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I - MAINTIEN EN TEMPÉRATURE DES ÉQUIPEMENTS ET DES TUYAUTERIES.................

I - MAINTIEN EN TEMPÉRATURE DES ÉQUIPEMENTS ET DES TUYAUTERIES................. 1 II - TRAÇAGE À LA VAPEUR...................................................................................................... 2 III - TUYAUTERIES À DOUBLE ENVELOPPE............................................................................. 2 IV - TRAÇAGE ÉLECTRIQUE....................................................................................................... 4 V - ISOLATION - CALORIFUGE.................................................................................................. 5 VI - ISOLATION TYPE "CONSERVATION DE LA CHALEUR"..................................................... 6 VII - ISOLATION TYPE "CONSERVATION DU FROID"................................................................ 7 En annexe planches 1 à 11 D D 1 1 - -1 1/ /F F TUYAUTERIE - ROBINETTERIE - MATÉRIEL DE STOCKAGE Risques et Précautions liés au Matériel Ingénieurs en Sécurité Industrielle ISOLATION ET TRAÇAGE BE MTU - 02127_A_F - Rév. 1 04/08/2005  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training I - MAINTIEN EN TEMPÉRATURE DES ÉQUIPEMENTS ET DES TUYAUTERIES Dans les industries pétrolières, pétrochimiques ou chimiques on veut, pour diverses raisons, maintenir la température des produits transportés dans les tuyauteries à une valeur donnée. Les différents cas rencontrés sont les suivants : - éviter que le liquide transporté ne gèle ou ne devienne trop visqueux pour être pompable - maintenir à une certaine température la paroi d'une tuyauterie pour éviter les condensations de produits corrosifs (par exemple des tuyauteries transportant des gaz acides) - garantir la protection du personnel et éliminer les risques de brûlures - éviter le réchauffement de tuyauteries de produits à basse température Quand on veut maintenir une température minimale, qui peut être à peine plus basse que la température moyenne de circulation du fluide, on procède au calorifugeage de la tuyauterie. L'épaisseur du calorifuge est déterminée en fonction de conditions économiques. Les épaisseurs généralement mises en œuvre réduisent la variation de température du fluide le long de la tuyauterie à quelques degrés (2 à 3°C par Km). Si la solution "calorifugeage" n'est pas suffisante pour se prémunir contre les risques de chute de température et si des solutions telles que circulation continue, flushing, soufflage ne sont pas réalisables, il faut procéder au traçage de la tuyauterie. L'apport de calories peut se faire par utilisation, comme fluide de chauffage : - de vapeur - d'huile chaude - d'eau tempérée - de résistances électriques L'utilisation de la vapeur est très fréquente pour plusieurs raisons : débit de vapeur nécessaire faible, circuit de distribution et de collecte relativement simple, vapeur en général disponible à bas prix. Dans certains cas on utilise un liquide caloporteur : huile chaude pour des maintiens à température élevée, eau tempérée pour des fluides sensibles à la température. Ces systèmes nécessitent des installations complexes : four ou échangeur pour réchauffer le fluide, pompes de circulation, accumulateur, réseau de distribution et de retour. Pour le maintien à haute température le débit de fluide de réchauffage doit être assez élevé. D D1 1 - -1 1/ /F F  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 1 02127_A_F II - TRAÇAGE À LA VAPEUR (planches n°1 à n°4) Le traçage consiste à disposer le long de la tuyauterie un ou plusieurs tubes de petit diamètre alimentés en vapeur basse pression. On peut enrouler le traceur en hélice sur la tuyauterie à réchauffer (petits diamètres ou prises d'impulsion instrumentation) ; dans ce cas on utilise des traceurs en cuivre. Les tubes de traceurs sont reliés entre eux par soudure ou par manchons soudés. Quelques règles qui garantissent le bon fonctionnement et l'efficacité du traçage : - chaque traceur doit avoir son alimentation indépendante et son purgeur - un traceur pour une tuyauterie - l'instrumentation doit avoir des traceurs indépendants de la tuyauterie process - la longueur d'un traceur ne doit pas excéder 100 m (60 m pour ∅ 1/2") - les traceurs doivent être fixés à la tuyauterie (colliers soudés ou feuillards) - prévoir des lyres de dilatation tous les 30 m - prévoir un montage en boucle autour des accessoires démontables - les tuyauteries verticales ont leurs traceurs alimentés au point le plus haut L'ensemble tuyauterie-traceur est calorifugé. On utilise une "chambre de chauffe", espace annulaire ou semi- annulaire de l'épaisseur du traceur permettant de régulariser la température autour de la tuyauterie. Les tuyauteries de petit diamètre sont parfois rassemblées dans une gaine calorifugée où circule un ou plusieurs traceurs. Il existe des ciments à haute conductibilité qui, placés entre la tuyauterie et le traceur, augmentent considéra- blement (jusqu'à 8 à 10 fois) la quantité de chaleur transférée. III - TUYAUTERIES À DOUBLE ENVELOPPE (planche n°5) Dans une tuyauterie à double enveloppe, la vapeur circule dans l'espace compris entre deux tuyauteries et la température de la tuyauterie intérieure est pratiquement celle de la vapeur. On utilise ce type de réchauffage quand on veut maintenir une température précise et quand la différence de température entre le fluide chauffant et le fluide à réchauffer est faible. Exemples : réchauffage et maintien en température de soufre liquide, de nitrate d'ammonium. C'est une méthode efficace, mais onéreuse. Elle pose parfois des problèmes de dilatation quand la tuyauterie à réchauffer et l'enveloppe ne sont pas faites dans le même matériau. Il peut y avoir, également, des phénomènes de corrosion de la tuyauterie interne provoquant des fuites de vapeur dans le fluide réchauffé ou l'inverse. Son emploi est limité à des cas bien particuliers. 2 D D1 1 - -1 1/ /F F  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02127_A_F IV - TRAÇAGE ÉLECTRIQUE (planche n°6) On peut apporter les calories nécessaires au maintien en température d'une tuyauterie en utilisant des résistances électriques. C'est une méthode de chauffage simple, assez économique, facile à mettre en œuvre. Son utilisation est freinée par la disponibilité de vapeur basse pression. Les résistances électriques utilisées pour ce type de traçage se présentent en général sous la forme d'un ruban souple qu'on installe le long de la tuyauterie ou qu'on enroule en hélice en le maintenant à l'aide de bandes adhésives. On peut utiliser aussi dans ce cas du ciment à haute conductibilité thermique pour favori- ser l'échange. Il existe deux types de traceurs électriques : - câble chauffant à résistance "série" à un ou deux conducteurs - ruban à résistance "parallèle", constitué par deux conducteurs entre lesquels sont placés les éléments résistants On trouve aussi des rubans auto-régulants : ce sont des traceurs du type "parallèle" dans lesquels la résistance de l'élément chauffant croît avec la température, autrement dit, la quantité de chaleur fournie dimi- nue quand la température de la tuyauterie tracée augmente. Les câbles ou rubans sont recouverts d'une gaine en matière plastique. Il existe une autre façon de tracer électriquement une tuyauterie : c'est le traçage par effet de peau. Le traçage par effet de peau consiste à souder un tube chauffant en acier doux à intervalles de 10 cm sur la génératrice du tube à tracer. Un conducteur électrique en cuivre, dit câble porteur est passé à l'intérieur du tube chauffant (boîte de jonction tous les 500 m). Le circuit électrique est constitué d'un transformateur mis en série avec le câble porteur en cuivre et le tube traceur qui assure le retour du courant à effet électromagnétique entre les deux conducvteurs à perméabilité différente, parcourus par des courants contraires, fait que le courant se concentre près de la zone où les deux conducteurs sont les plus proches, donc sur la face interne du tube traceur. Il se produit alors un échauffe- ment (effet joule dans le tube traceur en acier et plus faiblement dans le câble porteur). Température maximale de maintien : 150 °C Longueur maximale : 12 km Tension maximale d'utilisation : 3000 volts 3 Liaison thermique Cheminement de la chaleur Concentration de courant Tube chauffant Tube à tracer Câble THERM-TRAC Schéma 1. Transfert de chaleur par effet de peau . D MEQ 065 A D D1 1 - -1 1/ /F F  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02127_A_F 4 Double enveloppe Traçage à la vapeur Traçage électrique Efficacité Excellente Bonne (très bonne avec ciment conducteur) Bonne (très bonne avec ciment conducteur) Température d'équilibre de la tuyauterie Prévisible avec précision Mal connue (sauf avec ciment) Assez bien connue (surtout si traceur auto- régulant) Consommation Prévisible, assez élevée Mal connue (assez élevée) Limite connue (faible si auto-régulante) Réglage Difficile Difficile Facile Mise en service Longue Longue Facile et rapide (automatisation possible) Exploitation Surveillance nécessaire Surveillance nécessaire Peu de surveillance Coût d'installation Très élevé Élevé Élevé Coût d'exploitation Élevé Élevé Moyen COMPARAISON DES DIFFÉRENTES MÉTHODES DE TRAÇAGE D D1 1 - -1 1/ /F F  2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training 02127_A_F V - ISOLATION - CALORIFUGE (planche n°7) Les principales raisons qui conduisent à la mise en place d'une isolation sur des équipements ou tuyauteries sont les suivantes : - limiter la dissipation de "chaud" ou de "froid" vers l'air ambiant (isolation type "conservation de la chaleur" ou "conservation du froid") - se défendre contre la condensation ou le givrage de la vapeur d'eau de l'air atmosphérique sur les surfaces externes des équipements ou tuyauteries (isolation type "anti-condensation" ou "anti- givre") - protéger le personnel pouvant avoir accès, au cours d'opérations normales, à des surfaces très chaudes ou très froides (isolation type "protection du personnel") Généralement, toutes les lignes et équipements, uploads/Industriel/ 1-f-tuyauterie-robinetterie-materiel-de-stockage-risques-et-precautions-lies-au-materiel.pdf