un point d’impact du faisceau laser sur la membrane métallique, le mouvement étant distinct d’un déplacement opéré par le support sur le rail.
Par décapage de la membrane métallique, il faut comprendre l’élimination par exemple d’une couche d’impuretés ou d’oxydation qui s’est déposée sur une face interne de la membrane métallique, par exemple après une opération de soudage ou bien après une pollution de la cuve survenant sur le chantier. Le dispositif de décapage selon l’invenrion est donc configuré pour décaper la membrane métallique pendant les opérations de fabrication de la membrane, par exemple la soudure entre deux rôles constitutrices de cette membrane, ou postérieurement à cette fabrication. Dans ce dernier cas, l’invention est très avantageuse car elle évite d’avoir à remonter un échafaudage à l’intérieur de la cuve pour atteindre les zones polluées.
Le dispositif de décapage comprend le rail solidaire de la membrane métallique. Le rail peur être fixé, par exemple en agrippant des formes parriculières de la membrane, comme par exemple les nœuds qui se forment aux croisements des ondes, lorsque la membrane en est pourvue.
Il est également possible d’utiliser un élément de la membrane métallique afin que ce dernier fasse office de rail, par exemple un bord relevé de la membrane métallique tel que cela est décrit par la suite. Le rail peut présenter une trajectoire entièrement droite ou bien courbée.
Le support est solidarisé sur le rail, par exemple par engagement au niveau d’une extrémité du rail, et il est configuré pour coulisser le long du rail. Le support peut par exemple être alimenté électriquement pour opérer un déplacement dépendant de la trajectoire du rail.
La tête de projection du faisceau laser est liée au support par un quelconque moyen de fixation. Elle est ainsi entraînée par le support lors du déplacement de celui-ci sur le rail. La tête de projection est configurée pour projeter le faisceau laser dont les
caractéristiques sont adaptées pour une opération de décapage de la membrane métallique, tel que cela est présenté par la suite. Le faisceau laser est projeté contre une zone à décaper de la membrane métallique, formant le point d’impact du faisceau laser sur la membrane métallique. C’est au niveau de ce point d’impact que le décapage est effectué.
Le mouvement du point d’impact du faisceau laser peut dépendre du déplacement du support le long du rail. En effet, la tête de projection étant portée par le support, le point d’impact du faisceau laser peut suivre le déplacement du support. L’invention est reconnaissable en ce qu’elle comprend le moyen autorisant le mouvement de la tête de projection du faisceau laser par rapport au support, quand ce dernier se déplace le long du rail. Cette définition exclue tout mouvement intervenant pendant une opération de montage de la tête de projection sur le support, lors de la fabrication ou de la maintenance du dispositif de décapage. On comprend donc que le point d’impact du faisceau laser n’est pas exclusivement guidé par le déplacement du support le long du rail.
Les moyens autorisant le mouvement de la tête de projection par rapport au support sont divers. Il peut s’agir par exemple de moyens entraînant un mouvement de la tête de projection ou d’un quelconque autre élément agissant sur la trajectoire du faisceau laser, et ce indépendamment du support. Ainsi, en fonction du mode de réalisation de l’invention, la tête de projection peut par exemple pivoter ou bien translater, par rapport au support. Le moyen est alors un moyen de pivotement et/ou un moyen de translation de la tête de projection par rapport au support. Dans un tel mode de réalisation, la tête de projection peut pivoter et/ou translater aussi librement qu’un degré de liberté du moyen autorisant le mouvement de la tête de projection puisse le permettre. Il est également possible de paramétrer le dispositif de décapage afin que celui-ci n’autorise qu’un nombre limité de positions de la tête de projection. Dans ce mode de réalisation, le moyen autorisant le mouvement de la tête de projection n’est actif qu’en cas de changement de position de la tête de projection. De manière alternative ou
complémentaire, le moyen peut comprendre une surface réfléchissante qui dévie le faisceau vers la membrane à décaper. La surface réfléchissante peut par exemple se présenter sous la forme d’un module réfléchissant directement intégré au sein de la structure de la tête de projection et autorisant le mouvement du point d’impact du faisceau laser dans au moins deux plans différents, ou bien par exemple sous la forme d’un miroir intégré au support et disposé au niveau de la trajectoire du faisceau laser émanant de la tête de projection.
Le mouvement du point d’impact du faisceau laser est effectué en fonction des formes de la membrane métallique ou du type d’opération de décapage à effectuer sur celle-ci. Les détails concernant le mouvement et le ou les moyens autorisant un tel mouvement sont présentés au cours de la description de l’invention.
Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection est configurée pour projeter le faisceau laser à une puissance de faisceau comprise entre 20W et 200 W. Afin d’assurer la fonction de décapage sans destruction de la membrane, le faisceau laser projeté est d’une puissance suffisante pour décaper efficacement la face interne de la membrane métallique sur laquelle il est projeté. La puissance du faisceau laser présente une valeur seuil maximale afin de ne pas endommager la membrane métallique de la cuve.
Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection est configurée pour projeter le faisceau laser à une fréquence de pulsation comprise entre 100kHz et 250kHz. Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection est configurée pour projeter le faisceau laser à une fréquence de pulsation comprise entre 100kHz et 200kHz. La tête de projection laser projette un faisceau laser dit pulsé. Un laser pulsé émet des pulsations lumineuses permettant de multiplier la puissance du laser durant les pulsations tout en conservant une consommation d’énergie identique. Les pulsations génèrent de la chaleur qui aide au décapage de la surface de la membrane métallique. La fréquence des pulsations du faisceau laser est ainsi comprise entre 100kHz à 200kHz. Autrement dit, la tête de projection projette une pulsation par intervalle de temps compris entre 5 et 10 microsecondes.
Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection est configurée pour projeter le faisceau laser à une longueur d’onde de 1064nm +/-5%.
Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection comprend au moins une lentille de focalisation du faisceau laser. Le fait d’avoir la lentille au niveau de l’émission du faisceau laser permet de densifier celui-ci. Ainsi le décapage laser est plus efficace.
Selon une caractéristique de l’invention, une distance focale de la lentille de focalisation du faisceau laser est comprise entre 80mm et 360mm. Le point du faisceau laser où la densité lumineuse est la plus élevée correspond à la distance focale de la lentille, soit la distance séparant la lentille dudit point. Autrement dit, pour un décapage optimal, la distance entre la lentille et la zone de la membrane métallique à décaper doit être identique ou sensiblement identique à la distance focale de la lentille, soit entre 80mm et 360mm en fonction de la lentille utilisée.
Selon une caractéristique de l’invention, le support est configuré pour se déplacer sur le rail à une vitesse comprise entre 25 et 72 cm/min. Bien que le dispositif de décapage comprenne le moyen autorisant le mouvement du point d’impact du faisceau laser distinct du déplacement du support, la vitesse de ce dernier joue un rôle dans le mouvement du point d’impact du faisceau laser. Ainsi, un déplacement du support à une vitesse trop rapide peut engendrer un mouvement du point d’impact du faisceau laser également trop rapide, ce qui provoque un décapage peu efficace. A l’inverse, un mouvement du point d’impact trop lent peut maintenir ce dernier au niveau d’un certain point de la membrane métallique et entraîner des dommages matériels sur celle-ci au vu de la puissance du faisceau laser. Pour éviter ces deux cas de figures, la vitesse de déplacement du support doit erre maintenue au sein d’un écart de vitesse compris entre 25 et 72 cm/min.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact par rapport au support peut être configuré pour que la tête de projection suive un profil complémentaire d’un profil de la membrane métallique. Comme indiqué précédemment, le mouvement du point d’impact du faisceau laser est effectué en fonction des formes de la membrane métallique. Ainsi, la position de la tête de projection peut être modifiée pour s’adapter au profil de la membrane métallique afin que l’opération de décapage soit la plus efficace possible en fonction de la situation.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact peut comprendre un module de réflexion disposé au sein de la tête de projection et configuré pour assurer le mouvement du point d’impact dans au moins deux plans différents. Le module de réflexion est mis en place au niveau d’une extrémité de la tête de projection d’où émane le faisceau laser. Le module de réflexion peut par exemple se présenter sous la forme d’un jeu de miroirs mobiles assurant l’orientation du faisceau laser en sortie de la tête de projection en fonction du besoin. Le module de réflexion permet ainsi le mouvement du point d’impact du faisceau laser dans au moins deux plans différents. Autrement dit, le mouvement du point d’impact par rapport à la membrane métallique peut s’effectuer selon une pluralité de directions limitées par les capacités du module de réflexion.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact est configuré pour incliner la tête de projection selon un angle d’incidence compris entre 5° et 70° par rapport à une normale à la membrane métallique. Autrement dit, le faisceau laser projeté atteint la surface à décaper selon un angle d’incidence compris entre 5° et 70°. Une telle inclinaison présente un intérêt lorsque la membrane métallique à décaper est par exemple la membrane métallique d’une cuve de transport et/ou de stockage d’un gaz sous forme liquide de type Mark.
Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection peut être configurée pour adopter au moins une position fixe d’inclinaison par rapport à la normale à la membrane métallique. La tête de projection peut être paramétrée pour n’autoriser qu’un certain nombre de positions qui different en fonction de l’angle d’inclinaison de la tête de projection. Ainsi, ces positions demeurant fixes, le mouvement du point d’impact du faisceau laser dépend entièrement du déplacement du support le long du rail. Autrement dit, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact par rapport à la membrane métallique distinct du déplacement du support le long du rail est actif uniquement lorsque la tête de projection passe d’une position fixe à une autre lorsqu’elle est configurée pour adopter au moins deux positions fixes.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de décapage est configuré pour décaper au moins un cordon de soudure de la membrane métallique. Il est nécessaire de décaper le cordon de soudure formé après l’opération de soudage de la membrane métallique. L’opération de soudage peut par exemple être effectuée au niveau d’une jonction entre deux tôles métalliques de la membrane métallique afin de les solidariser. Une telle opération de soudage entraîne l’apparition du cordon de soudure, et inévitablement de la couche d’impuretés et/ou d’oxydation provoquée par un appareil de soudage. Une telle couche d’impuretés et/ou d’oxydation doit être éliminée avant la mise en service de la cuve. Le passage du dispositif de décapage, plus particulièrement du faisceau laser sur le cordon de soudure, permet d’éliminer la couche d’impuretés et/ou d’oxydation du cordon de soudure.
Selon une caractéristique de l’invention, le support peut porter au moins une tête de soudage. Ainsi, le dispositif de décapage effectue les deux opérations en simultanée, à savoir le soudage de la membrane métallique, puis le décapage du cordon de soudure formé par la tête de soudage. Les deux têtes sont donc disposées l’une derrière l’autre, la tête de projection étant disposée après la tête de soudage par rapport au déplacement du support sur le rail.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact est configuré pour séparer ce point d’impact du faisceau laser d’un arc de soudage formé par la tête de soudage d’une distance supérieure ou égale à 80mm. L’opération de soudage étant effectuée à température élevée, le cordon de soudage nouvellement formé suite à l’opération de soudage est à une température de plusieurs centaines de degrés. Afin d’éviter la création d’une nouvelle couche d’oxydes lors du décapage, la température du cordon de soudage doit être inférieure à 150°C avant le passage du faisceau laser sur celui- ci. Pour cela, une distance d’au moins 80mm doit être appliqué entre l’arc de soudage de la tête de soudage et le point d’impact du faisceau laser, afin que le cordon de soudure puisse refroidir suffisamment.
Selon une caractéristique de l’invention, la membrane métallique peut comprendre au moins une onde, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact étant configuré pour que la tête de projection du faisceau laser suive un profil de l’onde de la membrane métallique. La présence de l’onde au niveau de la membrane métallique de la cuve permet la déformation de celle-ci lorsque le navire qui la porte est en mouvement. Lorsque la membrane métallique comprend au moins l’onde, et que la tête de soudage forme le cordon de soudure parcourant la forme de l’onde, l’opération de décapage s’avère plus délicate que pour le décapage d’une section plane de la membrane métallique. Le moyen autorisant le mouvement pallie cette difficulté en faisant pivoter ou translater la tête de projection pour que celle-ci, plus particulièrement l’extrémité d’où émane le faisceau laser, suive la forme de l’onde et décape ainsi de manière efficace l’onde de la membrane métallique. Le pivotement peut par exemple être effectué à l’aide d’un arbre de rotation disposé entre la tête de projection et le support, et par un moteur intégré à la tête de projection ou au support. Une telle organisation permet de conserver un angle d’incidence du faisceau laser sur la membrane, même en présence des ondes.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de décapage peut comprendre au moins deux têtes de projection d’un faisceau laser sur un même support. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de décapage comprend une pluralité de têtes de projection. Chacune des têtes de projection projette son propre faisceau laser et peut pivoter grâce au moyen autorisant le mouvement qui lui est propre.
Selon une caractéristique de l’invention, une première tête de projection est orientée selon un angle compris entre 5° et 70° mesuré dans un sens anti-horaire et une deuxième tête de projection est orientée selon un angle compris entre 5° et 70° mesuré selon un sens horaire. Autrement dit, les têtes de projection sont orientées de telle sorte que lorsque la membrane métallique est plane, les têtes de projection projettent chacune leur faisceau laser ne formant qu’un seul et unique point d’impact au contact de la membrane métallique. Lorsque les faisceaux laser des têtes de projection parcourent l’onde de la membrane métallique, chacune des têtes de projection projette son faisceau laser sur une portion de l’onde relative à l’orientation de chacune desdites têtes de projection. Un tel agencement des têtes de projection permet d’éviter des mouvements trop extrêmes au sein du dispositif de décapage. Par ailleurs, il est possible de limiter la consommation d’énergie du dispositif de décapage en stoppant la projection du faisceau laser de la première tête de projection ou de la deuxième tête de projection lorsque l’une d’entre elles est au niveau de la portion de l’onde décapée par l’autre tête de projection.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen qui provoque le mouvement du point d’impact du faisceau laser par rapport à la membrane métallique peut comprendre au moins un dispositif réfléchissant sur lequel le faisceau laser de la tête de projection est réfléchi vers la membrane métallique. Dans ce mode de réalisation, la tête de projection est fixe et projette le faisceau laser sans possibilité de pivotement de celui-ci. C’est le dispositif réfléchissant, disposé sur la trajectoire du faisceau laser, qui dévie le faisceau laser par réflexion directe, et le renvoie en direction de la membrane métallique. Le pivotement du dispositif de réflexion peut par exemple s’effectuer à l’aide d’un moteur et d’un arbre de rotation.
Selon une caractéristique de l’invention, le support peut se présenter sous la forme d’un portique surplombant la membrane métallique. Dans ce mode de réalisation, le portique fait office de support et peut par exemple comprendre deux montants s’étendant de part de d’autre de la zone de la membrane métallique à décaper. La tête de projection surplombe ainsi ladite zone de la membrane métallique depuis le portique tel que cela est décrit par la suite.
Selon une caractéristique de l’invention, la membrane métallique peut comprendre au moins deux bandes métalliques jointes l’une à l’autre par au moins un bord relevé, le rail étant formé par au moins un des bords relevés, et avantageusement par les deux bords relevés, la tête de projection étant configurée pour décaper au moins un des bords relevés. Conrrairemenr aux modes de réalisation précédents, au sein desquels le rail est distinct de la membrane et solidarisé à la cuve par un quelconque moyen de fixation, ici c’est le bord relevé de la membrane métallique qui fait office de rail. Ce mode de réalisation évite ainsi l’apporr du rail, ainsi que son montage et son démontage une fois l’opération de décapage achevée. Ce mode de réalisation est tour particulièrement applicable par exemple pour une cuve à membranes métalliques de type N096.
Selon une caractéristique de l’invenrion, le support peur erre entraîné le long du rail par un organe d’enrraînemenr comprenant au moins un galet en appui contre le rail et au moins un rouleau en appui sur une section plane de la membrane métallique. Autrement dir, l’organe d’enrraînemenr, lorsque celui-ci est en fonctionnement, permet le déplacement du portique le long du bord relevé, ou plus généralement le déplacement du support le long du rail. Le galet est en appui sur le bord relevé afin de suivre la trajectoire du bord relevé. Le galer peur erre mis en rotation par un moteur électrique, entraînant ainsi la rotation du galer. Le rouleau est en appui sur la section plane de la membrane métallique et sa mise en rotation par le galer garantir le déplacement du portique sur la membrane métallique, le long du bord relevé de celle-ci.
Selon une caractéristique de l’invenrion, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact comprend un dispositif de translation de la tête de projection sur une glissière interposée entre deux montants du portique. La glissière a une fonction de maintien mécanique et de coulissement de la tête de projection au-dessus de la membrane métallique. La glissière peur par exemple être interposée entre deux montants du support formant ainsi le portique.
Selon une autre caractéristique, le moyen comprend une roue denrée solidaire de la tête de projection et une vis sans fin. Cette dernière peur s’étendre d’un montant à l’aurre du support. La tête de projection comprend la roue denrée, par exemple un écrou, qui peur être fixe par rapport à la tête de projection. Alternativement, la vis sans fin peur être fixe et c’est la roue denrée qui est mise en rotation, entraînant ainsi une translation de la tête de projection. La roue dentée peut ainsi translater le long de la vis sans fin en entraînant la tête de projection dans son parcours. L’association entre la vis sans fin et la roue dentée forme un sous-ensemble constitutif du moyen autorisant le mouvement de la tête de projection du faisceau laser. Ainsi, la tête de projection est apte à effectuer un mouvement de va-et-vient selon une direction différente d’une direction de déplacement du portique, notamment perpendiculairement à cette direction de déplacement. La combinaison du déplacement du portique et du mouvement de translation de la tête de projection permet un décapage intégral de la section de la membrane métallique délimitée par le portique. Alternativement, la roue dentée peut également être disposée au sein d’un bras mécanique qui coulisse sur la glissière et porte la tête de projection, créant un décalage entre cette dernière et le portique. Cette alternative permet à la tête de projection de décaper certaines zones de la membrane métallique sans que le portique ne gêne l’opération de décapage en faisant obstacle entre le faisceau laser et la membrane métallique.
Grâce au module de réflexion décrit précédemment, la tête de projection, lorsque celle-ci est située à l’une des extrémités de la vis sans fin, peut projeter un faisceau laser dont la trajectoire est modifiée par le module de réflexion afin de décaper le bord relevé faisant office de rail pour le portique, malgré le fait que la tête de projection ne soit pas verticalement centrée sur le bord relevé. Il s’agit là d’une fonction avantageuse du module de réflexion car le bord relevé est un élément de la membrane métallique particulièrement fastidieux à décaper. D’une manière plus générale, et comme cela a été décrit précédemment, le module de réflexion permet au point d’impact du faisceau laser de se mouvoir dans au moins deux plans différents, par exemple perpendiculaire l’un par rapport à l’autre. Ainsi, le point d’impact du faisceau laser est apte à couvrir une zone de la membrane métallique s’étendant selon deux plans différents, et ce sans nécessité de mouvement de la tête de projection le long de la vis sans fin.
Selon une caractéristique de l’invention, la tête de projection est à une distance constante de la membrane métallique. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de décapage a pour fonction de décaper la section plane de la membrane métallique. L’invention couvre également un procédé de décapage d’une membrane métallique d’une cuve de transport et/ou de stockage de gaz sous forme liquide, mettant en œuvre un dispositif de décapage tel que présenté précédemment, et comprenant : une étape de mise en place du support sur le rail au niveau d’une zone de la membrane métallique à décaper, une étape d’activation de la tête de projection du faisceau laser, une étape de mise en mouvement du point d’impact du faisceau laser par rapport à la membrane métallique, une étape de déplacement du support sur le rail.
Les trois dernières étapes évoquées ci-dessus peuvent être réalisées successivement et dans n’importe quel ordre. Alternativement, ces trois dernières étapes peuvent être réalisées de manière simultanée.
Selon une caractéristique de l’invention, le procédé de décapage peut comprendre une étape d’interruption du faisceau laser lorsque la tête de projection est positionnée à 0° +/- 1° par rapport à la normale à la membrane métallique. Comme indiqué précédemment, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact est configuré pour incliner la tête de projection selon un angle d’incidence compris entre 5° et 70°. Cet angle d’inclinaison, au-delà de faciliter le décapage de l’onde de la membrane métallique, permet d’éviter les réflexions directes sur la tête de projection et de causer des dommages à celle-ci. Toutefois, le moyen autorisant le mouvement du point d’impact pouvant dans certains cas entraîner le pivotement de la tête de projection, cette dernière, lors de son fonctionnement, sera au moins ponctuellement positionnée à 0° +/- 1° par rapport à la normale. Cet évènement peut survenir lorsque le dispositif de décapage décape un sommet de l’onde ou que la tête de projection pivote pour se réajuster après le décapage de l’onde. Ainsi, la tête de projection peut par exemple comprendre un capteur apte à interrompre le faisceau laser à chaque fois que la tête de projection est positionnée à 0° +/- 1° par rapport à la normale à la membrane métallique. Cette étape supplémentaire du procédé de décapage permet d’éviter l’endommagement de la tête de projection. On comprend que cet angle se mesure entre la direction du faisceau laser et la normale à la membrane métallique prise au point d’impact.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[Fig 1] est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation du dispositif de décapage selon l’invention,
[Fig 2] est une représentation d’une tête de projection comprenant un module de réflexion,
[Fig 3] illustre le dispositif de décapage selon le premier mode de réalisation en deux positions différentes,
[Fig 4] est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de décapage selon l’invention,
[Fig 5] est une représentation schématique d’un troisième mode de réalisation du dispositif de décapage selon l’invention,
[Fig 6] est une représentation schématique d’un quatrième mode de réalisation du dispositif de décapage selon l’invention,
[Fig 7] est une représentation schématique du quatrième mode de réalisation du dispositif de décapage lorsque celui-ci décape une onde de la membrane métallique,
[Fig 8] est une représentation schématique d’un cinquième mode de réalisation du dispositif de décapage selon l’invention,
[Fig 9] est une représentation schématique d’un sixième mode de réalisation du dispositif de décapage selon l’invention,
[Fig 10] est une vue de dessus du sixième mode de réalisation.
Dans la description ci-dessous du dispositif de décapage et des éléments qui le composent, les repères LV, VT et LT représentent l’orientation des différents éléments de la description détaillée. La direction longitudinale L correspond à un axe parallèle à un cordon de soudure formé sur la membrane métallique ou à un bord relevé de la membrane métallique, la direction verticale V correspond à un axe vertical, et la direction transversale T correspond à un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal L et à l’axe vertical V.
La figure 1 représente un dispositif de décapage 1 disposé sur une membrane métallique 5 d’une cuve pour un ouvrage terrestre ou flottant. La membrane métallique 5 forme une barrière d’étanchéité à l’égard du gaz à l'état liquide que la cuve contient.
La membrane métallique 5 comprend au moins une section plane 55, s’étendant selon un axe longitudinal L, et au moins une onde 52 qui, à titre indicatif, permet d’autoriser les déformations de la cuve. Bien entendu, la membrane métallique 5 comprend plusieurs séries d’ondes qui se croisent de manière perpendiculaire.
Le dispositif de décapage 1 comprend un rail 4, une tête de projection 3 et un support 2 interposé entre la tête de projection 3 et le rail 4. Le rail 4 est rendu solidaire de la membrane métallique 5 par le biais de pied de liaison 16 fixé par exemple sur les nœuds qui se forment au croisement des ondes.
Sur la figure 1, le dispositif de décapage 1 est destiné à décaper une couche d’impuretés ou d’oxydation 54 formée sur un cordon de soudure 51 de la membrane métallique 5.
Le cordon de soudure 51 peur par exemple être formé par un robot de soudage, indépendant du dispositif de décapage 1 et non représenté sur la figure 1. Ainsi, le rail 4 est rendu solidaire de la membrane métallique 5 de manière à se déplacer de manière parallèle au cordon de soudure 51, afin que le dispositif de décapage 1 puisse décaper la couche d’impuretés ou d’oxydations 54 formée sur le cordon de soudure 51.
Le support 2 est rendu solidaire du rail 4, par exemple par engagement de formes complémentaires de celle du rail 4. Le support 2 est alimenté électriquement et comprend un dispositif de déplacement pour se déplacer sur le rail 4, le long d’une direction parallèle à l’axe longitudinal L et illustrée par une flèche 22. Pour simplifier la description déraillée et pour l’ensemble des figures, le déplacement du support est illustré dans un seul sens, mais il est évident que le support peur se déplacer dans un premier sens illustré par la flèche 22 ou dans un sens opposé à celui illustré par la flèche 22. Le déplacement du support 2 est établi à une vitesse pouvant varier en fonction du besoin, la vitesse étant néanmoins comprise entre 25 et 72 cm/min pour l’ensemble des modes de réalisation selon l’invention.
Le support 2 comprend un arbre de rotation 21 s’étendant jusqu’à la tête de projection 3. L’arbre de rotation 21 présente une dimension d’extension principale telle que la tête de projection 3 surplombe le cordon de soudure 51. Sur la figure 1, la tête de projection 3 présente une forme de pyramide tronquée. Il est toutefois évident que tant que la tête de projection 3 assure ses fonctions, celle-ci peut présenter une autre forme.
De par ses caractéristiques, la tête de projection 3 est configurée pour projeter un faisceau laser 6 apte à décaper le cordon de soudure 51. Ainsi, la tête de projection 3 comprend un générateur de faisceau, non représenté sur la figure 1, apte à émettre le faisceau laser 6. Afin de répondre à la fonction de décapage, et pour l’ensemble des figures, la tête de projection 3 est configurée pour projeter le faisceau laser 6 à une puissance du faisceau laser comprise entre 20W et 200W, à une fréquence de pulsations comprise entre 100kHz et 250kHz et en présentant une longueur d’onde de 1064nm
+1-5%.
A titre d’exemple pour un acier de type 304L sous forme de membrane d’une épaisseur de 1 à 1,5 mm, le faisceau laser 6, à une puissance de 100W+/-20%, à une fréquence de pulsations de 200kHz +1-5% et en présentant une longueur d’onde de 1064nm +1-5%, a démontré son efficacité pour le décapage.
Selon un autre exemple pour un alliage de fer avec 36% de Nickel utilisé sous forme de membrane d’une épaisseur de 1 à 1,5 mm, le faisceau laser 6, à une puissance de 100W+/-20%, à une fréquence de pulsations de 150kHz +1-5% et en présentant une longueur d’onde de 1064nm +1-5%, a démontré son efficacité pour le décapage d’une surface à corrosion généralisée.
La tête de projection 3 peut comprendre une ou plusieurs lentilles de focalisation 34 du faisceau laser 6, d’une distance focale comprise entre 80mm et 360mm. Le faisceau laser 6 s’étend à partir de la tête de projection 3 jusqu’à atteindre le cordon de soudure 51, au niveau d’un point d’impact 61. C’est au niveau de ce point d’impact 61 que la couche d’impuretés ou d’oxydation 54 est éliminée du cordon de soudure 51 qui est ainsi décapé. Le support 2 se déplaçant sur le rail 4 selon le déplacement 22, la tête de projection 3 est ainsi entraînée par le support 2 en survolant une trajectoire du cordon de soudure 51. Le faisceau laser 6 est ainsi projeté jusqu’au point d’impact 61 qui, de par le déplacement du support, parcourt le cordon de soudure 51 en éliminant la couche d’impuretés ou d’oxydation 54 de manière progressive.
A titre d’exemple pour un acier de type 304L sous forme de membrane d’une épaisseur de 1 à 1,5 mm, la distance focale est de 330 mm+/-10 mm.
Selon un autre exemple pour un alliage de fer avec 36% de Nickel utilisé sous forme de membrane d’une épaisseur de 1 à 1,5 mm, la distance focale est de 330 mm+/-10 mm.
La tête de projection 3 comprend un moteur électrique 23 relié à l’arbre de rotation 21. Le moteur électrique 23 est configuré pour faire pivoter l’arbre de rotation 21, entraînant ainsi le pivotement de la tête de projection 3 selon un mouvement horaire 31 ou selon un mouvement anti-horaire 32. L’association entre le moteur électrique 23 et l’arbre de rotation 21 forme ainsi un moyen 11 autorisant un mouvement par rapport à la membrane métallique 5 du point d’impact 61 du faisceau laser 6 sur cette membrane métallique 5. Ce mouvement est distinct du déplacement du support 2 sur le rail 4, tel qu’illustré par la flèche 22. Autrement dit, le mouvement par rapport à la membrane métallique 5 permet la modification d’une position du point d’impact 61 du faisceau laser 6 sur la membrane métallique 5 indépendamment du déplacement 22 du support 2. Il est donc possible selon l’invention que le point d’impact 61 du faisceau laser 6 ne se meut pas le long du cordon de soudure 51 à la même vitesse que la vitesse de déplacement 22 du support 2.
Le moyen 11 autorisant le mouvement de la tête de projection 3 est utile dans plusieurs cas de figures. Il permet notamment de mettre en œuvre une inclinaison de la tête de projection 3, et donc du faisceau laser 6, par rapport à une normale 14 à la membrane métallique 5. La normale 14 à la membrane métallique 5 est une droite virtuelle perpendiculaire au plan général d’extension de la membrane métallique 5. Au cours du fonctionnement du dispositif de décapage 1, la tête de projection 3 est inclinée selon un angle d’incidence 15 compris entre 5° et 70°, par rapport à la normale 14 à la membrane métallique 5. Ces valeurs angulaires garantissent l’efficacité du phénomène d’abrasion généré par le faisceau laser.
Le faisceau laser 6 entre donc en contact avec la membrane métallique 5 selon l’angle d’incidence 15, égal à l’inclinaison de la tête de projection 3. L’angle d’incidence 15 permet d’éviter une réflexion directe du faisceau laser 6 sur le cordon de soudure 51 en direction de la tête de projection 3, créant ainsi un risque d’endommagement de la tête de projection 3 au vu de la puissance du faisceau laser 6.
Le moyen 11 qui mer en œuvre le mouvement de la tête de projection 3 par rapport au support 2 est également utile lorsque le dispositif de décapage 1 décape l’onde 52 de la membrane métallique 5, tel que cela est décrit par la suite.
La figure 2 représente la tête de projection 3 plus en détails, particulièrement au niveau de la structure de celle-ci. Le trièdre LVT représente l’orienrarion des éléments constitutifs de la figure 2.
La tête de projection 3 comprend le générateur de faisceau 36 qui génère le faisceau laser 6, et dont le fonctionnement est connu. Le faisceau laser 6 est ainsi projeté vers un module de réflexion 37. Sur la figure 2, le module de réflexion 37 est représenté schématiquement, mais peut par exemple correspondre à un ensemble de miroirs. Le module de réflexion 37 est disposé au niveau d’une extrémité de la tête de projection 3 d’où émane le faisceau laser 6. Autrement dit, le faisceau laser 6 est réfléchi ou non par le module de réflexion 37 avant d’émaner de la tête de projection 3. Le module de réflexion 37 permet de dévier la trajectoire du faisceau laser 6 en sortie de la tête de projection 3, générant ainsi un faisceau laser 6 dévié par rapport à la trajectoire qu’il présentait en sortie du générateur de faisceau 36. Le module de réflexion 37 est donc âpre à modifier le mouvement du point d’impact du faisceau laser 6, formant ainsi un élément du moyen 11 autorisant le mouvement du point d’impact du faisceau laser 6 par rapport à la membrane métallique. Dans cet exemple, le mouvement du point d’impact peut être assuré selon deux plan différents. Le point d’impact peut en effet se mouvoir selon un plan LV formé par l’axe longitudinal L et un axe vertical V, correspondant à une direction Dl, ou bien selon un plan TV formé par un axe transversal T et l’axe vertical V, correspondant à une direction D2. Les directions Dl et D2 peuvent s’étendre autant que puisse le permettre la déviation du faisceau laser 6 par le module de réflexion 37. Ainsi, le point d’impact du faisceau laser 6 peut couvrir une zone de la membrane métallique sans nécessité de mouvement de la tête de projection 3.
Le module de réflexion 37 peut être présent dans la tête de projection 3 de chacun des modes de réalisation présentés selon l’invention, à l’exception de l’un d’entre eux tel que cela est précisé par la suite.
La figure 3 est une représentation du dispositif de décapage 1 selon le premier mode de réalisation lorsque celui-ci décape l’onde 52 de la membrane métallique 5. L’onde 52 est divisée en deux portions : une portion montante 521 et une portion descendante 522, vue selon le sens de déplacement 22.
Comme la section plane 55, l’onde 52 comporte le cordon de soudure 51. Le dispositif de décapage 1 décape donc l’onde 52 et le point d’impact 61 du faisceau laser 6 parcourt l’onde 52, en longeant la portion montante 521 et la portion descendante 522. Ce profil d’onde modifie l’orientation de la normale 14 à la membrane métallique 5, qui demeure perpendiculaire à la membrane métallique 5 au niveau de l’onde 52. La modification de l’orientation de la normale 14 à la membrane métallique 5 au niveau de l’onde 52 modifie également la valeur de l’angle d’incidence 15. Afin que la tête de projection 3 soit maintenue selon un angle d’incidence compris entre 5° et 70° lorsque le point d’impact 61 du faisceau laser 6 parcourt l’onde 52, le moyen 11 autorisant le mouvement, ici le moteur électrique 23 associé à l’arbre de rotation 21, assure le pivotement de la tête de projection 3 selon le sens horaire 31 ou selon le sens anti horaire 32, en fonction du besoin.
La figure 3 montre le dispositif de décapage 1 en traits pleins et le même dispositif de décapage 1 en pointillés, symbolisant la position du dispositif de décapage 1 au cours de son déplacement au-dessus de la membrane métallique 5. Sur la figure 3, le dispositif de décapage 1 décape une fraction du cordon de soudure 51 située sur la portion montante 521 de fonde 52, puis décape une fraction du cordon de soudure 51 de la portion descendante 522 de fonde 52. Lors du parcours du point d’impact 61 du faisceau laser 6 sur la fraction du cordon de soudure 51 situé sur fonde 52, le moyen 11 fait pivoter la tête de projection 3 afin que cette dernière suive le profil de fonde 52. La fraction du cordon de soudure 51 située sur fonde 52 est alors entièrement parcourue par le point d’impact 61 du faisceau laser 6, ce dernier étant constamment orienté selon l’angle d’incidence 15 qui convient. Etant donné que la tête de projection 3 suit la forme de fonde 52, la tête de projection 3, plus particulièrement l’extrémité d’où émane le faisceau laser 6 est en permanence orientée vers fonde 52 comme l’illustre la figure 3.
Lors du décapage de fonde 52, la tête de projection 3 pivote nécessairement de manière à être ponctuellement positionnée à 0° +/- 1° par rapport à la normale 14 à la membrane métallique 5. Dans ce positionnement, il existe un risque de réflexion du faisceau laser 6 contre le cordon de soudure 51, renvoyant le faisceau laser 6 vers la tête de projection 3 et risquant d’endommager celle-ci. Ce positionnement peut par exemple survenir au moment où le dispositif de décapage 1 décape un sommet 523 de fonde 52. Dans cette situation, le dispositif de décapage 1 peut par exemple comprendre un capteur, non représenté sur la figure 3, configuré pour détecter le positionnement à 0° +/- 1° de la tête de projection 3, et interrompre la projection du faisceau laser 6 afin d’éviter
l’endommagement de la tête de projection 3.
La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif de décapage 1.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de décapage 1 est paramétré pour que la tête de projection 3 adopte une pluralité de positions fixes. Ainsi, en guise d’exemple, la tête de projection 3 selon la figure 4 présente trois positions fixes : une première position 301, orientée selon un premier angle d’incidence 151 par rapport à la normale 14 à la membrane métallique 5. Le premier angle d’incidence 151 présente une valeur comprise entre 5° et 15° selon le sens antihoraire 32. La première position 301 est utilisée lorsque le dispositif de décapage 1 décape la section plane 55 de la membrane métallique 5, une deuxième position 302, orientée selon un deuxième angle d’incidence 152 par rapport à la normale 14 à la membrane métallique 5. Le deuxième angle d’incidence 152 présente une valeur comprise entre 45° et 70° selon le sens antihoraire 32. La deuxième position 302 est utilisée lorsque le dispositif de décapage 1 décape la portion montante 521 de l’onde 52 de la membrane métallique 5, une troisième position 303, orientée selon un troisième angle d’incidence par rapport à la normale 14 de la membrane métallique 5. Ce troisième angle d’incidence n’est pas représenté sur la figure 4, mais il est d’une valeur identique à la valeur du deuxième angle d’incidence 152, c’est-à-dire une valeur comprise entre 45° et 70°. En revanche, contrairement au deuxième angle d’incidence 152, le troisième angle d’incidence est orienté selon le sens horaire 31. La troisième position 303 est utilisée lorsque le dispositif de décapage 1 décape la portion descendante 522 de l’onde 52 de la membrane métallique 5.
Ainsi la tête de projection 3 est configurée pour adopter l’une des trois positions présentées ci-dessus en fonction du besoin. Le moyen 11 n’est alors actif que lorsque la tête de projection 3 passe de l’une des positions fixes à une autre. Tout comme pour le mode de réalisation précédent, le faisceau laser 6 peut être interrompu lorsque la tête de projection 3 est positionnée à 0° +/- 1° par rapport à la normale 14 à la membrane métallique 5. Il est évident que ce cas de figure ne se produit qu’en cas de transition d’une des positions fixes à une autre.
La figure 5 représente un troisième mode de réalisation du dispositif de décapage 1.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de décapage 1 reprend l’ensemble des éléments du premier mode de réalisation. Le dispositif de décapage 1 comprend également une tête de soudage 7, liée au support 2 par un bras 71. Le bras 71 présente une dimension principale de sorte à ce que la tête de soudage 7 surplombe une jonction de deux tôles métalliques de la membrane métallique 5 où il convient de réaliser une jonction par soudage.
La tête de soudage 7 est guidée par le support 2 opérant le déplacement 22, tout en étant configurée pour générer un arc de soudage 72, ce dernier étant généré à la jonction entre deux tôles métalliques de la membrane métallique 5. La fonction de la tête de soudage 7 est donc de souder ces deux tôles métalliques entre elles, formant ainsi le cordon de soudage 51 et la couche d’impuretés ou d’oxydation 54 qui l’accompagne. La tête de soudage 7 est disposée en amont de la tête de projection 3 par rapport au déplacement 22 du support 2, afin que la tête de projection 3 puisse projeter le faisceau laser 6 sur le cordon de soudage 51 formé par la tête de soudage 7, et ainsi de procéder au décapage du cordon de soudure 51 en y éliminant la couche d’impuretés ou d’oxydation 54.
Tout comme la tête de projection 3, la tête de soudage 7 est apte à pivoter selon le sens horaire 31 ou le sens anti-horaire 32 lorsque la jonction entre deux tôles métalliques de la membrane métallique 5 se situe au niveau de l’onde 52 de la membrane métallique 5. Ce pivotement est possible grâce au bras 71 liant la tête de soudage 7 au support 2. La tête de soudage 7 est également apte à effectuer un mouvement de translation 73 afin de pouvoir suivre le contour de l’onde 52 de la membrane métallique 5 tout en procédant à l’opération de soudage.
Lors de l’opération de soudage, le cordon de soudure 51 formé est à une température élevée. Il est nécessaire d’attendre que la température du cordon de soudure 51 redescende en dessous de 150°C avant de procéder au décapage de celui-ci, afin d’éviter de créer de nouveaux oxydes lors du décapage. C’est pour cela que l’arc de soudage 72 de la tête de soudage 7 et l’impact 61 du faisceau laser 6 sont séparés d’une distance 13 l’un par rapport à l’autre. Cette distance 13 est établie en fonction de la vitesse de déplacement 22 du support 2, afin de laisser un délai suffisant au cordon de soudure pour passer en dessous des 150°C entre le moment où il est généré par la tête de soudage 7 et le moment où il est décapé par l’impact 61 du faisceau laser 6. Il a été établi que pour éviter la création d’oxydes lors du décapage, la distance 13 doit être supérieure ou égale à 80mm. La figure 6 et la figure 7 représentent un quatrième mode de réalisation du dispositif de décapage 1. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de décapage 1 comprend deux têtes de projection 3, chacune comprenant son propre moyen 11 autorisant un mouvement de la tête de projection 3 par rapport au support 2. Ainsi, le dispositif de projection 1 comprend une première tête de projection 3a et une deuxième tête de projection 3b. La première tête de projection 3a est configurée pour projeter un premier faisceau laser 6a. Tout comme les modes de réalisation précédents, la première tête de projection 3a peut effectuer un mouvement de pivotement par le biais d’un premier moteur électrique 23a et d’un premier arbre de rotation 21a. La deuxième tête de projection 3b est configurée pour projeter un deuxième faisceau laser 6b et est âpre à effectuer un mouvement de pivotement par le biais d’un deuxième moteur électrique 23b et d’un deuxième arbre de rotation 21b. La première tête de projection 3a et la deuxième tête de projection 3b sont donc identiques ou similaires de par leur structure et leur fonction.
Lorsque le dispositif de décapage 1 est en fonctionnement au niveau de la section plane 55 de la membrane métallique 5 tel que représenté sur la figure 6, la première tête de projection 3a et la deuxième tête de projection 3b sont orientées de façon à ce que leur faisceau laser 6a et 6b respectifs s’étendent jusqu’à former un unique point d’impact 61, commun aux deux faisceaux laser 6a et 6b. En d’autres termes, les moyens 11 autorisant le mouvement des deux têtes de projection 3a, 3b placent ces dernières de manière à ce que leur faisceau laser 6a, 6b convergent sur le point d’impact 61.
Les deux têtes de projection sont orientées selon un angle d’incidence identique, à l’exception du sens d’orientation dudit angle d’incidence. Autrement dit, la première tête de projection 3a est inclinée selon un angle d’incidence orienté selon le sens anti horaire 32, tandis que la deuxième tête de projection 3b est inclinée selon un angle d’incidence d’une valeur angulaire identique à l’angle d’incidence de la première tête de projection 3a, mais tourné selon le sens horaire 31.
Lorsque le dispositif de décapage 1 décape l’onde 52 de la membrane métallique tel que représenté sur la figure 7, chacun des faisceaux laser 6a et 6b forment un point d’impact distinct, respectivement un premier point d’impact 6la et un deuxième point d’impact 61 b. Au vu de l’orientation des têtes de projection 3a et 3b, le premier point d’impact 6la parcourt la portion montante 521 de l’onde 52 et le deuxième point d’impact 61 b parcourt la portion descendante 522 de l’onde 52.
La première tête de projection 3a suit le profil de la portion montante 521 et la tête de projection 3b suit le profil de la portion descendante 522, chacune en respectant une inclinaison selon l’angle d’incidence compris entre 5° et 70°. Il est tout à fait envisageable, par exemple grâce à un capteur non représenté sur la figure 7, de stopper temporairement l’émission du premier faisceau laser 6a lors d’un passage au niveau de la portion descendante 522 de l’onde 52, et/ou l’émission du deuxième faisceau laser 6b lors d’un passage au niveau de la portion montante 521 de l’onde 52, et ce afin de limiter la consommation d’énergie des deux têtes de projection 3a et 3b.
La figure 8 représente un cinquième mode de réalisation du dispositif de décapage 1. Il s’agit du seul mode de réalisation où la tête de projection 3 n’inclut pas de module de réflexion. Dans ce mode de réalisation, la tête de projection 3 est lié au support 2 de manière fixe. Sur la figure 8, la tête de projection 3 projette le faisceau laser 6, par exemple parallèlement au rail 4 ou à la membrane métallique 5. Le dispositif de décapage 1 comprend un dispositif réfléchissant 8, par exemple un miroir, disposé sur la trajectoire du faisceau laser 6 et sur lequel celui-ci est réfléchi. Le dispositif réfléchissant 8 est disposé de sorte à projeter le faisceau laser 6 en direction du cordon de soudure 51, jusqu’au point d’impact 61 du faisceau laser 6 sur la membrane métallique 5.
Dans ce mode de réalisation, c’est le dispositif réfléchissant 8 qui est lié à l’arbre de rotation 21 , ce dernier établissant la liaison mécanique entre le dispositif réfléchissant 8 et le support 2. L’arbre de rotation 21 peut être mis en rotation par le moteur électrique 23 afin de faire pivoter le dispositif réfléchissant 8 et ainsi de modifier la trajectoire du faisceau laser 6 après réflexion contre le dispositif réfléchissant 8. Le point d’impact 61 peut alors se mouvoir distinctement du déplacement 22 du support 2, et ce en fonction du pivotement du dispositif réfléchissant 8 selon le sens horaire 31 ou selon le sens anti horaire 32. Ainsi, le moyen 11 autorisant le mouvement du point d’impact 61 du faisceau laser 6 sur la membrane métallique 5 est formé de l’association entre l’arbre de rotation 21 et le moteur électrique 23, mais ledit moyen 11 autorisant le mouvement entraîne le pivotement du dispositif réfléchissant 8 et non de la tête de projection 3, comme c’est le cas des modes de réalisation illustrés aux figures 1 et 3 à 7.
La figure 9 et la figure 10 représentent un sixième mode de réalisation du dispositif de décapage 1 , respectivement en vue de face et en vue du dessus. Ce mode de réalisation est adapté à une membrane métallique 5 comprenant au moins deux bandes métalliques jointes l’une à l’autre par au moins un bord relevé 53. Dans cet exemple, les bandes métalliques sont en alliage de Fer avec 36% de Nickel, matériau particulièrement sensible à l’oxydation.
Dans ce mode de réalisation, c’est le bord relevé 53 qui joue le rôle du rail du dispositif de décapage 1. Le bord relevé 53 est formé par un bandeau plié à angle droit, de manière à venir prendre appui sur le bandeau de la bande métallique immédiatement adjacente.
Le support 2 du dispositif de décapage 1 se présente sous la forme d’un portique 9 qui surplombe la membrane métallique 5. Sur la figure 9, le portique 9 comprend deux montants 94 qui comprennent chacun une base 95 posée en appui sur la membrane métallique 5. Chaque montant 94 s’étend principalement selon l’axe vertical V et l’une des extrémités du montant 94 est en contact direct avec la base 95. La base 95 présente une encoche 96 configurée pour accueillir le bord relevé 53.
La base 95 comprend également un organe d’entraînement 91 au sein de sa structure. L’organe d’entraînement 91 comprend au moins un galet 93 et un rouleau 92, respectivement représentés en pointillés et en traits pleins sur la figure 9. Le galet 93 présente une forme cylindrique dont un axe de rotation est parallèle à l’axe vertical V, par exemple une direction perpendiculaire à un plan majoritaire de la membrane métallique 5 et parallèle à un plan dans lequel s’inscrit le bord relevé 53. Le galet 93 est en contact direct avec le bord relevé 53 et roule sur celui-ci. Ainsi, la coopération entre le galet 93 et le bord relevé 53 assure la fonction de solidarisation et/ou de guidage entre le rail, ici le bord relevé 53, et le support, ici le portique 9. L’organe d’entraînement 91 comprend une alimentation électrique, non représentée sur la figure 9, configurée pour entraîner la rotation du galet 93 autour de son axe de rotation.
Le rouleau 92 présente également une forme cylindrique dont un axe de rotation est parallèle au plan général d’extension de la membrane métallique 5 et perpendiculaire à un plan dans lequel s’inscrit le bord relevé 53. Le rouleau 92 est en contact direct avec la membrane métallique 5 et porte le dispositif de décapage 1 , quand celui-ci est posé sur un plan horizontal. Lorsque l’organe d’entraînement 91 est activé, le galet 93 entre en rotation et entraîne la rotation du rouleau 92. Le rouleau 92 étant le seul contact direct entre le portique 9 et la section plane 55 de la membrane métallique 5, c’est le rouleau 92 qui, par rotation contre la section plane 55 de la membrane métallique 5, garanti le déplacement 22, visible sur la figure 10, du portique 9 le long de la membrane métallique 5.
Grâce au contact du galet 93 contre le bord relevé 53, le portique 9 se déplace de manière parallèle au bord relevé 53. Par ailleurs, le portique 9 comprenant ici un organe d’entrainement 91 par base 95, chacun des organes d’entrainement 91 est paramétré pour entraîner une rotation des galets 93 identiques afin que la vitesse du portique 9 soit égale pour chacune des bases 95. Le portique 9 peut opérer le déplacement 22 à une vitesse constante ou bien pas- à-pas.
Chacune des extrémités des montants 94 opposées aux bases 95 sont reliées entre elles par une glissière 10, s’étendant principalement selon l’axe transversal T. La glissière 10 fait office de guide mécanique d’un bras mécanique 18 relié à la tête de projection 3, tel que visible sur la figure 10, afin de créer un décalage longitudinal de la tête de projection 3 selon l’axe longitudinal L. Ainsi, la tête de projection 3 est maintenue au-dessus de la membrane métallique 5 et peut projeter le faisceau laser 6 sur celle-ci.
Tel que visible sur la figure 10, le dispositif de décapage 1 comprend un dispositif de translation 101 de la tête de projection 3, réalisant une liaison entre les deux montants 94. Ce dispositif de translation 101 s’étend au niveau de la glissière 10 de manière parallèle à celle-ci. Le dispositif de translation 101 traverse le bras mécanique 18 de part en part, ce dernier portant la tête de projection 3. Ainsi, par l’intermédiaire du bras mécanique 18, le dispositif de translation 101 assure le déplacement de la tête de projection 3. Le dispositif de translation 101 peut par exemple être une vis sans fin 35, apte à coopérer avec une roue dentée 33 solidaire du bras mécanique 18. La roue dentée 33 peut par exemple être un écrou et peut être mis en rotation pour tout dispositif adapté. Alternativement, la vis sans fin 35 peut être mise en rotation et ainsi induire une translation du bras mécanique 18, et conséquemment de la tête de projection 3, entre les deux montants 94. Le bras mécanique 18 et la tête de projection 3 sont ainsi aptes à se mouvoir le long du dispositif de translation 101 selon un mouvement transversal 12. Le mouvement transversal 12 de la tête de projection 3 le long de la glissière 10 permet au point d’impact 61 du faisceau laser 6 de balayer la membrane métallique 5 en effectuant des aller-retours transversaux, ces allers-retours étant effectués selon le mouvement transversal 12. Ainsi, le point d’impact 61 du faisceau laser 6 décape la membrane métallique 5 selon le mouvement distinct du déplacement 22 du portique 9 faisant office de support dans ce mode de réalisation. Un tel mouvement est autorisé par le moyen 11 formé par l’association entre le dispositif de translation 101 et de la roue dentée 33. Par ailleurs la tête de projection 3 comprend également le module de réflexion, non visible sur les figures 9 et 10, dans ce mode de réalisation. Le module de réflexion, grâce à une déviation de la trajectoire du faisceau laser 6, permet le décapage du bord relevé 53 de la membrane métallique 5. Un tel décapage est possible lorsque la tête de projection 3 est situé au niveau de l’une des extrémités du dispositif de translation 101, tel que cela est représenté en pointillés sur la gauche de la figure 9 et sur la gauche de la figure 10. Le module de réflexion permet ainsi au dispositif de décapage 1 de décaper le bord relevé 53 de la membrane métallique 5 malgré le fait que la tête de projection 3 ne soit pas verticalement centrée au niveau du bord relevé 53 selon l’axe vertical V. De plus, le bras mécanique 18 assure le décalage longitudinal de la tête de projection 3 afin que le portique 9 ne fasse pas obstacle au faisceau laser 6 pour le décapage du bord relevé 53.
Une autre représentation en pointillés de la tête de projection 3 et du bras mécanique 18 est visible sur la droite de la figure 10. Il est possible d’y observer que le module de réflexion permet au point d’impact du faisceau laser 6 d’être mis en mouvement sur l’ensemble d’une surface d’impact 19 de la membrane métallique 5. La surface d’impact 19 est représentée en pointillés et inclus également le bord relevé 53 de la membrane métallique 5. La surface d’impact 19 délimite une zone de mouvement du point d’impact 61 du faisceau laser 6 lorsque la tête de projection 3 est au niveau de la représentation en pointillés sur la droite de la figure 10. Le point d’impact 61 du faisceau laser 6 peut ainsi, grâce au module de réflexion, se mouvoir selon un mouvement longitudinal L1 et/ou selon un mouvement transversal Tl au sein de la surface d’impact 19.
Le mouvement transversal 12 de la tête de projection 3 associé au déplacement 22 du portique 9 permet le décapage de la membrane métallique 5. Il est possible d’imaginer le décapage de la membrane métallique 5 en plusieurs étapes. Tout d’abord, la tête de projection 3 effectue au moins un mouvement transversal 12 le long de l’entièreté du dispositif de translation 101 afin que le point d’impact 61 du faisceau laser 6 parcourt une section transversale de la membrane métallique 5. Puis, le portique 9 effectue le déplacement 22 afin de décaler la tête de projection 3 de manière longitudinale. L’étape du mouvement transversal 12 de la tête de projection 3 se répète ensuite pour que le point d’impact 61 du faisceau laser 6 parcourt une autre section transversale de la membrane métallique, adjacente à celle qui a été décapée précédemment. Le portique 9 effectue à nouveau le déplacement 22, et ainsi de suite jusqu’à ce que la membrane métallique 5 soit entièrement décapée. Le décapage peut s’effectuer le long d’une distance longitudinale tant que le portique 9 est solidaire du ou des bords relevés 53. Les étapes peuvent se répéter de la sorte l’une après l’autre, entraînant un va-et-vient transversal de la tête de projection 12, en même temps que celle-ci avance le long de la bande métallique. Il est également possible, après paramétrage de la vitesse de déplacement du dispositif de décapage 1, de faire en sorte que la vitesse du mouvement transversal 12 soit plus élevée que la vitesse de déplacement 22 du support par rapport à la membrane 5. Ainsi, la tête de projection 3 peut se déplacer à une vitesse suffisamment rapide pour décaper intégralement la membrane métallique 5 alors que le portique 9 se déplace de manière continue. Durant l’opération de décapage, la tête de projection 3 se maintient à un écart 17 constant de la membrane métallique 5, le mouvement de la tête de projection 3 étant transversal et le dispositif de décapage 1 décapant la section plane 55 de la membrane métallique 5.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’était fixée, et permet de proposer un dispositif de décapage pour une cuve de transport et/ ou de stockage de gaz sous forme liquide, comprenant un rail, un support et une tête de projection projetant un faisceau laser, ainsi qu’un moyen autorisant un mouvement d’un point d’impact du faisceau laser par rapport à la membrane distinct du déplacement du support.
Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un dispositif de décapage conforme à l’aspect de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1- Dispositif de décapage (1) d’une membrane métallique (5) d’une cuve de transport et/ou de stockage de gaz sous forme liquide comprenant :
au moins un rail (4) configuré pour être solidarisé à la membrane métallique (5), au moins une tête de projection (3) d’un faisceau laser (6) configuré pour décaper la membrane métallique (5),
au moins un support (2) interposé entre la tête de projection (3) et le rail (4) et configuré pour se déplacer le long du rail (4), caractérisé en ce que le dispositif de décapage (1) comprend un moyen (11) autorisant un mouvement, par rapport à la membrane métallique (5), d’un point d’impact (61) du faisceau laser (6) sur la membrane métallique (5), le mouvement étant distinct d’un déplacement (22) opéré par le support (2) sur le rail (4).
2 Dispositif de décapage (1) selon la revendication 1, dans lequel la tête de projection (3) est configurée pour projeter le faisceau laser (6) à une puissance comprise entre 20W et 200W.
3- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tête de projection (3) est configurée pour projeter le faisceau laser (6) à une fréquence de pulsations comprise entre 100kHz et 250kHz.
4 Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tête de projection (3) est configurée pour projeter le faisceau laser (6) à une longueur d’onde de 1064nm +/-5%.
5- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tête de projection (3) comprend au moins une lentille de focalisation (34) du faisceau laser (6).
6- Dispositif de décapage (1) selon la revendication précédente, dans lequel une distance focale de la lentille de focalisation (34) du faisceau laser (6) est comprise entre 80mm et 360mm. 7- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (2) est configuré pour se déplacer sur le rail (4) à une vitesse comprise entre 25 et 72 cm/min.
8- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) est configuré pour que la tête de projection (3) suive un profil complémentaire d’un profil de la membrane métallique (5).
9- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) comprend un module de réflexion (37) disposé au sein de la tête de projection (3) et assurant le mouvement du point d’impact (61) dans au moins deux plans différents.
10- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) est configuré pour incliner la tête de projection (3) selon un angle d’incidence (15) compris entre 5° et 70° par rapport à une normale (14) à la membrane métallique (5).
11- Dispositif de décapage (1) selon la revendication précédente, dans lequel la tête de projection (3) est configurée pour adopter au moins une position fixe d’inclinaison par rapport à la normale (14) à la membrane métallique (5).
12- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configuré pour décaper au moins un cordon de soudure (51) de la membrane métallique (5).
13- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (2) porte au moins une tête de soudage (7).
14- Dispositif de décapage (1) selon la revendication précédente, dans lequel le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) est configuré pour séparer ce point d’impact (61) du faisceau laser (6) d’un arc de soudage (72) formé par la tête de soudage (7) d’une distance (13) supérieure ou égale à 100 mm.
15- Dispositif de décapage (1) l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane métallique (5) comprend au moins une onde (52), le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) étant configuré pour que la tête de projection (3) suive un profil de l’onde (52) de la membrane métallique (5).
16- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 en combinaison avec l’une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) comprend au moins un dispositif réfléchissant (8) sur lequel le faisceau laser (6) de la tête de projection (3) est réfléchi vers la membrane métallique (5).
17- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le support (2) se présente sous la forme d’un portique (9) surplombant la membrane métallique (5).
18- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 en combinaison avec la revendication précédente, dans lequel la membrane métallique (5) comprend au moins deux bandes métalliques jointes l’une à l’autre par au moins un bord relevé (53), le rail (4) étant formé par au moins un des bords relevés (53), la tête de projection (3) étant configurée pour décaper au moins un des bords relevés (53).
19- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 en combinaison avec l’une quelconque des revendications 17 à 18, dans lequel le support (2) est entraîné le long du rail (4) par un organe d’entraînement (91) comprenant au moins un galet (93) en appui contre le rail (4) et au moins un rouleau (92) en appui sur une section plane (55) de la membrane métallique (5).
20- Dispositif de décapage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 en combinaison avec l’une quelconque des revendications 17 à 19, dans lequel le moyen (11) autorisant le mouvement du point d’impact (61) comprend un dispositif de translation (101) de la tête de projection (3) sur une glissière (10) interposée entre deux montants (94) du portique (9).
21- Procédé de décapage d’une membrane métallique (5) d’une cuve de transport et/ou de stockage de gaz sous forme liquide, mettant en œuvre un dispositif de décapage (1) selon l’une des quelconques revendications précédentes, comprenant :
une étape de mise en place du support (2) sur le rail (4) au niveau d’une zone de la membrane métallique (5) à décaper, une étape d’activation de la tête de projection (3) du faisceau laser (6), une étape de mise en mouvement du point d’impact (61) du faisceau laser (6) par rapport à la membrane métallique (5),
une étape de déplacement du support (2) sur le rail (4).
22- Procédé de décapage d’une membrane métallique (5) selon la revendication précédente, comprenant une étape d’interruption du faisceau laser (6) lorsque la tête de projection (3) est positionnée à 0° +/- 1° par rapport à la normale (14) à la membrane métallique (5).
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