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SH / IAP-Spa IAP SKIKDA I. RESERVOIRS DE STOCKAGE Une industrie dont la princip

SH / IAP-Spa IAP SKIKDA I. RESERVOIRS DE STOCKAGE Une industrie dont la principale caractéristique et la mise en œuvre de tonnages très important sous forme liquide se trouve dans l’obligation de prévoir d’énormes capacités de stockages de sorte que celui qui visite une raffinerie est toujours étonné de constater la surface accorder au stockage par rapport à celle des unités proprement dites. Ce caractère apparaît également très nettement dans les investissements à consentir pour la construction d’une telle usine ou le chapitre « réservoirs » représente de 10 à 20% du budget total. La nouvelle réglementation française qui prévoie maintenant trois mois de stockage au lieu d’un seul, comme il a été pratiqué au par avant, vas encore accentuer cette tendance. Fonctionnellement on peu distinguer trois types de réservoirs : ceux dévolus au stockage du pétrole brut, ceux réservés aux mélanges et stockage de produits finis et enfin les réservoirs intermédiaires de travail qui sont utilisés comme capacité - tampon entre deux étapes de fabrication. Compte tenu de la nouvelle législation, de l’accroissement de capacité des diverses raffineries et d’un souci d’économie, la tendance actuelle est à la construction des réservoirs de plus en plus grands. Pour le stockage du pétrole brut on utilise maintenant couramment des réservoirs de 30 à 150 000m3. Aux etats-unies, la Chicago Bridge a même réalisé une capacité de 300.000m3et au moyen orient une capacité de 240.000m3 On imagine aisément que le côté économique du problème n’a pas échappé aux raffineurs qui ont cherché à minimiser le coût de telles installations. Une analyse sérieuse du programme de fabrication doit permettre une utilisation rationnelle du stockage en réduisant les temps morts de travail des réservoirs. Dans ce domaine, les calculateurs électroniques ont apportés également des solutions économiques heureuses pour une gestion correcte du parc de stockage. Enfin l’exploitation, elle aussi, pose de nombreux problèmes, tel que la réduction des pertes par évaporation des réservoirs de produits volatils ou le réchauffage des produits noirs pour maintenir leur fluidité. Si l’on considère que REALISE PAR R. CEDRATI 1 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA des millions de tonnes de produits sont en jeux, on s’aperçoit que toute amélioration permettant de réduire la dépense d’une fraction de pour-cent correspond en fait à une économie annuelle considérable 1. Classification des réservoirs en fonction de la pression Il est convenu de ranger les produits pétroliers en quatre classes suivant leurs volatilités. A chaque classe correspond des types particuliers de réservoirs qui se différencient essentiellement par leur pression de service. Tout réservoir supporte d’une part, la pression hydrostatique créée par le liquide contenu et d’autre part, la pression de la phase gazeuse surmontant le liquide. On le caractérise par les limites de l’intervalle dans lequel peut varier cette pression de la phase gazeuse sans qu’il y ait risque de détérioration. La pression est maintenue entre ces limites par des soupapes convenablement tarées. Le tableau V.10.1 donne : - la définition des quatre classes d’hydrocarbures ; - L’indication des réservoirs correspondants, leur pression de tarage (pressions relatives) et leur dénomination. En France, le bureau de normalisation du pétrole a établi des normes relatives à la plus part de ces types de réservoirs. Les indications numériques qui suivront sont tirées de ces normes. REALISE PAR R. CEDRATI 2 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA 2. Réservoirs G1 et G2 Leur réalisation ne différant que sur des points de détail, leurs caractéristiques de constructions seront donc présentées en commun. Ces réservoirs cylindriques sont normalisés. A. Dimensions et construction Le réservoir comporte un fond plat, une virole cylindrique et un toit fixe. Il est réalisé par assemblage de tôles soudées de largeur 1,80m ou 2,40m et de longueur n, ce qui donne un nombre entier pour le diamètre du réservoir. Le choix du nombre de tôles par virole et du nombre de viroles permet d’obtenir toute une gamme de capacité répondant aux exigences de l’utilisateur (tableau V.10.2). Les éléments principaux de construction sont présentés au (tableau V.10.3). Les fonds sont réalisés par des assemblages à recouvrement ; ils sont tracés et exécutés comme s’ils devaient être plans, mais leur flexibilité leur permet d’épouser la forme légèrement concave des fondations. La robe du réservoir est REALISE PAR R. CEDRATI 3 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA constituée de tôles cintrées et soudées bout à bout. Aucune cornière de pied n’est prévue ; l’assemblage sur le fond s’effectue par un double cordon de soudure, intérieur et extérieur. Pour tous les diamètres les toits sont constitués de tôles de 1,8 x 2 soudées bout à bout. En se reportant au tableau, on voit que la différenciation entre les types G1 et G2 porte sur la forme du toit et la présence ou non de poteaux intérieurs de soutènement lorsque le diamètre est inférieur à 20m. REALISE PAR R. CEDRATI 4 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA REALISE PAR R. CEDRATI 5 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA B. Stabilité des réservoirs 1. A la pression Un réservoir est dit stable à la pression lorsque, vide et soumis à la pression maximale admissible, l’étendue de son fond reste entièrement en contact avec la fondation (pas de soulèvement à la périphérie). La relation suivante doit être vérifiée : PR + PT > Af . P Où PR : représente le poids de la robe, PT : celui du toit, Af : la surface du fond et P : la pression interne. L’application de cette relation aux réservoirs normalisés G1 et G2 conduit aux conclusions suivantes : Les réservoirs G1 sont stables à la pression de 5 g/cm2 ; Certains réservoirs G2 (les moins hauts) sont instables à la pression 25g/cm2 comme le montre le tableau ci- dessus : 2. A la dépression Le fond d’un réservoir est dit stable à la dépression si, vide et sous l’effet de la dépression maximale, il ne se soulève pas de la fondation (pas de décollement au centre). Il faut pour cela que le poids de la tôle de fond par centimètre carré soit supérieur ou égale à la valeur de la dépression. La dépression de 5 g/cm2 admise pour les réservoirs G2 convient, mais de justesse, la tôle de 8mm d’épaisseur pesant environ 5 g/cm2 . Il importe donc que REALISE PAR R. CEDRATI 6 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA le clapet de la soupape de sécurité soit d’une bonne sensibilité et taré convenablement. C. Essais des réservoirs G1 et G2 Aucun réservoir ne peut être mis en service aux hydrocarbures s’il n’a subi de manière satisfaisante les essais suivants : 1. Essai d’étanchéité du fond : Il se fait sur le sol à l’aide de cloches à vide spéciales. Durée : 48h. 2. essai d’ensemble à l’eau : Réservoir rempli jusqu’à une hauteur tel que le toit soit mouillé intérieurement sur une couronne de 1m de largeur. Durée : 3 jours. 3. Essai d’ensemble à la dépression : Hauteur d’eau = 1m. Réservoir fermé, on procède à la vidange progressive pour atteindre la dépression de : 2 g/cm2 pour les réservoirs G1 5 g/cm2 pour les réservoirs G2 Durée : 12h 4. Essai du toit à la pression : Réservoir fermé, on le remplit d’eau jusqu’à ce que la pression de l’air prisonnier au –dessus du plan d’eau soit : 15 g/cm2, pour les réservoirs G1 ; 30 g/cm2, pour les réservoirs G2. Durée : 24h 5. Essai aux hydrocarbures pendant l’exploitation : Durée : 1 an. REALISE PAR R. CEDRATI 7 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA b. Bases de calcul 1. les matériaux : On garantit les propriétés métalliques et on ne garantit pas la composition chimique Tôles et cornières : acier A42 (rupture à 42 kg/mm2). Profilés pour charpente : acier doux Thomas de qualité ordinaire ADX sans réception Rp = 33 50kg/mm2 : pièces travaillant sans chocs, sans frottement et sans corrosion. 2. les conditions de calcul Dans les conditions d’exploitation les plus défavorables (définies dans les règlements d’aménagement des dépôts d’hydrocarbures), les contraintes initiales en section pleine ne doivent pas excéder, déduction faite des marges de corrosion interne (1mm par face corrodable), les limites suivantes : 15.5kg/mm2 pour les tôles et cornières de rives ; 13.4 kg/mm2 pour les profilés de charpente. Ces contraintes correspondent à un coefficient de sécurité de 2.75. L’épaisseur des viroles a été calculée par la formule : e =10. PR/TS Où : e : est l’épaisseur de tôle en mm ; P: la pression en kg/cm2 ; R : le rayon du réservoir en m ; T : le taux de travail du métal en daN/mm2 S : le coefficient d’assemblage par soudage, pris égal à 0,85. REALISE PAR R. CEDRATI 8 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA 3. Réservoirs dits « Haute pression » Dans cette catégorie, les soupapes sont tarées à –5g et +175g (ou plus). Ces réservoirs ne sont pas normalisés. Il en existe différentes versions dont les principales sont consignées dans le tableau V.10.5. REALISE PAR R. CEDRATI 9 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA REALISE PAR R. CEDRATI 10 SH / IAP-Spa IAP SKIKDA 4. uploads/Industriel/ reservoirs-de-stockage-echanntillaunage-et-jaugeage.pdf