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WO2019180373A1 - Cloche de détection de fuite pour membrane d'étanchéité - Google Patents

Cloche de détection de fuite pour membrane d'étanchéité Download PDF

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Publication number
WO2019180373A1
WO2019180373A1 PCT/FR2019/050623 FR2019050623W WO2019180373A1 WO 2019180373 A1 WO2019180373 A1 WO 2019180373A1 FR 2019050623 W FR2019050623 W FR 2019050623W WO 2019180373 A1 WO2019180373 A1 WO 2019180373A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leak detection
sealing lip
bell
membrane
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2019/050623
Other languages
English (en)
Inventor
Vincent Fraysse
David HASSLER
Bruno Deletre
Olivier Perrot
Anthony DE FARIA
Charles GIMBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gaztransport et Technigaz SA
Original Assignee
Gaztransport et Technigaz SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1852400A external-priority patent/FR3079301B1/fr
Application filed by Gaztransport et Technigaz SA filed Critical Gaztransport et Technigaz SA
Priority to EP19716969.1A priority Critical patent/EP3769064B1/fr
Priority to ES19716969T priority patent/ES2911329T3/es
Priority to CN201980020850.9A priority patent/CN111886488B/zh
Priority to SG11202008402WA priority patent/SG11202008402WA/en
Priority to RU2020127738A priority patent/RU2780761C2/ru
Priority to KR1020207027112A priority patent/KR102746241B1/ko
Priority to JP2020545637A priority patent/JP7319991B2/ja
Priority to MYPI2020004803A priority patent/MY203584A/en
Priority to CN201980049294.8A priority patent/CN112469983B/zh
Priority to US17/056,697 priority patent/US11467055B2/en
Priority to KR1020207036100A priority patent/KR102748247B1/ko
Priority to SG11202011372RA priority patent/SG11202011372RA/en
Priority to ES19740609T priority patent/ES2929501T3/es
Priority to EP19740609.3A priority patent/EP3797276B1/fr
Priority to PCT/FR2019/051157 priority patent/WO2019224475A2/fr
Publication of WO2019180373A1 publication Critical patent/WO2019180373A1/fr
Priority to PH12020551490A priority patent/PH12020551490A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/226—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • G—PHYSICS
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    • G01M3/202—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
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    • G01M3/225—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for welds

Definitions

  • the invention relates to a leak detection bell for detecting leaks of a sealing membrane, in particular a corrugated waterproofing membrane, for example in a sealed tank.
  • sealed tanks may for example be sealed and thermally insulating tanks for storing and / or transporting a fluid, such as a cryogenic fluid.
  • the document KR1020100050128 discloses a method of testing the sealing of a membrane of a sealed and thermally insulating tank LNG storage.
  • the tank has a multilayer structure and successively has, from the outside towards the inside, a secondary insulating space, a secondary sealing membrane, a primary insulating space and a primary sealing membrane intended to be in contact with the gas. liquefied natural matter contained in the tank.
  • the method is more particularly intended to detect leaks through weld seams which make it possible to seal the metal sheets of the primary waterproofing membrane.
  • the method involves injecting a tracer gas into the primary insulating space and then moving a detection equipment equipped with a tracer gas analyzer inside the tank along the welding seams of the membrane of the membrane. primary sealing.
  • the detection equipment detects the presence of the tracer gas, it can be concluded that the primary waterproofing membrane has failed to seal.
  • the injection of the tracer gas into the primary insulating space is critical since the detection method can only guarantee reliable results if the tracer gas has diffused homogeneously throughout the entire primary insulating space. .
  • the detection equipment is composed of a tracer gas suction unit and a tracer gas detector.
  • the suction unit is moved with a carriage along the weld seam, the carriage being located on a bottom wall of the vessel and the suction unit being attached to the carriage so as to be located on a weld bead of a wall adjacent to the bottom wall.
  • This equipment is also very slow because the equipment only checks a small portion of the weld bead at a time and it is necessary to change the assembly of the equipment to the carriage to change the weld seam.
  • An idea underlying the invention is to provide a detection bell or a leak detection device for testing the sealing of a sealed membrane of a tank which is reliable and easily used in the tank .
  • Another idea underlying the invention is to provide a detection bell or a leak detection device that is used quickly to test the tightness of a sealed membrane of a tank in a minimum of time.
  • Another idea underlying the invention is to provide a method of testing the sealing of a membrane that is reliable and quick to implement.
  • the invention provides a leak detection bell for detecting a leak on a test zone of a sealing membrane of a tank, the detection bell comprising:
  • a seal joined to the main body and configured to define a detection chamber between the main body and the test area, the seal having a peripheral sealing lip having a closed contour to surround the test area ;
  • the detection bell can be placed quickly on a test area so that the seal can form a detection chamber over the entire test area.
  • the mechanical pressure means makes it possible to press the sealing lip on one or more portions, especially where there is a risk that the seal will come off the sealing membrane, in order to make the detection more reliable. possible leakage by the detection bell.
  • the detection bell is able to detect a tracer gas.
  • this tracer gas is not necessarily injected into the zone tested for leaktightness, it may be in the zone in another way.
  • the leak detection bell according to the invention it is now able to obtain, without difficulty, a (de) pressure less than 100 Pa in the detection chamber, for example of the order of 50 to 60 Pa (0.5-0.6 mbar).
  • such a bell may have one or more of the following features.
  • the pressure element is an elastically deformable element which exerts pressure on the portion of the sealing lip by elastic deformation.
  • the elasticity of the pressure element allows during its elastic deformation to exert a return force on the sealing lip towards the sealing membrane.
  • the pressure element is oriented perpendicularly to the contour of the peripheral sealing lip.
  • the sealing lip has a service state, when a vacuum is applied in the detection chamber, wherein a portion of the sealing lip is held between the main body and the sealing membrane on at least a portion of the periphery of the detection chamber, preferably over the entire periphery of said chamber.
  • the leak detection bell has an elongate shape with a length greater than or equal to 0.5 m, preferably greater than or equal to 1 m, more preferably greater than or equal to 2 m. .
  • the mechanical pressure means comprises a plurality of pressure elements configured to exert pressure on a plurality of portions of the sealing lip, portions being located at both ends of the lip of the sealing lip. sealing in a longitudinal direction.
  • portions of the sealing lip pressed by the mechanical pressure means are located at both ends of the sealing lip in a longitudinal direction, or at both ends of the sealing lip. the bell considering that the latter has a general longitudinal shape.
  • the mechanical pressure means applies pressure to different areas where there is a risk of detachment of the seal, namely the ends of the seal.
  • the sealing lip comprises at least one notch having a shape corresponding to that of a corrugation of the membrane, the notch being intended to span the corrugation.
  • the sealing lip comprises at least two indentations, for example three indentations.
  • the portion of the sealing lip pressed by the mechanical pressure means is located at a base of the notch.
  • the mechanical pressure means applies a pressure on an area where there is risk of detachment of the seal due to the change in slope of the notch.
  • the mechanical pressure means comprises a plurality of pressure elements configured to exert pressure on a plurality of portions of the sealing lip, portions being located at the base of the notch or indentations.
  • the mechanical pressure means applies pressure to different areas where there is a risk of separation of the seal, namely the base of or notches.
  • the portion of the sealing lip is located on a top of the notch.
  • all the portions of the sealing lip located at the base of the notch are pressed by the plurality of pressure elements of the mechanical means.
  • At least one of, a part of or the pressure elements comprise a curved blade, at least one of the ends abuts on the base of a notch
  • At least one of, a part of or the pressure elements comprise a curved blade whose two ends abut on the base of two adjacent notches.
  • the positioning of the leak detection bell is made easier because the curved blade will allow the adequate pressure placement of the notches of the sealing lip on the two contiguous waves of the membrane, which whatever the slight variations in the distance between these two contiguous waves or the approximate positioning of the leak detection bell on the wave membrane by one or more operators.
  • the mechanical pressure means comprises a support member extending over the entire length of the main body above it and fixed to the main body.
  • the curved blades are distributed over the sealing lip and are fixed by fixing means to the support member.
  • the curved blades are elastically deformable so that, when they are deformed, exert an elastic return force on the sealing lip.
  • the fixing means comprise a plurality of pins, the pins each comprising a rod mounted to move on a body, the rod having an end bearing against one of the curved blades, the body being fixed. to the support member, and also comprising a spring connecting the rod to the body, the spring acting between the body and the rod to position the end of the rod bearing against the curved blade and the spring being configured to exert a restoring force on the curved blade so that the curved blade comes to press the sealing lip against the foot of a corrugation.
  • the mechanical pressure means comprises a plurality of end pressure elements, the end pressure elements being located at both ends of the sealing lip in a longitudinal direction, or at both ends of the bell as the latter has a longitudinal shape.
  • a bell according to the invention may have a length of at least one (1) meter and a width of between 10 and 20 cm (cm), preferably between 14 cm and 16 cm.
  • the leak detection bell according to the invention is suitable, when used on a membrane zone comprising waves, to test a plurality of waves (the weld or points present on said wave or waves) , at least three (3) waves and up to about ten waves. It may also be envisaged to associate several detection bells next to one another, or one after the other, in order to form a longer / larger test area length, a single vacuum pump. can then be used to generate the required vacuum in these leak detection bells associated with each other.
  • the weight of such a detection bell may be between 3 kilos and 25 kilos, preferably between 5 and 10 kilos, depending in particular on the materials used, its length and its width.
  • At least one or the end pressure elements comprise an end pin, the end pin comprising a rod mounted to move on a body, an elongated support member being fixed to one end of the rod, the elongate bearing member bearing against the sealing lip, and the body being attached to the support member, the end pin also comprising a spring connecting the rod to the body, the spring acting between the body and the rod to position the elongated bearing member against the sealing lip, the spring being configured to exert a restoring force on the elongate bearing member so that the element of elongate support comes to press the sealing lip against the area to be tested.
  • the second end is equipped with an elongated support element, the elongate bearing element being configured to transmit the elastic return force on a corresponding zone of the sealing lip. at a length of the elongate support member.
  • the second end of a first end pin and the second end of a second end pin adjacent to the first end pin are fixed to each other at the end. using an elongated support element.
  • At least one or the end pressure elements comprise a plurality of adjustment elements forming a line of elements, the adjustment element comprising a rod extending in the direction of the sealing lip and an end adjustable in a longitudinal direction of the rod so as to come into contact with the sealing lip after adjustment.
  • the pressure element comprises a curved blade comprising at one of its ends in contact with the sealing lip a cylindrical sleeve.
  • cylindrical sleeve allows to uniformly apply the pressure of the mechanical pressure means on a portion of the sealing lip.
  • the seal comprises an envelope which at least partially covers the main body and which is fixed to the main body, the peripheral sealing lip being bound to the casing so as to extend it and being curved away from the main body.
  • the cylindrical sleeve comprises a direction of length, the direction of length of the cylindrical sleeve being substantially orthogonal to the envelope so that the cylindrical sleeve extends from the envelope to one end. of the sealing lip.
  • the sealing lip comprises a curved portion substantially orthogonal to the envelope, the curved portion having a cross-sectional dimension greater than or equal to 1 cm, preferably greater than or equal to 1, 5 cm, more preferably greater than or equal to 2 cm.
  • the seal is made of an elastomeric material having a hardness of between 20 and 50 shore A.
  • the seal is composed of a sufficiently flexible material to be deformed by the mechanical pressure means.
  • the elastomeric material of the seal is selected from elastomeric polyurethane and ethylene-propylene-diene monomer rubber (EPDM).
  • EPDM ethylene-propylene-diene monomer rubber
  • the elastomeric material of the seal may also be silicone, nitrile or Viton ®.
  • the main body comprises a rigid core
  • the seal comprises an envelope applied hermetically against a peripheral wall of the rigid core.
  • the rigid core has a recess on a lower surface intended to be turned towards the test zone.
  • the rigid core comprises a channel connecting the recess to an upper surface of the rigid core to connect a vacuum pump.
  • the invention provides a leak detection device for testing the tightness of a membrane of a sealed and thermally insulating tank, the leak detection device comprising:
  • the invention provides a leak detection assembly on a test zone of a sealing membrane of a tank, the assembly comprising:
  • a sealing membrane comprising a test zone
  • leak detection bell is located on the test area so that the sealing lip surrounds the test area.
  • the invention provides a method of using a leak detection device as described above on a test area of a sealing membrane of a tank, in which the method comprises the following steps:
  • the leak detection bell is oriented on the test zone so that a length of the leak detection bell is superimposed with the test zone.
  • the test zone is part of a weld bead of the waterproofing membrane.
  • the leak detection bell makes it possible to check whether there is no defect on the weld bead which could cause a leak in the waterproofing membrane.
  • the test zone is located on a corrugated waterproofing membrane.
  • the invention provides a method for testing the tightness of a membrane of a sealed and thermally insulating tank, the sealed and thermally insulating tank having a polyhedral shape defined by a plurality of walls. which are fixed to a supporting structure, each of the vessel walls comprising a thermally insulating barrier comprising insulating elements anchored to the supporting structure and a membrane resting against the insulating elements of the thermally insulating barrier, the thermally insulating barriers of the walls of the communicating vessel with each other and defining together the thermally insulating space; the sealing test method comprising the steps of:
  • a leak detection device comprising a detection bell configured to define with the membrane a sealed detection chamber and a vacuum pump which is, on the one hand, connected to the detection chamber and, on the other hand, analytical equipment;
  • the detection bell placing the detection bell against one face of the membrane opposite to the thermally insulating space, the detection bell being arranged in such a way that the detection chamber is arranged facing a portion of a weld seam at test ;
  • the sealing lip which may consist of a single element, defines a sealed or sealed volume intended to become, once the vacuum is applied, the vacuum chamber.
  • the invention provides a leak detection device for testing the tightness of a membrane of a sealed and thermally insulating tank; the leak detection device comprising a detection bell configured to define with the membrane a sealed detection chamber and a vacuum pump which is, on the one hand, connected to the detection chamber and, on the other hand, to a analysis equipment.
  • the method of testing the sealing of a membrane and / or the leak detection device may comprise one or more of the following characteristics.
  • the injection of tracer gas into the thermally insulating space is implemented by means of the aforementioned tracer gas injection method.
  • the injection of the tracer gas into the thermally insulating space can also be implemented according to another method.
  • the analysis equipment is a mass spectrometer.
  • the detection bell has an elongate shape.
  • the detection bell comprises a rigid core and a seal which are fixed to one another and are arranged to define with the membrane to be tested the detection chamber.
  • the seal comprises an envelope fixed to the rigid core and a peripheral sealing lip which extends the envelope.
  • the envelope of the seal has a bottom which covers the upper surface of the rigid core and a peripheral wall which surrounds the periphery of the rigid core.
  • the peripheral sealing lip is bent outwardly of the detection bell and is configured to flex and press against the membrane when the detection chamber is depressed.
  • the portion of the weld bead is traversed by at least one corrugation of the membrane.
  • the peripheral sealing lip is shaped to adapt to the geometry of said at least one corrugation.
  • the portion of the weld bead is traversed by at least two corrugations, for example three parallel corrugations of the membrane and the peripheral sealing lip is shaped to adapt to the geometry of said corrugations.
  • the peripheral sealing lip comprises at least two notches having a shape corresponding to that of a corrugation of the membrane projecting towards the inside of the tank, said notches being intended to span said ripple.
  • At least one undulation of the membrane protrudes inwardly of the vessel, the detection bell being disposed against the membrane so that the notches span the undulation.
  • the peripheral sealing lip comprises at least two protruding areas having a shape corresponding to that of a corrugation of the membrane projecting outwardly of the vessel.
  • the detection bell is disposed against the membrane so that the projecting zones fit into the corrugation.
  • the seal is made of an elastomeric material having a hardness of between 20 and 50 Shore A.
  • the elastomeric material of the seal is selected from polyurethane elastomer, silicone, nitrile and Viton ®.
  • the detection bell is equipped with a clamping system capable of pressing the peripheral sealing lip against the membrane to be tested.
  • the clamping system prior to the depression of the detection chamber, the clamping system is actuated so as to ensure the sealing of the detection chamber.
  • the clamping system comprises a clamp at each of the notches, each clamp comprising two branches respectively disposed on either side of the notch and configured to apply a clamping force of the peripheral sealing lip against the ripple of the membrane.
  • the detection chamber is depressurized to an absolute pressure value of between 10 and 1000 Pa, preferably less than 100 Pa absolute.
  • the gaseous phase is analyzed for a duration greater than or equal to 5 seconds.
  • variable representative of a concentration of tracer gas in said gas phase is compared with a threshold and it is determined that the sealing of the portion of the weld bead is defective when the variable representative of a concentration of tracer gas in said gas phase is greater than said threshold.
  • the leak detection device further comprises a homogenization chamber which is arranged between the detection chamber and the analysis equipment, the detection bell comprising a gas inlet equipped with a valve, the homogenization chamber and the gas inlet being connected to two opposite ends of the detection chamber.
  • the valve of the gas inlet is closed during the depression of the detection chamber, the step of conducting the gas phase contained in the detection chamber comprising: - open the valve of the gas inlet and conduct the gas phase contained in the detection chamber to the homogenization chamber;
  • the invention provides a method of controlling the diffusion of the tracer gas in the thermally insulating space.
  • the method of controlling the diffusion of the tracer gas is implemented during the aforementioned sealing test method. However, in another embodiment, it can also be implemented independently.
  • control of the diffusion of the tracer gas in the thermally insulating space comprises:
  • the sampling devices are advantageously arranged near corner areas formed at the junction between two or three tank walls.
  • each gas sampling device comprises a cover plate which is associated with a membrane by means of a bead of mastic surrounding an area of the membrane without welding at the junction between two elements of the membrane, the cover plate having a hole and a connector for connection to a conduit connected to the analysis equipment, said connector being sealingly welded around the hole of the cover plate.
  • the gas sampling device comprises a connecting member which has a nozzle intended to be connected in a sealed manner to a conduit connected to the analysis equipment, a shoulder and a threaded lower rod. protruding from the shoulder, passing through the secondary membrane and screwed into a threaded bore in a platen attached to the thermally insulating barrier; the gas sampling device further comprising an annular seal which is threaded on the lower rod and which is sandwiched between the secondary membrane and the shoulder, the connecting member having a bore which opens, a part, at the tip and secondly, in the thermally insulating space.
  • FIG.1 is a schematic view of a leak detection device according to a first embodiment.
  • FIG.2 is a cross-sectional view along the plane ll-ll of the detection bell of the leak detection device of Figure 1.
  • FIG.3 is a perspective view of a seal according to a first embodiment.
  • FIG.4 is a schematic view of a variant of a leak detection device in which the detection bell is equipped with a clamping system.
  • FIG.5 is a perspective view of a seal according to a second embodiment.
  • FIG.6 schematically illustrates the positioning of the detection bell facing a portion of a weld bead sealing between two adjacent corrugated metal sheets of a membrane.
  • FIG.7 is a schematic view of a leak detection device according to a second embodiment.
  • FIG.8 is a perspective view of a leak detection bell according to a third embodiment.
  • FIG.9 is a schematic cross-sectional view of the detection bell of Figure 8, before depression of the detection chamber.
  • FIG.10 is a schematic cross-sectional view of the detection bell of Figure 8, after depression of the detection chamber.
  • FIG.1 1 is a schematic illustration of a multilayer structure of a wall of a membrane vessel.
  • FIG.12 is a partial schematic view of a sealed and thermally insulating tank illustrating tracer gas injection devices positioned through a membrane of the bottom wall of the vessel.
  • FIG.13 is a perspective view of a leak detection bell according to a fourth embodiment.
  • FIG.14 is an enlarged view of detail XIV of Figure 13 illustrating a pressure element of the leak detection bell.
  • FIG.15 is an enlarged view of detail XV of Figure 13 illustrating a first end of the leak detection bell.
  • FIG.16 is an enlarged view of detail XVI of Figure 13 illustrating a second end of the leak detection bell.
  • FIG.17 is an enlarged view of detail XVI of Figure 13 according to another angle of view.
  • a leak detection device that can be used to detect leaks in different sealed assemblies, for example a welded assembly, will be described below.
  • the welded assembly is a sealing membrane for a fluid tank.
  • a leak detection device 54 is used, as shown in FIG. 1. .
  • the leak detection device 54 comprises a detection bell 55 which is intended to be disposed against the inner face of the membrane 5, 8 facing a portion of the weld bead to be tested.
  • the detection bell 55 has an elongated shape and has a length of between 0.5 and 4 m, for example of the order of 1 m.
  • the length of the detection bell 55 is advantageously the largest possible so as to verify the tightness of a larger area during a single test. Nevertheless, the choice of this length of the bell may be adapted depending on the one hand the dimensions of the membrane 5, 8, and therefore the tank to be tested and secondly depending on its maneuverability by a minimum of operator (s).
  • the detection bell 55 comprises a rigid main body 100 and a flexible seal 60 which are fixed to each other and which are arranged to define with the membrane 5. , 8 to test a sealed detection chamber 61, disposed opposite the portion of the weld bead 62 to be tested.
  • the leak detection device 54 also comprises an analysis equipment 56 which is connected to the detection chamber 61 and makes it possible to detect the tracer gas. Since the analysis equipment 56 detects tracer gas in an amount greater than a threshold, it can be concluded that the portion of the weld bead 62 tested has failed to seal.
  • the analysis equipment 56 is a mass spectrometer.
  • the leak detection device 54 also comprises a vacuum pump 57 which is associated with said analysis equipment 56.
  • the vacuum pump 57 is connected, on the one hand, to the detection chamber of the detection bell. 55 so as to allow a depression of the detection chamber and, on the other hand, to the analysis equipment 56 so as to conduct the gas contained in the detection chamber 61 to the analysis equipment 56 .
  • the vacuum pump 57 is connected to the detection bell 55 via a pipe 58 which is preferably flexible.
  • the pipe 58 is connected to a channel which is formed in the main body 100 and opens into the detection chamber 61.
  • the main body 100 comprises a rigid core 59 and the seal 60 comprises a casing 63 conforming to the shape of the rigid core 59 and a peripheral sealing lip 64 which extends the 63 envelope down.
  • the casing has a bottom 63 which covers the upper surface of the rigid core 59 and a peripheral wall 74 which surrounds the periphery of the rigid core 59.
  • the bottom 63 has at least one hole, not shown, to which the pipe is sealingly connected. 58 to the vacuum pump 57.
  • the rigid core 59 has on its lower surface 80 a recess 79 along the entire length of the rigid core 59.
  • the rigid core 59 also comprises a channel 82, not shown in FIG. 2 as present only in a plane passing through the pipe 58, making it possible to connect the recess 79 to an upper surface 81 of the rigid core 59.
  • the channel 82 makes it possible to put the detection chamber 61 into communication with the vacuum pump 57 and the analysis equipment 56 via the pipe 58.
  • the peripheral sealing lip 64 is bent outwardly of the detection bell 55 and is thus configured to flex and press against the membrane 5, 8 when the sealed chamber 61 is depressurized.
  • the peripheral sealing lip 64 has a section having a general shape of L.
  • the portion bent outwardly of the peripheral sealing lip 64 has a width of the order of 15 to 40 mm.
  • the peripheral sealing lip 64 is shaped to adapt to the geometry of the membrane 5, 8 along the weld bead to be tested.
  • the peripheral sealing lip 64 has notches 65 having a shape corresponding to that of the corrugations of the membrane 5, 8 that the detection bell 55 is intended to span over when it is in position against the portion of the weld bead 62 to be tested.
  • the seal 60 is advantageously made of an elastomeric material having a hardness between 20 and 50 Shore A.
  • the seal is for example made of elastomeric polyurethane, EPDM rubber, silicone, nitrile or in Viton ®.
  • the detection bell 55 is furthermore equipped with a mechanical pressure means 66, which in this embodiment is a clamping system 66 capable of pressing the peripheral sealing lip 64 against the membrane 8 to be tested so as to ensure the sealing of the detection chamber 61.
  • the clamping system 66 here comprises a clamp 67 at each of the notches 65 of the peripheral sealing lip. 64.
  • Each clamp 67 comprises two branches respectively disposed on either side of the notch 65 and configured to apply a clamping force of the peripheral sealing lip 64 against the membrane 8.
  • the branches are configured to tighten the peripheral sealing lip 64 against the sealing membrane, near the base of the corrugation.
  • the clamping system 66 further comprises, at each of the longitudinal ends of the detection bell 55, a movable finger 68, which is configured to press against the one of the longitudinal ends of the peripheral sealing lip 64 against the membrane 8.
  • FIG. 5 illustrates a seal 60 according to an alternative embodiment.
  • This seal 60 is shaped to fit a membrane 5 in which the corrugations protrude outwardly of the vessel.
  • a membrane is for example a secondary membrane 5 according to the Mark V technology.
  • the peripheral sealing lip 64 has projecting zones 69 intended to be inserted inside the corrugations of the membrane 5.
  • the procedure for detecting a sealing defect of a weld bead is as follows.
  • the detection bell 55 is placed facing the portion of the weld bead 62 to be tested, as represented in FIG. 6.
  • the detection bell 55 is suitably centered with respect to the weld bead 62 so that the two lateral parts of the bent portion of the peripheral sealing lip 64 are arranged on the right side and side. other of the weld seam 62.
  • the vacuum pump 57 is then put into operation in order to set the detection chamber 61 in a vacuum and to promote the migration of the tracer gas through the defective zones of the weld bead 62.
  • a gas flow is conducted from the detection chamber 61 to the analysis equipment 56 and a leakage rate f tracer gas is measured for a minimum duration Tm.
  • the leakage rate f is then compared to a threshold cps.
  • the detection bell 55 is then placed facing an adjacent portion of the weld bead 62, ensuring a covering between the two successively tested portions so as to guarantee that the sealing of the weld bead 62 has been tested. along the entire length of said weld seam 62.
  • the pressure threshold below which the leakage rate is measured is between 10 and 1000 Pa absolute, preferably less than 100 Pa absolute.
  • the minimum duration of measurement of the leakage rate is 5 seconds and the threshold cps is of the order of 1, 0.10-6 Pa.m3.s-1.
  • FIG. 7 shows a leak detection device 54 according to another embodiment. This embodiment differs from the embodiment described above in that it further comprises a homogenization chamber 70 which is arranged between the detection chamber 61 and the analysis equipment 56 and that the detection bell 55 has a gas inlet 71.
  • the gas inlet 71 is equipped with a valve for establishing or interrupting a flow of ambient air to the detection chamber 61.
  • the chamber homogenizer 70 is connected to one end of the sensing chamber 61 while the gas inlet 71 is connected to the opposite end of the sensing chamber 61.
  • the operating mode of the leak detection device 54 is as follows.
  • the homogenizing chamber 70 has a volume greater than that of the detection chamber 61 and comprises for example a piston system for sucking precisely all the gas contained in the chamber of detection 61.
  • the gas contained in the homogenization chamber 70 is then transferred to the analysis equipment 56 to determine a leakage rate f tracer gas.
  • Such an embodiment is advantageous in that it makes it possible to reduce the diffusion time of the tracer gas inside the detection bell 55 and thus makes it possible to reduce the minimum duration of measurement. This is particularly advantageous when the time for the tracer gas to migrate from one end to another end of the detection bell 55 is likely to be long because of a large length of the detection bell 55 and / or when the depression prevailing inside the detection chamber 61 is insufficient.
  • FIG. 8 shows a detection bell 55 according to a third embodiment.
  • the detection bell 55 of FIG. 8 is designed similarly to the detection bell 55 of FIG. 4 but differs in particular from the mechanical pressure means 66.
  • the detection bell 55 comprises a main body 100 extending into a longitudinal direction, a flexible seal 60 fixed on the main body 100 and a mechanical pressure means 66 carried by the main body and configured to exert a pressure directed towards the membrane 5, 8 on the seal 60.
  • the main body 100 comprises a rigid core 59.
  • the rigid core 59 comprises a channel 82 making it possible to connect a lower surface 80 to an upper surface 81 of the rigid core 59.
  • the channel 82 makes it possible to put the detection chamber 61 into communication with the gas outlet 78.
  • the seal 60 comprises a casing 63 fixed to the rigid core 59 by fastening means 1 10, for example consisting of a strapping surrounding the whole body. circumference of the rigid core 59 and the seal 60 and fixing these two elements 59/60 to one another via a mechanical fastening element such as screws ..
  • the seal 60 also comprises a peripheral sealing lip 64 connected to the casing 63 and having a closed contour for surrounding the portion of the weld bead 62 to be tested.
  • the peripheral lip 64 is further bent in a direction opposite to the main body 100 so as to have a portion of the peripheral lip 64 substantially parallel to the membrane 5, 8.
  • the peripheral sealing lip 64 also has a plurality of notches 65 spaced on its circumference, the indentations 65 having the shape of the undulations of the membrane 5, 8 to be tested.
  • the indentations 55 allow the detection bell 55 to adapt to the undulating shape of the membrane 5, 8.
  • the main body 100 and the In particular, the carrier element 73 is traversed by a gas outlet 78 which makes it possible, when the detection chamber 61 is depressed, to evacuate the gas.
  • the mechanical pressure means comprises a support member 73 extending over the entire length of the main body 100 above it and fixed to the main body 100. Handles 76 are attached to the two longitudinal ends of the main body. support member 73 so as to allow the manipulation of the detection bell 55 by an operator and possibly to actuate the mechanical pressure means by a force of the operator.
  • the mechanical pressure means 66 is composed of a plurality of pressure elements 72 which are in the form of curved blades 72 distributed on the sealing lip 64 and which are fixed by means of fixing means 77 73.
  • the curved blades 72 are elastically deformable so as to deform, exert an elastic return force on the sealing lip 64 to press on the membrane 5, 8.
  • curved blades 72 are located in particular at the base of the notches 64 of the sealing lip 64 and at the longitudinal ends of the detection bell 55 on the sealing lip 64.
  • a plurality of curved blades 72 are attached at one end to the support member 73 while the other end is placed on the sealing lip 64. These blades 72 are in particular placed on the ends of the the detection bell 55. Other curved blades 72 are fixed in their middle to the support member 73 while their two ends are placed on the sealing lip 64 so as to apply pressure to two different zones , these blades 72 being in particular placed between two notches 65.
  • the curved blades 72 have at each end thereof in contact with the sealing lip 64 a cylindrical sleeve 75.
  • the cylindrical sleeve 75 allows in particular a homogeneous support on the sealing lip 64 avoiding any punching which could degrade the integrity of the sealing lip 64.
  • the cylindrical sleeve 75 extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the main body 100.
  • the length of a cylindrical sleeve 75 is also substantially equal to the dimension of the portion the sealing lip 64 projecting from the main body 100, in the direction in which the cylindrical sleeve 75 extends.
  • the cylindrical sleeve 75 allows the mechanical pressure means 66 to exert effective pressure on the lip sealing.
  • the test zone and in particular at the ends of the detection bell 55 can be a zone junction between several corrugated metal sheets, for example four corrugated metal sheets, so that the area is not completely flat but has leveling making it difficult to press the seal 60.
  • the detection bell 55 of FIG. 13 shows a detection bell 55 according to a fourth embodiment where the mechanical pressure means 66 has been reinforced at the ends of the detection bell 55 to compensate for non-flatness of the zone.
  • the detection bell 55 of FIG. 13 is designed similarly to the detection bell 55 of FIG. 8 but differs in particular from the mechanical pressure means 66.
  • the detection bell 55 of FIG. 13 also comprises a main body 100 extending in a longitudinal direction, a flexible seal 60 attached to the main body 100 and a mechanical pressure means 66 carried by the main body and configured to exert a pressure directed towards the membrane 5, 8 on the joint
  • the mechanical pressure means 66 here comprise pressure elements 72 and end pressure elements 87.
  • the pressure elements 72 each comprise a curved blade 72 whose at least one end abuts on the base of a notch 62.
  • the curved blades 72 located between two contiguous notches comprise one of their ends which is situated against the base of one of the indentations 65 and the other of the ends which is situated against the base of the other of the indentations 65.
  • the pressure elements 72 are here, as illustrated in FIG. fastening means 77 each having a pin 83.
  • the pins 83 each comprise a rod 85 mounted to move on a body 84.
  • the rod 85 has an end bearing against one of the curved blades 72.
  • the body 84 is fixed to the support member 73
  • the pin 83 also comprises a spring 86 connecting the rod 85 to the body 84, the spring 86 acting between the body 84 and the rod 85 in order to position the end of the rod 85 in abutment against the curved blade 72.
  • spring 86 is configured to exert a restoring force on the curved blade 72 so that the curved blade 72 comes to press the sealing lip 64 against the root of the corrugation.
  • the end pressure elements 87 are located at both ends of the sealing lip 64 in a longitudinal direction, or at both ends of the leak detection bell 55, since the latter has a generally longitudinal shape. .
  • the end pressure elements 87 may be designed according to a plurality of distinct variants that may or may not be combinable on the same leak detection bell 55. For the sake of brevity, three variants of the end pressure elements 87 are illustrated in the FIG. 13 on the same leak detection bell 55.
  • FIGS. 15 to 17 show the three variants of the end pressure elements 87.
  • the end pressure element 87 comprises an end pin 88.
  • end pegs 88 each comprise a rod 90 mounted to move on a body 89.
  • An elongated bearing element 91 is attached to one end of the rod 90, the elongate bearing element 91 bearing against the lip Sealing 64.
  • the body 89 is attached to the support member 73.
  • the end pin 88 also includes a spring 86 connecting the shaft 90 to the body 89, the spring 86 acting between the body 89 and the shaft 90 to position the elongate bearing member 91 against the sealing lip 64.
  • the spring 86 is configured to exert a restoring force on the elongated bearing member 91 so that the elongated bearing member 91 comes to flatten the lip sealing 64 against the area to be tested. In this way, the restoring force is exerted on the sealing lip 64 over the entire length of the elongate bearing element 91.
  • each elongated support element 91 is attached to only one rod 90 of an end pin 88.
  • a second variant of the end pressure elements 87 is illustrated in FIG. 16.
  • the second variant differs from the first variant in the elongate bearing element 91 of the end pins 88, the other characteristics of the elements. end pressure 87 are retained.
  • the elongated bearing element 91 is attached to one end of a rod 90 of a first end pin 88 and to one end of a rod 90 of a second adjacent end pin 88 to the first end peg 88.
  • the elongated bearing element 91 is here longer than in the first variant and is thus plated by two end pins 88 distributed along its length so as to form a support of greater length on the sealing lip 64.
  • the end pressure element 87 comprises a plurality of adjustment elements 92 forming a line of elements.
  • the adjusting element 92 comprises a rod 93 extending towards the sealing lip 64 and perpendicular to the test area and an adjustable end 94 in a longitudinal direction of the rod so as to come into contact with the lip Sealing 64 after adjustment of the rod 93.
  • a method of using a leak detection bell 65 as shown in FIG. 8 in a leak detection device 54 comprising said bell 65, a vacuum pump 57 will now be described. connected to the detection chamber 61 via the gas outlet 78 and analysis equipment 56.
  • the use of such a detection device 54 makes it possible to check the tightness of a weld bead 62 between two corrugated metal sheets. a sealing membrane 5, 8.
  • the detection bell 55 is placed on the zone to be tested for sealing here a portion of the weld bead 62, for example by one or more operators via the handles 76.
  • the main body 100 of the detection bell 55 is placed above the weld bead 62 so that the length of the main body 100 is aligned and centered with the weld bead 62.
  • the sealing lip 64 is on both sides of the weld bead 62 and completely surrounds the area of the weld bead 62 to be tested to form with the main body 100 and the diaphragm 5, 8 a leakproof detection chamber 61, as can be seen in FIG.
  • the detection bell 55 After the detection bell 55 has been placed on the weld bead 62, the detection bell 55 is spontaneously fixed on the diaphragm 5, 8 by virtue of the vacuum force activated by the vacuum pump 57. This force depression then activates the mechanical pressure means 66 so that it redirects the pressure to press the sealing lip 64 on the membrane 5, 8 in certain well defined areas.
  • the support member 73 transmits the force to the curved blades 72 via their respective fasteners which tends to elastically deform the curved blades 72.
  • the curved blades 72 transmit the force to the sealing lip 64 via the cylindrical sleeves 75 to the areas where the detachment of the sealing lip is the more likely namely the longitudinal ends of the main body 100 and the bases of the notches 65.
  • the vacuum pump 57 is then activated so as to create a depression in the detection chamber 61 via the channel 82 and the gas outlet 78.
  • the flexibility of the sealing lip 64 causes deformation thereof during the depression of the detection chamber 61 tending to reduce the volume of the detection chamber 61. Indeed, the sealing lip 64 is thus close to both sides of the weld bead 62 as visible in FIG. 10. As soon as the pressure inside the detection chamber 61 falls below a pressure threshold Ps, the gases present in the detection chamber 61 are conveyed to the analysis equipment 56.
  • the sealing lip 64 occupies two positions according to whether it is in its initial state, either without the application of a depression in the detection chamber 61, or in its state of service, when such depression is applied.
  • the sealing lip 64 rests without pressure on the surface of a sealing membrane 5, 8 while in its service state at least one end portion of the sealing lip 64 is pressed under the main body 100 so as to perfectly seal the contour or the periphery of the detection chamber 61. Indeed, thanks to the flexibility of the sealing lip 64, it is pinched between the body main 100 and membrane 5, 8 when applying depression. This positioning of the sealing lip 64 between the main body 100, crushed or compressed by it, and the sealing membrane 5, 8 contributes effectively to obtain a perfect seal of the detection chamber 61, thus allowing obtain and maintain a vacuum of at least 100 Pa (1 mbar) or even a much lower pressure.
  • the sealing lip 64 has a service state, when a vacuum is applied in the detection chamber 61, in which a portion of the lip Sealing 64 is maintained between the main body 100 and the sealing membrane 5, 8 on at least a part of the periphery of the detection chamber 61, or over the entire periphery of said chamber 61.
  • the analysis equipment 56 then analyzes, over a minimum duration Tm, the gas concentration of the gases present in the detection chamber 61 so as to obtain a value representative of the evolution of the concentration. This representative value is then compared with a threshold value so as to determine whether or not the portion of the weld bead 62 tested has a sealing defect. If the measured value is lower than the threshold value, then it is concluded that the tested part does not have a sealing defect and in this case, the detection bell 55 is then arranged opposite an adjacent portion. the weld bead 62 ensuring an overlap between the two successively tested portions so as to ensure that the sealing of the weld bead 62 has been tested over the entire length of said weld bead 62.
  • the measured value is greater than or equal to the threshold value, then it is concluded that the tested portion of the weld bead 62 has a sealing defect. Corrective solder measurements are then implemented to correct the defect. Measurements using a complementary detection tool can also be envisaged so as to locate more precisely the location of the leakage fault.
  • the various features of the previous embodiments are combinable with each other.
  • the mechanical pressure means 66 of FIG. 8 are adaptable to a seal 60 of FIG. 5 by modifying the arrangement of the curved blades 72.
  • the detection bell, the detection device and the method of use of the device described above are more specifically intended to test the sealing of a membrane of a sealed and thermally insulating membrane tank.
  • membrane vessels are described in particular in patent applications WO01 / 057221 and FR2691520.
  • the membrane vessels have a plurality of walls which have a multilayer structure, as shown in Figure 1 1.
  • Each wall 1 comprises, from the outside to the inside of the tank, a secondary thermal insulating barrier 2 comprising secondary insulating panels 3 anchored to a supporting structure 4, a secondary membrane 5 resting against the secondary thermally insulating barrier 2, a primary thermally insulating barrier 6 comprising primary insulating panels 7 resting against the secondary membrane 2 and anchored to the supporting structure 4 or the secondary insulating panels 3 and a primary membrane 8 which rests against the primary thermally insulating barrier 6 and which is intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank.
  • the vessel has a general polyhedral shape.
  • the vessel has a front wall 9 and a rear wall, not shown, which are here octagonal.
  • the tank also comprises a ceiling wall 10, a bottom wall January 1 and side walls January 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17 which extend in the longitudinal direction of the tank between the front wall 9 and the back wall.
  • the thermally insulating secondary barriers 2 of the vessel walls communicate with each other so as to form, between the carrier structure 4 and the secondary membrane 5, a secondary thermally insulating space, sealed.
  • the primary thermally insulating barriers 6 of the vessel walls communicate with each other so as to form, between the secondary membrane 5 and the primary membrane 8, a primary heat-sealed, sealed space.
  • At least one of the primary 8 and secondary 5 membranes comprises a plurality of metal sheets which are welded to each other.
  • the sealing test method which will be described later aims more particularly to test the sealing of welds for connecting the metal sheets to each other.
  • the membrane to be tested has corrugations that allow it to deform under the effect of thermal and mechanical stresses generated by the fluid stored in the tank. To do this, as shown for example in Figure 8, each metal sheet has two series of corrugations perpendicular to each other.
  • the leak test method comprises three steps, namely:
  • the leak test method comprises only the verification of the sealing of the welds of the membrane 5, 8 without the aid of tracer gas.
  • the diffusion step of a tracer gas consists in injecting a tracer gas into the thermally insulating space which is covered by the membrane 5, 8 whose sealing is desired to be verified.
  • the tracer gas is injected into the secondary heat-insulating space.
  • the sealing test method is implemented before the primary thermally insulating barrier 7 and the primary membrane 8 are installed.
  • the tracer gas is injected into the primary heat-insulating space.
  • FIG 12 schematically illustrates a sealed and thermally insulating tank and a tracer gas injection system in a thermally insulating space.
  • the injection system comprises a plurality of ducts 18 which are, on the one hand, connected to a source of tracer gas, not shown, and, on the other hand, connected to devices for injecting the tracer gas. 19 providing a tracer gas injection passage through the membrane 5, 8 whose seal must be tested. More particularly, the tracer gas injection devices 19 provide tracer gas passages through the membrane of the bottom wall 1 1.
  • Such an arrangement is particularly advantageous because the tracer gas has a lower vapor density than the tracer gas. of air so that it tends to climb into the thermally insulating space. Therefore, the tracer gas injection from below, through the membrane 5, 8 to test the bottom wall 1 1, ensures a rapid and homogeneous distribution of the tracer gas in the thermally insulating space.
  • the bottom wall 1 1 is equipped with at least four tracer gas injection devices 19 which are regularly distributed over the surface of the bottom wall January 1.
  • the bottom wall 1 1 has a rectangular shape and can be divided into four equal surface areas by its two axes of symmetry x and y.
  • Each of the four tracer gas injection devices 19 is disposed in one of the four aforementioned zones. In the particular embodiment illustrated, each tracer gas injection device 19 is disposed near the center of its respective zone.
  • each of the four tracer gas injection devices is disposed at a distance 1 ⁇ 4 L from the adjacent longitudinal edge and at a distance 1 ⁇ 4 B from the adjacent transverse edge with L: the longitudinal dimension of the bottom wall 1 1 and B: the transverse dimension of the bottom wall 1 1.
  • the tracer gas diffusion monitoring step consists of when the tracer gas has diffused through the thermally insulating space, controlling the diffusion of the tracer gas in the thermally insulating space.
  • the gas contained in the thermally insulating space in which the tracer gas has been injected by means of a plurality of gas sampling devices formed through the membrane covering said thermally insulating space.
  • Each sampling device is connected to an analysis equipment, such as a mass spectrometer, which makes it possible to check the presence and the concentration of the tracer gas in the corresponding zone of the thermally insulating space.
  • the step of verification of the welds consists in using the leak detection device 54, previously described, on one of the membranes 5, 8 of the sealed and thermally insulating vessel.

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Abstract

L'invention concerne une cloche de détection de fuite (55) pour détecter une fuite sur une zone de test d'une membrane d'étanchéité d'une cuve, la cloche de détection de fuite (55) comprenant : - un corps principal (100) destiné à être disposé sur la zone de test; - un joint d'étanchéité lié au corps principal (100) et configuré pour définir une chambre de détection entre le corps principal (100) et la zone de test, le joint d'étanchéité comportant une lèvre d'étanchéité (64) périphérique présentant un contour fermé pour entourer la zone de test; - un moyen mécanique de pression (66) porté par le corps principal (100) et comportant au moins un élément de pression (72) configuré pour exercer sur une portion de la lèvre d'étanchéité (64) une pression dirigée vers la membrane lorsque le corps principal (100) est disposé sur la zone de test.

Description

Description
Titre de l'invention : Cloche de détection de fuite pour membrane d’étanchéité
Domaine technique
[0001] L’invention se rapporte à une cloche de détection de fuite permettant de détecter des fuites d’une membrane d’étanchéité en particulier d’une membrane d’étanchéité ondulée, par exemple dans une cuve étanche. Ces cuves étanches peuvent par exemple être des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport d’un fluide, tel qu’un fluide cryogénique.
Arrière-plan technologique
[0002] Le document KR1020100050128 divulgue un procédé de test de l’étanchéité d’une membrane d’une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage de GNL. La cuve comporte une structure multicouche et présente successivement, depuis l’extérieur vers l’intérieur, un espace isolant secondaire, une membrane d’étanchéité secondaire, un espace isolant primaire et une membrane d’étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve. Le procédé vise plus particulièrement à détecter des fuites au travers des cordons de soudure qui permettent de relier de manière étanche les tôles métalliques de la membrane d’étanchéité primaire. Le procédé prévoit d’injecter un gaz traceur dans l’espace isolant primaire puis de déplacer un équipement de détection équipé d’un analyseur de gaz traceur, à l’intérieur de la cuve, le long des cordons de soudure de la membrane d’étanchéité primaire. Ainsi, si l’équipement de détection détecte la présence du gaz traceur, il peut être conclu à un défaut d’étanchéité de la membrane d’étanchéité primaire. Dans un tel procédé, l’injection du gaz traceur dans l’espace isolant primaire est critique puisque le procédé de détection ne peut garantir des résultats fiables que si le gaz traceur a diffusé de manière homogène dans l’intégralité de l’espace isolant primaire.
[0003] De plus, l’équipement de détection est composé d’une unité de succion du gaz traceur et d’un détecteur à gaz traceur. L’unité de succion est déplacée à l’aide d’un chariot tout au long du cordon de soudure, le chariot étant situé sur une paroi de fond de la cuve et l’unité de succion étant fixée au chariot de manière à se trouver sur un cordon de soudure d’une paroi adjacente à la paroi de fond. Cependant, il est difficile à l’aide de cet équipement de vérifier l’intégralité des cordons de soudure de la cuve car l’équipement est encombrant et nécessite d’être connecté au chariot sur la paroi de fond. Cet équipement est également très lent car l’équipement ne vérifie qu’une faible portion du cordon de soudure à la fois et il est nécessaire de modifier l’assemblage de l’équipement au chariot pour changer de cordon de soudure.
Résumé de l'invention
[0004] Une idée à la base de l’invention est de proposer une cloche de détection ou un dispositif de détection de fuite permettant de tester l’étanchéité d’une membrane étanche d’une cuve qui soit fiable et facilement utilisable dans la cuve.
[0005] Une autre idée à la base de l’invention est de proposer une cloche de détection ou un dispositif de détection de fuite qui est utilisable rapidement permettant de tester l’étanchéité d’une membrane étanche d’une cuve en un minimum de temps.
[0006] Une autre idée à la base de l’invention est de proposer un procédé de test de l’étanchéité d’une membrane qui soit fiable et rapide à mettre en oeuvre.
[0007] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une cloche de détection de fuite pour détecter une fuite sur une zone de test d’une membrane d’étanchéité d’une cuve, la cloche de détection comprenant :
- un corps principal destiné à être disposé sur la zone de test ;
- un joint d’étanchéité lié au corps principal et configuré pour définir une chambre de détection entre le corps principal et la zone de test, le joint d’étanchéité comportant une lèvre d’étanchéité périphérique présentant un contour fermé pour entourer la zone de test ;
- un moyen mécanique de pression porté par le corps principal et comportant au moins un élément de pression configuré pour exercer sur une portion de la lèvre d’étanchéité une pression dirigée vers la membrane lorsque le corps principal est disposé sur la zone de test.
[0008] Grâce à ces caractéristiques, la cloche de détection peut être placée rapidement sur une zone de test afin que le joint d’étanchéité puisse former une chambre de détection sur toute la zone de test. De plus, le moyen mécanique de pression permet de presser la lèvre d’étanchéité sur une ou plusieurs portions, notamment là où il se présente un risque que le joint d’étanchéité se décolle de la membrane d’étanchéité, afin de fiabiliser la détection d’une éventuelle fuite par la cloche de détection.
[0009] Avantageusement, la cloche de détection est apte à détecter un gaz traceur. Selon une possibilité offerte par l’invention, ce gaz traceur n’est pas nécessairement injecté dans la zone dont teste l’étanchéité, il peut être dans la zone par une autre manière. [0010] En outre, grâce à la cloche de détection de fuite selon l’invention, on est dorénavant capable d’obtenir, sans difficulté, une (dé)pression inférieure à 100 Pa dans la chambre de détection, par exemple de l’ordre de 50 à 60 Pa (0,5-0, 6 mbar).
[001 1] Selon d’autres modes de réalisation avantageux, une telle cloche peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
[0012] Selon un mode de réalisation, l’élément de pression est un élément déformable élastiquement qui exerce une pression sur la portion de la lèvre d’étanchéité par déformation élastique.
[0013] Ainsi, l’élasticité de l’élément de pression permet lors de sa déformation élastique d’exercer un effort de rappel sur la lèvre d’étanchéité vers la membrane d’étanchéité.
[0014] Selon un mode de réalisation, l’élément de pression est orienté perpendiculairement au contour de la lèvre d’étanchéité périphérique.
[0015] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité présente un état de service, lorsqu’une dépression est appliquée dans la chambre de détection, dans lequel une portion de la lèvre d’étanchéité est maintenue entre le corps principal et la membrane d’étanchéité sur au moins une partie de la périphérie de la chambre de détection, avantageusement sur toute la périphérie de ladite chambre.
[0016] Selon un mode de réalisation, la cloche de détection de fuite présente une forme allongée d’une longueur supérieure ou égale à 0,5 m, préférentiellement supérieure ou égale à 1 m, de façon plus préférentielle supérieure ou égale à 2 m.
[0017] Selon un mode de réalisation, le moyen mécanique de pression comporte une pluralité d’éléments de pression configurés pour exercer une pression sur une pluralité de portions de la lèvre d’étanchéité, des portions étant situées aux deux extrémités de la lèvre d’étanchéité dans une direction longitudinale.
[0018] Selon un mode d’exécution de l’invention, des portions de la lèvre d’étanchéité pressées par le moyen mécanique de pression sont situées aux deux extrémités de la lèvre d’étanchéité dans une direction longitudinale, soit aux deux extrémités de la cloche compte tenu que cette dernière présente une forme générale longitudinale.
[0019] Ainsi, le moyen mécanique de pression applique une pression sur différentes zones où il y a un risque de décollement du joint, à savoir les extrémités du joint d’étanchéité.
[0020] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité comporte au moins une échancrure présentant une forme correspondant à celle d’une ondulation de la membrane, l’échancrure étant destinée à enjamber l’ondulation. [0021 ] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité comporte au moins deux échancrures, par exemple trois échancrures.
[0022] Grâce à ces caractéristiques, il est possible de placer la cloche de détection sur une membrane d’étanchéité comprenant des tôles ondulées, le ou les échancrures permettant à la cloche d’enjamber les ondulations.
[0023] Selon un mode de réalisation, la portion de la lèvre d’étanchéité pressée par le moyen mécanique de pression est située à une base de l’échancrure.
[0024] Grâce à cette caractéristique, il est possible de placer la cloche de détection sur une membrane d’étanchéité comprenant des tôles ondulées, le ou les échancrures permettant à la cloche d’enjamber les ondulations.
[0025] Ainsi, le moyen mécanique de pression applique une pression sur une zone où il y a des risques de décollement du joint d’étanchéité du au changement de pente de l’échancrure.
[0026] Selon un mode de réalisation, le moyen mécanique de pression comporte une pluralité d’éléments de pression configurés pour exercer une pression sur une pluralité de portions de la lèvre d’étanchéité, des portions étant situées aux bases de l’échancrure ou des échancrures.
[0027] Ainsi, le moyen mécanique de pression applique une pression sur différentes zones où il y a un risque de décollement du joint, à savoir la base de ou des échancrures.
[0028] Selon un mode de réalisation, la portion de la lèvre d’étanchéité est située sur un sommet de l’échancrure.
[0029] Selon un mode d’exécution de l’invention, toutes les portions de la lèvre d’étanchéité situées aux bases de l’échancrure sont pressées par la pluralité d’éléments de pression du moyen mécanique.
[0030] Selon un mode de réalisation, au moins un des, une partie des ou les éléments de pression comportent une lame courbée dont au moins une des extrémités vient en butée sur la base d’une échancrure
[0031] Avantageusement, au moins un des, une partie des ou les éléments de pression comportent une lame courbée dont les deux extrémités viennent en butée sur la base de deux échancrures contiguës.
[0032] Grâce à cette caractéristique, le positionnement de la cloche de détection de fuite est rendu plus aisé car la lame courbée va permettre le placement adéquat en pression des échancrures de la lèvre d’étanchéité sur les deux ondes contiguës de la membrane, quel que soient les éventuelles légères variations de la distance entre ces deux ondes contiguës ou le positionnement approximatif de la cloche de détection de fuite sur la membrane à ondes par un ou plusieurs opérateurs.
[0033] Selon un mode de réalisation, le moyen mécanique de pression comporte un élément support s’étendant sur toute la longueur du corps principal au-dessus de celui-ci et fixé au corps principal.
[0034] Selon un mode de réalisation, les lames courbées sont réparties sur la lèvre d’étanchéité et sont fixées par des moyens de fixation à l’élément support.
[0035] Selon un mode de réalisation, les lames courbées sont déformables élastiquement de manière à, lorsqu’elles sont déformées, exercer un effort de retour élastique sur la lèvre d’étanchéité.
[0036] Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation comportent une pluralité de pions, les pions comprenant chacun une tige montée mobile sur un corps, la tige comportant une extrémité en appui contre l’une des lames courbées, le corps étant fixé à l’élément de support, et comprenant également un ressort reliant la tige au corps, le ressort agissant entre le corps et la tige afin de positionner l’extrémité de la tige en appui contre la lame courbée et le ressort étant configuré pour exercer une force de rappel sur la lame courbée de sorte que la lame courbée vienne plaquer la lèvre d’étanchéité contre le pied d’une ondulation.
[0037] Selon un mode de réalisation, le moyen mécanique de pression comprend une pluralité d’éléments de pression d’extrémité, les éléments de pression d’extrémité étant situés aux deux extrémités de la lèvre d’étanchéité dans une direction longitudinale, soit aux deux extrémités de la cloche étant donné que cette dernière présente une forme longitudinale.
[0038] Ainsi, une cloche selon l’invention peut présenter une longueur d’au moins un (1 ) mètre et une largeur comprise entre 10 et 20 centimètre (cm), de préférence entre 14 cm et 16 cm.
[0039] La cloche de détection de fuites selon l’invention est apte, lorsqu’elle utilisée sur une zone de membrane comportant des ondes, à tester une pluralité d’ondes (le ou les points de soudure présents sur ladite ou lesdites ondes), soit au moins trois (3) ondes et jusqu’à près d’une dizaine d’ondes. Il pourra également être envisagé d’associer plusieurs cloches de détection les unes à côté des autres, ou les unes à la suite des autres, afin de former une longueur de zone de test plus importante/conséquente, une seule pompe à vide pouvant alors être utilisée pour générer le vide requis dans ces cloches de détection de fuites associées les unes aux autres.
[0040] Concernant le poids d’une telle cloche de détection, il pourra être compris entre 3 kilos et 25 kilos, préférentiellement entre 5 et 10 kilos, en fonction en particulier des matériaux utilisés, de sa longueur et de sa largeur.
[0041] Selon un mode de réalisation, au moins un ou les éléments de pression d’extrémité comprennent un pion d’extrémité, le pion d’extrémité comprenant une tige montée mobile sur un corps, un élément d’appui allongé étant fixé à une extrémité de la tige, l’élément d’appui allongé venant en appui contre la lèvre d’étanchéité, et le corps étant fixé à l’élément de support, le pion d’extrémité comprenant également un ressort reliant la tige au corps, le ressort agissant entre le corps et la tige afin de positionner l’élément d’appui allongé contre la lèvre d’étanchéité, le ressort étant configuré pour exercer une force de rappel sur l’élément d’appui allongé de sorte que l’élément d’appui allongé vienne plaquer la lèvre d’étanchéité contre la zone à tester.
[0042] Selon un mode de réalisation, la deuxième extrémité est équipée d’un élément d’appui allongé, l’élément d’appui allongé étant configuré pour transmettre l’effort de retour élastique sur une zone de la lèvre d’étanchéité correspondant à une longueur de l’élément d’appui allongé.
[0043] Selon un mode de réalisation, la deuxième extrémité d’un premier pion d’extrémité et la deuxième extrémité d’un deuxième pion d’extrémité adjacent au premier pion d’extrémité sont fixées l’une à l’autre à l’aide d’un élément d’appui allongé.
[0044] Selon un mode de réalisation, au moins un ou les éléments de pression d’extrémité comprennent une pluralité d’éléments de réglage formant une ligne d’éléments, l’élément de réglage comprenant une tige s’étendant en direction de la lèvre d’étanchéité et une extrémité réglable dans une direction longitudinale de la tige de sorte à venir en contact avec la lèvre d’étanchéité après réglage.
[0045] Selon un mode de réalisation, l’élément de pression comporte une lame courbée comprenant à une de ses extrémités en contact avec la lèvre d’étanchéité un manchon cylindrique.
[0046] Ainsi, le manchon cylindrique permet d’appliquer uniformément la pression du moyen mécanique de pression sur une partie de la lèvre d’étanchéité.
[0047] Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité comprend une enveloppe qui recouvre au moins partiellement le corps principal et qui est fixée au corps principal, la lèvre d’étanchéité périphérique étant liée à l’enveloppe de manière à la prolonger et étant recourbée à l’opposé du corps principal.
[0048] Selon un mode de réalisation, le manchon cylindrique comprend une direction de longueur, la direction de longueur du manchon cylindrique étant sensiblement orthogonale à l’enveloppe de manière à ce que le manchon cylindrique s’étende de l’enveloppe à une extrémité de la lèvre d’étanchéité.
[0049] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité comprend une partie recourbée sensiblement orthogonale à l’enveloppe, la partie recourbée ayant une dimension en section transversale supérieure ou égale à 1 cm, de préférence supérieure ou égale à 1 ,5 cm, de façon plus préférentielle supérieure ou égale à 2 cm.
[0050] Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité est réalisé dans un matériau élastomère présentant une dureté comprise entre 20 et 50 shore A.
[0051] Grâce à ces caractéristiques, le joint d’étanchéité est composé d’un matériau suffisamment souple pour être déformé par le moyen mécanique de pression.
[0052] Selon un mode de réalisation, le matériau élastomère du joint d’étanchéité est choisi parmi le polyuréthane élastomère et le caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). Le matériau élastomère du joint d’étanchéité peut également être en silicone, en nitrile ou en Viton ®.
[0053] Selon un mode de réalisation, le corps principal comporte un noyau rigide, et le joint d’étanchéité comporte une enveloppe appliquée hermétiquement contre une paroi périphérique du noyau rigide.
[0054] Selon un mode de réalisation, le noyau rigide comporte un évidement sur une surface inférieure destinée à être tournée vers la zone de test.
[0055] Selon un mode de réalisation, le noyau rigide comporte un canal reliant l’évidement à une surface supérieure du noyau rigide pour connecter une pompe à vide.
[0056] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un dispositif de détection de fuite pour tester l’étanchéité d’une membrane d’une cuve étanche et thermiquement isolante, le dispositif de détection de fuite comprenant :
- une cloche de détection de fuite comme décrit ci-dessus ;
- une pompe à vide raccordée à la chambre de détection ;
- un équipement d’analyse relié à la chambre de détection pour analyser une quantité de gaz présent dans la chambre de détection. [0057] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un ensemble de détection de fuite sur une zone de test d’une membrane d’étanchéité d’une cuve, l’ensemble comprenant :
- une cloche de détection de fuite décrit ci-dessus ou un dispositif de détection de fuite décrit ci-dessus ;
- une membrane d’étanchéité comportant une zone de test ;
dans lequel la cloche de détection de fuite est située sur la zone de test de manière à ce que la lèvre d’étanchéité entoure la zone de test.
[0058] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé d’utilisation d’un dispositif de détection de fuite comme décrit ci-dessus sur une zone de test d’une membrane d’étanchéité d’une cuve, dans lequel le procédé comporte les étapes suivantes :
- placer la cloche de détection sur la zone de test de manière à ce que la lèvre d’étanchéité entoure complètement la zone de test ;
- appliquer une pression sur la lèvre d’étanchéité à l’aide du moyen mécanique de pression afin de presser la lèvre d’étanchéité contre la membrane d’étanchéité ;
- mettre en dépression la chambre de détection au moyen de la pompe à vide ;
- conduire les gaz présents dans la chambre de détection vers l’équipement d’analyse ; et
- analyser au moyen de l’équipement d’analyse les gaz venant de la chambre de détection et délivrer une variable représentative des gaz présents dans la chambre de détection.
[0059] Selon un mode de réalisation, la cloche de détection de fuite est orientée sur la zone de test de manière à ce qu’une longueur de la cloche de détection de fuite soit superposée avec la zone de test.
[0060] Selon un mode de réalisation, la zone de test est une partie d’un cordon de soudure de la membrane d’étanchéité.
[0061 ] Ainsi, la cloche de détection de fuite permet de vérifier s’il n’y a pas de défaut sur le cordon de soudure qui pourrait engendrer une fuite dans la membrane d’étanchéité.
[0062] Selon un mode de réalisation, la zone de test se situe sur une membrane d’étanchéité ondulée.
[0063] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé de test de l’étanchéité d’une membrane d’une cuve étanche et thermiquement isolante, la cuve étanche et thermiquement isolante présentant une forme polyédrique définie par une pluralité de parois de cuve qui sont fixées sur une structure porteuse, chacune des parois de cuve comportant une barrière thermiquement isolante comprenant des éléments isolants ancrés à la structure porteuse et une membrane reposant contre les éléments isolants de la barrière thermiquement isolante, les barrières thermiquement isolantes des parois de cuve communicant les unes avec les autres et définissant ensemble l’espace thermiquement isolant ; le procédé de test de l’étanchéité comportant les étapes consistant à :
- injecter du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant ;
- fournir un dispositif de détection de fuite comprenant une cloche de détection configurée pour définir avec la membrane une chambre de détection étanche et une pompe à vide qui est, d’une part, raccordée à la chambre de détection et, d’autre part, à un équipement d’analyse ;
- disposer la cloche de détection contre une face de la membrane opposée à l’espace thermiquement isolant, la cloche de détection étant disposée de manière à ce que la chambre de détection soit disposée en regard d’une portion d’un cordon de soudure à tester ;
- mettre en dépression la chambre de détection au moyen de la pompe à vide ;
- conduire la phase gazeuse contenue dans la chambre de détection vers l’équipement d’analyse ; et
- analyser au moyen de l’équipement d’analyse ladite phase gazeuse et délivrer une variable représentative d’une concentration de gaz traceur dans ladite phase gazeuse.
[0064] Il est bien entendu que la pression appliquée sur la lèvre d’étanchéité, avant la mise en dépression de la chambre de détection, s’exerce sur la surface de ladite lèvre depuis l’extérieure de la chambre de détection. De cette manière, la lèvre d’étanchéité, qui peut consister en un élément unique, définit un volume étanche ou hermétique destiné à devenir, une fois la mise en dépression, la chambre de dépression.
[0065] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un dispositif de détection de fuite pour tester l’étanchéité d’une membrane d’une cuve étanche et thermiquement isolante ; le dispositif de détection de fuite comprenant une cloche de détection configurée pour définir avec la membrane une chambre de détection étanche et une pompe à vide qui est, d’une part, raccordé à la chambre de détection et, d’autre part, à un équipement d’analyse.
[0066] Selon des modes de réalisation, le procédé de test de l’étanchéité d’une membrane et/ou le dispositif de détection de fuite peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
[0067] Selon un mode de réalisation, l’injection du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant est mise en oeuvre au moyen du procédé d’injection d’un gaz traceur précité. Toutefois, selon un autre mode de réalisation, l’injection du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant peut également être mise en œuvre selon un autre procédé.
[0068] Selon un mode de réalisation, l’équipement d’analyse est un spectromètre de masse. [0069] Selon un mode de réalisation, la cloche de détection présente une forme allongée.
[0070] Selon un mode de réalisation, la cloche de détection comporte un noyau rigide et un joint d’étanchéité qui sont fixés l’un à l’autre et sont agencés pour définir avec la membrane à tester la chambre de détection.
[0071] Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité comporte une enveloppe fixée au noyau rigide et une lèvre d’étanchéité périphérique qui prolonge l’enveloppe.
[0072] Selon un mode de réalisation, l’enveloppe du joint d’étanchéité présente un fond qui recouvre la surface supérieure du noyau rigide et une paroi périphérique qui épouse la périphérie du noyau rigide.
[0073] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité périphérique est recourbée vers l’extérieur de la cloche de détection et est configurée pour se fléchir et se plaquer contre la membrane lorsque la chambre de détection est mise en dépression.
[0074] Selon un mode de réalisation, la portion du cordon de soudure est traversée par au moins une ondulation de la membrane.
[0075] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité périphérique est conformée pour s'adapter à la géométrie de ladite au moins une ondulation.
[0076] Selon un mode de réalisation, la portion du cordon de soudure est traversée par au moins deux ondulations, par exemple trois ondulations, parallèles de la membrane et la lèvre d’étanchéité périphérique est conformée pour s’adapter à la géométrie desdites ondulations.
[0077] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité périphérique comporte au moins deux échancrures présentant une forme correspondant à celle d’une ondulation de la membrane faisant saillie vers l’intérieur de la cuve, lesdites échancrures étant destinées à enjamber ladite ondulation.
[0078] Selon un mode de réalisation, au moins une ondulation de la membrane fait saillie vers l’intérieur de la cuve, la cloche de détection étant disposée contre la membrane de manière à ce que les échancrures enjambent l’ondulation.
[0079] Selon un mode de réalisation, la lèvre d’étanchéité périphérique comporte au moins deux zones en saillie présentant une forme correspondant à celle d’une ondulation de la membrane faisant saillie vers l’extérieur de la cuve.
[0080] Selon un mode de réalisation, la cloche de détection est disposée contre la membrane de manière à ce que les zones en saillie s’insèrent dans l’ondulation. [0081] Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité est réalisé dans un matériau élastomère présentant une dureté comprise entre 20 et 50 Shore A.
[0082] Selon un mode de réalisation, le matériau élastomère du joint d’étanchéité est choisi parmi le polyuréthane élastomère, le silicone, le nitrile et le Viton ®.
[0083] Selon un mode de réalisation, la cloche de détection est équipée d’un système de serrage apte à plaquer la lèvre d’étanchéité périphérique contre la membrane à tester.
[0084] Selon un mode de réalisation, préalablement à la mise en dépression de la chambre de détection, l’on actionne le système de serrage de manière à garantir l’étanchéité de la chambre de détection.
[0085] Selon un mode de réalisation, lorsque le joint d’étanchéité comporte au moins deux échancrures présentant une forme correspondant à celle d’une ondulation de la membrane faisant saillie vers l’extérieur de la cuve et traversant la portion du cordon de soudure, le système de serrage comporte une pince au niveau de chacune des échancrures, chaque pince comportant deux branches respectivement disposées de part et d’autre de l’échancrure et configurées pour venir appliquer un effort de serrage de la lèvre d’étanchéité périphérique contre l’ondulation de la membrane.
[0086] Selon un mode de réalisation, l’on met en dépression la chambre de détection jusqu’à une valeur de pression absolue comprise entre 10 et 1000 Pa, de préférence inférieure à 100 Pa absolu.
[0087] Selon un mode de réalisation, l’on analyse la phase gazeuse pendant une durée supérieure ou égale à 5 secondes.
[0088] Selon un mode de réalisation, l’on compare la variable représentative d’une concentration de gaz traceur dans ladite phase gazeuse à un seuil et l’on détermine que l’étanchéité de la portion du cordon de soudure est défectueuse lorsque la variable représentative d’une concentration de gaz traceur dans ladite phase gazeuse est supérieure audit seuil.
[0089] Selon un mode de réalisation, le dispositif de détection de fuite comporte en outre une chambre d’homogénéisation qui est disposée entre la chambre de détection et l’équipement d’analyse, la cloche de détection comportant une entrée de gaz équipée d’un robinet, la chambre d’homogénéisation et l’entrée de gaz étant raccordées à deux extrémités opposées de la chambre de détection.
[0090] Selon un mode de réalisation, le robinet de l’entrée de gaz est fermé lors de la mise en dépression de la chambre de détection, l’étape de conduire la phase gazeuse contenue dans la chambre de détection comportant : - ouvrir le robinet de l’entrée de gaz et conduire la phase gazeuse contenue dans la chambre de détection vers la chambre d’homogénéisation ; et
- conduire la phase gazeuse de la chambre d’homogénéisation vers l’équipement d’analyse.
[0091 ] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé de contrôle de la diffusion du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant.
[0092] Selon un mode de réalisation, le procédé de contrôle de la diffusion du gaz traceur est mis en oeuvre au cours du procédé de test de l’étanchéité précité. Toutefois, dans un autre mode de réalisation, il peut également être mis en œuvre de manière indépendante.
[0093] Selon un mode de réalisation, le contrôle de la diffusion du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant comporte :
- prélever du gaz contenu dans l’espace thermiquement isolant au moyen d’une pluralité de dispositifs de prélèvement traversant chacun la membrane de l’une des parois de cuve ; et
- conduire le gaz prélevé vers un équipement d’analyse, tel qu’un spectromètre de masse par exemple.
[0094] Selon un mode de réalisation, les dispositifs de prélèvement sont avantageusement disposés à proximité de zones d’angle formées à la jonction entre deux ou trois parois de cuve.
[0095] Selon un mode de réalisation, chaque dispositif de prélèvement de gaz comporte une plaque de recouvrement qui est associée à une membrane au moyen d’un cordon de mastic entourant une zone de la membrane dépourvue de soudure à la jonction entre deux éléments de la membrane, la plaque de recouvrement présentant un trou et un raccord destiné à être raccordé à un conduit relié à l’équipement d’analyse, ledit raccord étant soudé de manière étanche en périphérie du trou de la plaque de recouvrement.
[0096] Selon un mode de réalisation, le dispositif de prélèvement de gaz comporte un organe de raccordement qui présente un embout destiné à être raccordé de manière étanche à un conduit relié à l’équipement d’analyse, un épaulement et une tige inférieure filetée qui fait saillie depuis l’épaulement, traverse la membrane secondaire et est vissée dans un alésage fileté ménagé dans une platine fixée sur la barrière thermiquement isolante; le dispositif de prélèvement de gaz comportant en outre un joint d’étanchéité annulaire qui est enfilé sur la tige inférieure et qui est pris en sandwich entre la membrane secondaire et l’épaulement, l’organe de raccordement présentant un perçage qui débouche, d’une part, au niveau de l’embout et d’autre part, dans l’espace thermiquement isolant. Brève description des dessins
[0097] L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
[0098] [Fig.1 ] est une vue schématique d’un dispositif de détection de fuite selon un premier mode de réalisation.
[0099] [Fig.2] est une vue en coupe transversale selon le plan ll-ll de la cloche de détection du dispositif de détection de fuite de la figure 1.
[0100] [Fig.3] est une vue en perspective d’un joint d’étanchéité selon un premier mode de réalisation.
[0101] [Fig.4] est une vue schématique d’une variante d’un dispositif de détection de fuite dans laquelle la cloche de détection est équipée d’un système de serrage.
[0102] [Fig.5] est une vue en perspective d’un joint d’étanchéité selon un deuxième mode de réalisation.
[0103] [Fig.6] illustre schématiquement le positionnement de la cloche de détection en regard d’une portion d’un cordon de soudure assurant l’étanchéité entre deux tôles métalliques ondulées adjacentes d’une membrane.
[0104] [Fig.7] est une vue schématique d’un dispositif de détection de fuite selon un deuxième mode de réalisation.
[0105] [Fig.8] est une vue en perspective d’une cloche de détection de fuite selon un troisième mode de réalisation.
[0106] [Fig.9] est une vue schématique en coupe transversale de la cloche de détection de la figure 8, avant mise en dépression de la chambre de détection.
[0107] [Fig.10] est une vue schématique en coupe transversale de la cloche de détection de la figure 8, après mise en dépression de la chambre de détection.
[0108] [Fig.1 1] est une illustration schématique d’une structure multicouche d’une paroi d’une cuve à membranes.
[0109] [Fig.12] est une vue schématique partielle d’une cuve étanche et thermiquement isolante illustrant des dispositifs d’injection de gaz traceur positionnés au travers d’une membrane de la paroi de fond de la cuve. [01 10] [Fig.13] est une vue en perspective d’une cloche de détection de fuite selon un quatrième mode de réalisation.
[01 11] [Fig.14] est une vue agrandie du détail XIV de la figure 13 illustrant un élément de pression de la cloche de détection de fuite.
[0112] [Fig.15] représente une vue agrandie du détail XV de la figure 13 illustrant une première extrémité de la cloche de détection de fuite.
[0113] [Fig.16] représente une vue agrandie du détail XVI de la figure 13 illustrant une deuxième extrémité de la cloche de détection de fuite.
[0114] [Fig.17] représente une vue agrandie du détail XVI de la figure 13 selon un autre angle de vue.
Description des modes de réalisation
[01 15] On va décrire ci-dessous un dispositif de détection de fuite qui peut être utilisé pour détecter des fuites dans différents assemblages étanches, par exemple un assemblage soudé. Dans les exemples ci-dessous, l’assemblage soudé est une membrane d’étanchéité pour une cuve de fluide.
[01 16] Pendant l’étape du test d’étanchéité permettant de vérifier l’étanchéité des cordons de soudure d’une membrane 5, 8, l’on utilise un dispositif de détection de fuite 54, tel que représenté sur la figure 1.
[01 17] Le dispositif de détection de fuite 54 comporte une cloche de détection 55 qui est destinée à être disposée contre la face interne de la membrane 5, 8 en regard d’une portion du cordon de soudure à tester.
[0118] La cloche de détection 55 présente une forme allongée et présente une longueur comprise entre 0,5 et 4 m, par exemple de l’ordre de 1 m. La longueur de la cloche de détection 55 est avantageusement la plus grande possible de manière à vérifier l’étanchéité d’une zone plus importante au cours d’un seul et unique test. Néanmoins, le choix de cette longueur de la cloche pourra être adaptée en fonction d’une part des dimensions de la membrane 5, 8, et donc de la cuve, à tester et d’autre part en fonction de sa manoeuvrabilité par un minimum d’opérateur(s).
[01 19] Comme représenté sur la figure 2, la cloche de détection 55 comporte un corps principal 100 rigide et un joint d’étanchéité 60 souple qui sont fixés l’un à l’autre et qui sont agencés pour définir avec la membrane 5, 8 à tester une chambre de détection 61 étanche, disposée en regard de la portion du cordon de soudure 62 à tester. [0120] En revenant à la figure 1 , l’on observe que le dispositif de détection de fuite 54 comporte également un équipement d’analyse 56 qui est raccordé à la chambre de détection 61 et permet de détecter le gaz traceur. Dès lors que l’équipement d’analyse 56 détecte du gaz traceur dans une quantité supérieure à un seuil, il peut être conclu à un défaut d’étanchéité de la portion du cordon de soudure 62 testée. Selon un mode de réalisation, l’équipement d’analyse 56 est un spectromètre de masse.
[0121] Le dispositif de détection de fuite 54 comporte également une pompe à vide 57 qui est associée audit équipement d’analyse 56. La pompe à vide 57 est raccordée, d’une part, à la chambre de détection de la cloche de détection 55 de manière à permettre une mise en dépression de la chambre de détection et, d’autre part, à l’équipement d’analyse 56 de manière à conduire le gaz contenu dans la chambre de détection 61 vers l’équipement d’analyse 56.
[0122] La pompe à vide 57 est reliée à la cloche de détection 55 via un tuyau 58 qui est de préférence flexible. Le tuyau 58 est raccordé à un canal qui est ménagé dans le corps principal 100 et débouche dans la chambre de détection 61.
[0123] Comme représenté sur les figures 2 et 3, le corps principal 100 comporte un noyau rigide 59 et le joint d’étanchéité 60 comporte une enveloppe 63 épousant la forme du noyau rigide 59 et une lèvre d’étanchéité périphérique 64 qui prolonge l’enveloppe 63 vers le bas. L’enveloppe présente un fond 63 qui recouvre la surface supérieure du noyau rigide 59 et une paroi périphérique 74 qui épouse la périphérie du noyau rigide 59. Le fond 63 présente au moins un trou, non représenté, auquel est raccordé de manière étanche le tuyau 58 relié à la pompe à vide 57. Le noyau rigide 59 comporte sur sa surface inférieure 80 un évidement 79 sur toute la longueur du noyau rigide 59. L’évidement 79 permet lors d’une mise en dépression de la chambre de détection 61 d’assurer, malgré un abaissement du noyau rigide 59 vers la membrane 5, 8 dû à une déformation de la lèvre d’étanchéité 64, que la zone de test 62 se trouve toujours en contact fluidique avec la chambre de détection 62. De plus, le noyau rigide 59 comporte également un canal 82, non représenté sur la figure 2 car présent seulement dans un plan passant au niveau du tuyau 58, permettant de relier l’évidement 79 à une surface supérieure 81 du noyau rigide 59. Le canal 82 permet de mettre en communication la chambre de détection 61 avec la pompe à vide 57 et l’équipement d’analyse 56 via le tuyau 58.
[0124] La lèvre d’étanchéité périphérique 64 est recourbée vers l’extérieur de la cloche de détection 55 et est ainsi configurée pour se fléchir et se plaquer contre la membrane 5, 8 lorsque la chambre étanche 61 est mise en dépression. En d’autres termes, la lèvre d’étanchéité périphérique 64 présente une section présentant une forme générale de L. [0125] La portion recourbée vers l’extérieur de la lèvre d’étanchéité périphérique 64 présente une largeur de l’ordre de 15 à 40 mm. La lèvre d’étanchéité périphérique 64 est conformée pour s’adapter à la géométrie de la membrane 5, 8 le long du cordon de soudure à tester. Aussi, sur la figure 3, la lèvre d’étanchéité périphérique 64 comporte des échancrures 65 présentant une forme correspondant à celle des ondulations de la membrane 5, 8 que la cloche de détection 55 est destinée à enjamber lorsqu’elle est en position contre la portion du cordon de soudure 62 à tester.
[0126] Le joint d’étanchéité 60 est avantageusement réalisé dans un matériau élastomère présentant une dureté comprise entre 20 et 50 Shore A. Le joint d’étanchéité est par exemple réalisé en polyuréthane élastomère, en caoutchouc EPDM, en silicone, en nitrile ou en Viton ®.
[0127] Dans un mode de réalisation illustré schématiquement sur la figure 4, la cloche de détection 55 est en outre équipée d’un moyen mécanique de pression 66, qui est dans ce mode de réalisation un système de serrage 66, apte à plaquer la lèvre d’étanchéité périphérique 64 contre la membrane 8 à tester de manière à garantir l’étanchéité de la chambre de détection 61. Le système de serrage 66 comporte ici une pince 67 au niveau de chacune des échancrures 65 de la lèvre d’étanchéité périphérique 64. Chaque pince 67 comporte deux branches respectivement disposées de part et d’autre de l’échancrure 65 et configurées pour venir appliquer un effort de serrage de la lèvre d’étanchéité périphérique 64 contre la membrane 8. De manière avantageuse, les branches sont configurées pour serrer la lèvre d’étanchéité périphérique 64 contre la membrane d’étanchéité, à proximité de la base de l’ondulation.
[0128] Par ailleurs, dans le mode de réalisation représenté, le système de serrage 66 comporte en outre, au niveau de chacune des extrémités longitudinales de la cloche de détection 55, un doigt 68, mobile, qui est configuré pour venir plaquer l’une des extrémités longitudinales de la lèvre d’étanchéité périphérique 64 contre la membrane 8.
[0129] La figure 5 illustre un joint d’étanchéité 60 selon un mode de réalisation alternatif. Ce joint d’étanchéité 60 est conformé pour s’adapter à une membrane 5 dans laquelle les ondulations font saillie vers l’extérieur de la cuve. Une telle membrane est par exemple une membrane secondaire 5 selon la technologie Mark V. Aussi, la lèvre d’étanchéité périphérique 64 comporte des zones en saillie 69 destinées à venir s’insérer à l’intérieur des ondulations de la membrane 5.
[0130] La procédure pour détecter un défaut d’étanchéité d’un cordon de soudure est la suivante. [0131] Dans un premier temps l’on dispose la cloche de détection 55 en regard de la portion du cordon de soudure 62 à tester, tel que représenté sur la figure 6.
[0132] Il convient de s’assurer que la cloche de détection 55 est convenablement centrée par rapport au cordon de soudure 62 de sorte que les deux parties latérales de la portion recourbée de la lèvre d’étanchéité périphérique 64 soient disposées de part et d’autre du cordon de soudure 62.
[0133] La pompe à vide 57 est alors mise en fonctionnement afin de mettre la chambre de détection 61 en dépression et favoriser la migration du gaz traceur au travers des zones défectueuses du cordon de soudure 62.
[0134] Dès que la pression à l’intérieur de la chambre de détection 61 passe en dessous d’un seuil de pression Ps, un flux de gaz est conduit de la chambre de détection 61 vers l’équipement d’analyse 56 et un taux de fuite f en gaz traceur est mesuré pendant une durée minimale Tm. Le taux de fuite f est alors comparé à un seuil cps.
[0135] Si le taux de fuite f est inférieur au seuil cps, alors il est conclu que la portion testée du cordon de soudure 62 ne présente pas de défaut d’étanchéité. Dans ce cas, la cloche de détection 55 est alors disposée en regard d’une portion adjacente du cordon de soudure 62 en assurant un recouvrement entre les deux portions successivement testées de manière à garantir que l’étanchéité du cordon de soudure 62 ait été testée sur toute la longueur dudit cordon de soudure 62.
[0136] Au contraire, si le taux de fuite f est supérieur ou égal au seuil cps, alors il est conclu que la portion testée du cordon de soudure 62 présente un défaut d’étanchéité. Des mesures de soudure correctives sont alors mise en œuvre afin de corriger le défaut.
[0137] A titre d’exemple, pour une concentration en hélium dans l’espace thermiquement isolant de l’ordre de 20 %, le seuil de pression en dessous duquel le taux de fuite est mesuré est compris entre 10 et 1000 Pa absolu, de préférence inférieure à 100 Pa absolu. A titre d’exemple, la durée minimale de mesure du taux de fuite est de 5 secondes et le seuil cps est de l’ordre de 1 ,0.10-6 Pa.m3.s-1.
[0138] La figure 7 représente un dispositif de détection de fuite 54 selon un autre mode de réalisation. Ce mode de réalisation diffère du mode de réalisation décrit précédemment en ce qu’il comporte en outre une chambre d’homogénéisation 70 qui est disposée entre la chambre de détection 61 et l’équipement d’analyse 56 et en ce que la cloche de détection 55 comporte une entrée de gaz 71.
[0139] L’entrée de gaz 71 est équipée d’un robinet permettant d’établir ou d’interrompre un écoulement d’air ambiant vers la chambre de détection 61. La chambre d’homogénéisation 70 est raccordée à une extrémité de la chambre de détection 61 tandis que l’entrée de gaz 71 est raccordée à l’extrémité opposée de la chambre de détection 61.
[0140] Le mode de fonctionnement du dispositif de détection de fuite 54 est le suivant.
[0141] Lorsque la cloche de détection 55 est disposée en regard de la portion du cordon de soudure 62 à tester, le robinet de l’entrée de gaz 71 est fermé et la pompe à vide 57 est mise en fonctionnement afin de mettre la chambre de détection 61 en dépression. Dès que la pression à l’intérieur de la chambre de détection 61 passe en dessous d’un seuil de pression Ps, le robinet de l’entrée de gaz 71 est ouvert et l’ensemble du gaz préalablement contenu dans la chambre étanche est transféré vers la chambre d’homogénéisation 70. La chambre d'homogénéisation 70 présente un volume supérieur à celui de de la chambre de détection 61 et comporte par exemple un système de piston permettant d'aspirer précisément l'intégralité du gaz contenu dans la chambre de détection 61.
[0142] Le gaz contenu dans la chambre d’homogénéisation 70 est ensuite transféré en direction de l’équipement d’analyse 56 afin de déterminer un taux de fuite f en gaz traceur.
[0143] Un tel mode de réalisation est avantageux en ce qu’il permet de diminuer le temps de diffusion du gaz traceur à l’intérieur de la cloche de détection 55 et permet ainsi de diminuer la durée minimale de mesure. Ceci est notamment avantageux lorsque le temps pour que le gaz traceur migre d’une extrémité à une autre de la cloche de détection 55 est susceptible d’être long en raison d’une longueur importante de la cloche de détection 55 et/ou lorsque la dépression régnant à l’intérieur de la chambre de détection 61 est insuffisante.
[0144] La figure 8 représente une cloche de détection 55 selon un troisième mode de réalisation. La cloche de détection 55 de la figure 8 est conçue similairement à la cloche de détection 55 de la figure 4 mais diffère notamment concernant le moyen mécanique de pression 66. En effet, la cloche de détection 55 comprend un corps principal 100 s’étendant dans une direction longitudinale, un joint d’étanchéité 60 souple fixé sur le corps principal 100 et un moyen mécanique de pression 66 porté par le corps principal et configuré pour exercer une pression dirigée vers la membrane 5, 8 sur le joint d’étanchéité 60. Le corps principal 100 comporte un noyau rigide 59. Le noyau rigide 59 comporte un canal 82 permettant de relier une surface inférieure 80 à une surface supérieure 81 du noyau rigide 59. Le canal 82 permet de mettre en communication la chambre de détection 61 à la sortie de gaz 78.
[0145] Le joint d’étanchéité 60 comporte une enveloppe 63 fixée au noyau rigide 59 par des moyens de fixation 1 10, par exemple consistant en un cerclage entourant toute la circonférence du noyau rigide 59 et du joint d’étanchéité 60 et fixant ces deux éléments 59/60 l’un à l’autre par l’intermédiaire d’un élément mécanique de fixation tels que des vis.. Le joint d’étanchéité 60 comporte également une lèvre d’étanchéité périphérique 64 liée à l’enveloppe 63 et présentant un contour fermé permettant d’entourer la partie du cordon de soudure 62 à tester. La lèvre périphérique 64 est de plus recourbée en direction opposée au corps principal 100 de manière à avoir une partie de la lèvre périphérique 64 sensiblement parallèle à la membrane 5, 8. La lèvre d’étanchéité périphérique 64 présente également une pluralité d’échancrures 65 espacées sur sa circonférence, les échancrures 65 ayant la forme des ondulations de la membrane 5, 8 à tester. Ainsi, lors du placement de la cloche de détection 55 sur la membrane 5, 8, les échancrures 55 permettent à la cloche de détection 55 de s’adapter à la forme ondulée de la membrane 5, 8. Le corps principal 100 et l’élément porteur 73 sont notamment traversés par une sortie de gaz 78 permettant lors de la mise en dépression de la chambre de détection 61 d’évacuer le gaz.
[0146] Le moyen mécanique de pression comporte un élément support 73 s’étendant sur toute la longueur du corps principal 100 au-dessus de celui-ci et fixés au corps principal 100. Des poignées 76 sont fixées aux deux extrémités longitudinales de l’élément support 73 de manière à permettre la manipulation de la cloche de détection 55 par un opérateur et éventuellement d’actionner le moyen mécanique de pression par un effort de l’opérateur.
[0147] Le moyen mécanique de pression 66 est composé d’une pluralité d’éléments de pression 72 qui sont sous la forme de lames courbées 72 réparties sur la lèvre d’étanchéité 64 et qui sont fixées par des moyens de fixation 77 à l’élément support 73. Les lames courbées 72 sont déformables élastiquement de manière à, lorsqu’elles sont déformées, exercer un effort de retour élastique sur la lèvre d’étanchéité 64 afin de la plaquer sur la membrane 5, 8. Pour fiabiliser l’étanchéité de la chambre de détection 61 , il semble judicieux de plaquer la lèvre d’étanchéité 64 dans les zones où le risque de décollement est plus important. C’est pourquoi des lames courbées 72 sont situées notamment aux bases des échancrures 64 de la lèvre d’étanchéité 64 et aux extrémités longitudinales de la cloche de détection 55 sur la lèvre d’étanchéité 64.
[0148] Une pluralité de lames courbées 72 sont fixées à l’une de leur extrémité à l’élément support 73 tandis que l’autre extrémité est placée sur la lèvre d’étanchéité 64. Ces lames 72 sont notamment placées sur les extrémités de la cloche de détection 55. D’autres lames courbées 72 sont quant à elle fixées en leur milieu à l’élément support 73 alors que leurs deux extrémités sont placées sur la lèvre d’étanchéité 64 de manière à appliquer une pression sur deux zones différentes, ces lames 72 étant notamment placées entre deux échancrures 65. [0149] Les lames courbées 72 présentent à chacune de leur extrémité en contact avec la lèvre d’étanchéité 64 un manchon cylindrique 75. Le manchon cylindrique 75 permet notamment un appui homogène sur la lèvre d’étanchéité 64 en évitant tout poinçonnant qui pourrait dégrader l’intégrité de la lèvre d’étanchéité 64. Le manchon cylindrique 75 s’étend dans une direction orthogonale à la direction longitudinale du corps principal 100. La longueur d’un manchon cylindrique 75 est de plus sensiblement égale à la dimension de la partie de la lèvre d’étanchéité 64 faisant saillie du corps principal 100, dans la direction où s’étend le manchon cylindrique 75. Ainsi le manchon cylindrique 75 permet au moyen mécanique de pression 66 d’exercer une pression de manière efficace sur la lèvre d’étanchéité.
[0150] Lors du placement de la cloche de détection de fuite 55 sur la zone à tester, il faut s’assurer que le moyen mécanique de pression 66 plaque bien de manière étanche le joint d’étanchéité 60 pour pouvoir tester l’étanchéité de la soudure convenablement. Une problématique est donc de s’assurer que le moyen mécanique de pression 66 joue bien son rôle tout autour de la lèvre d’étanchéité périphérique 64. Or, la zone à tester et notamment aux extrémités de la cloche de détection 55 peut être une zone de jonction entre plusieurs tôles métalliques ondulées, par exemple quatre tôles métalliques ondulées, de sorte que la zone n’est pas entièrement plane mais comporte des nivelages rendant difficile de plaquer le joint d’étanchéité 60.
[0151] La figure 13 représente une cloche de détection 55 selon un quatrième mode de réalisation où le moyen mécanique de pression 66 a été renforcé aux extrémités de la cloche de détection 55 pour palier à la non planéité de la zone. La cloche de détection 55 de la figure 13 est conçue similairement à la cloche de détection 55 de la figure 8 mais diffère notamment concernant le moyen mécanique de pression 66. En effet, la cloche de détection 55 de la figure 13 comprend également un corps principal 100 s’étendant dans une direction longitudinale, un joint d’étanchéité 60 souple fixé sur le corps principal 100 et un moyen mécanique de pression 66 porté par le corps principal et configuré pour exercer une pression dirigée vers la membrane 5, 8 sur le joint d’étanchéité 60. Toutefois, le moyen mécanique de pression 66 comprend ici des éléments de pression 72 et des éléments de pression d’extrémité 87.
[0152] Les éléments de pression 72 comportent chacun une lame courbée 72 dont au moins une extrémité vient en butée sur la base d’une échancrure 62. Les lames courbées 72 situées entre deux échancrures contiguës comportent quant à elle l’une de leurs extrémités qui est située contre la base de l’une des échancrures 65 et l’autre des extrémités qui est située contre la base de l’autre des échancrures 65. Les éléments de pression 72 sont ici, comme illustré sur la figure 14, fixés par des moyens de fixation 77 comportant chacun un pion 83. Les pions 83 comportent chacun une tige 85 montée mobile sur un corps 84. La tige 85 comporte une extrémité en appui contre l’une des lames courbées 72. Le corps 84 est fixé à l’élément de support 73. Le pion 83 comporte également un ressort 86 reliant la tige 85 au corps 84, le ressort 86 agissant entre le corps 84 et la tige 85 afin de positionner l’extrémité de la tige 85 en appui contre la lame courbée 72. Ainsi, le ressort 86 est configuré pour exercer une force de rappel sur la lame courbée 72 de sorte que la lame courbée 72 vienne plaquer la lèvre d’étanchéité 64 contre le pied de l’ondulation.
[0153] Les éléments de pression d’extrémité 87 sont situés aux deux extrémités de la lèvre d’étanchéité 64 dans une direction longitudinale, soit aux deux extrémités de la cloche de détection de fuite 55 étant donné que cette dernière présente une forme générale longitudinale. Les éléments de pression d’extrémité 87 peuvent être conçus selon une pluralité de variantes distinctes combinables ou non sur une même cloche de détection de fuite 55. Par soucis de concision, trois variantes des éléments de pression d’extrémité 87 sont illustrées sur la figure 13 sur une même cloche de détection de fuite 55.
[0154] Les figures 15 à 17 représentent les trois variantes des éléments de pression d’extrémité 87. Comme illustré sur la figure 15 selon la première variante, l’élément de pression d’extrémité 87 comprend un pion d’extrémité 88. Les pions d’extrémité 88 comportent chacun une tige 90 montée mobile sur un corps 89. Un élément d’appui allongé 91 est fixé à une extrémité de la tige 90, l’élément d’appui allongé 91 venant en appui contre la lèvre d’étanchéité 64. Le corps 89 est fixé à l’élément de support 73. Le pion d’extrémité 88 comporte également un ressort 86 reliant la tige 90 au corps 89, le ressort 86 agissant entre le corps 89 et la tige 90 afin de positionner l’élément d’appui allongé 91 contre la lèvre d’étanchéité 64. Ainsi, le ressort 86 est configuré pour exercer une force de rappel sur l’élément d’appui allongé 91 de sorte que l’élément d’appui allongé 91 vienne plaquer la lèvre d’étanchéité 64 contre la zone à tester. De cette manière, l’effort de rappel est exercé sur la lèvre d’étanchéité 64 sur toute la longueur de l’élément d’appui allongé 91. Dans le cas de la première variante de la figure 15, chaque élément d’appui allongé 91 n’est fixé qu’à une seule tige 90 d’un pion d’extrémité 88.
[0155] Une deuxième variante des éléments de pression d’extrémité 87 est illustrée sur la figure 16. La deuxième variante diffère de la première variante par l’élément d’appui allongé 91 des pions d’extrémité 88, les autres caractéristiques des éléments de pression d’extrémité 87 sont conservées. Dans cette variante, l’élément d’appui allongé 91 est fixé à une extrémité d’une tige 90 d’un premier pion d’extrémité 88 et à une extrémité d’une tige 90 d’un deuxième pion d’extrémité 88 adjacent au premier pion d’extrémité 88. L’élément d’appui allongé 91 est donc ici plus long que dans la première variante et est ainsi plaqué par deux pions d’extrémité 88 répartis sur sa longueur de sorte à former un appui d’une longueur plus importante sur la lèvre d’étanchéité 64.
[0156] Une troisième variation des éléments de pression d’extrémité 87 est illustrée sur la figure 17. Dans cette variante, l’élément de pression d’extrémité 87 comprend une pluralité d’éléments de réglage 92 formant une ligne d’éléments. L’élément de réglage 92 comprend une tige 93 s’étendant en direction de la lèvre d’étanchéité 64 et perpendiculairement à la zone à tester et une extrémité réglable 94 dans une direction longitudinale de la tige de sorte à venir en contact avec la lèvre d’étanchéité 64 après réglage de la tige 93. Ainsi, il est possible de régler plus finement l’élément de pression d’extrémité 87 grâce aux éléments de réglage 92 afin d’épouser plus précisément la zone à tester et donc d’améliorer l’étanchéité de la chambre de détection 61.
[0157] Il va être décrit par la suite un procédé d’utilisation d’une cloche de détection de fuite 65 telle qu’illustrée à la figure 8 dans un dispositif de détection de fuite 54 comprenant ladite cloche 65, une pompe à vide 57 raccordée à la chambre de détection 61 via la sortie de gaz 78 et un équipement d’analyse 56. L’utilisation d’un tel dispositif de détection 54 permet de contrôler l’étanchéité d’un cordon de soudure 62 entre deux tôles ondules d’une membrane d’étanchéité 5, 8.
[0158] Tout d’abord, la cloche de détection 55 est placée sur la zone à tester l’étanchéité ici une partie du cordon de soudure 62, par exemple par un ou plusieurs opérateurs via les poignées 76. Pour cela, le corps principal 100 de la cloche de détection 55 est placé au- dessus du cordon de soudure 62 de manière à ce que la longueur du corps principal 100 soit aligné et centré ave le cordon de soudure 62. Ainsi, la lèvre d’étanchéité 64 se trouve de part et d’autre du cordon de soudure 62 et entoure complètement la zone du cordon de soudure 62 à tester pour former avec le corps principal 100 et la membrane 5, 8 une chambre de détection 61 étanche, comme visible sur la figure 9.
[0159] Après que la cloche de détection 55 ait été placée sur le cordon de soudure 62, la cloche de détection 55 se fixe spontanément sur la membrane 5, 8 grâce à la force de dépression activée par la pompe à vide 57. Cette force de dépression active alors le moyen mécanique de pression 66 de manière à ce qu’il redirige la pression afin de presser la lèvre d’étanchéité 64 sur la membrane 5, 8 dans certaines zones bien définies.
[0160] Lorsque le moyen mécanique de pression 66 subit un effort sur l’élément support 73, l’élément support 73 retransmet l’effort aux lames courbées 72 via leurs fixations respectives ce qui tend à déformer élastiquement les lames courbées 72. De ce fait et par retour élastique, les lames courbées 72 transmettent l’effort à la lèvre d’étanchéité 64 via les manchons cylindriques 75 aux zones où le décollement de la lèvre d’étanchéité est le plus probable à savoir les extrémités longitudinales du corps principal 100 et les bases des échancrures 65.
[0161 ] La pompe à vide 57 est alors activée de manière à créer une dépression dans la chambre de détection 61 via le canal 82 et la sortie de gaz 78. La souplesse de la lèvre d’étanchéité 64 entraîne une déformation de celle-ci lors de la dépression de la chambre de détection 61 tendant à diminuer le volume de la chambre de détection 61. En effet, la lèvre d’étanchéité 64 se rapproche ainsi de part et d’autre du cordon de soudure 62 comme visible sur la figure 10. Dès lors que la pression à l’intérieur de la chambre de détection 61 passe en dessous d’un seuil de pression Ps, les gaz présents dans la chambre de détection 61 sont conduits vers l’équipement d’analyse 56.
[0162] Ainsi, de façon avantageuse, la lèvre d’étanchéité 64 occupe deux positions selon qu’elle se trouve dans son état initial, soit sans l’application d’une dépression dans la chambre de détection 61 , ou dans son état de service, lorsqu’une telle dépression est appliquée.
[0163] Dans son état initial, la lèvre d’étanchéité 64 repose sans pression sur la surface d’une membrane d’étanchéité 5, 8 tandis que dans son état de service au moins une portion d’extrémité de la lèvre d’étanchéité 64 se trouve pressée sous le corps principal 100 de manière à parfaitement étanchéifier le contour ou la périphérie de la chambre de détection 61. En effet, grâce à la souplesse de la lèvre d’étanchéité 64, celle-ci vient se pincer entre le corps principal 100 et la membrane 5, 8 lors de l’application de la dépression. Ce positionnement de la lèvre d’étanchéité 64 entre le corps principal 100, écrasé ou comprimé par celui-ci, et la membrane d’étanchéité 5, 8 contribue efficacement à obtenir une parfaite étanchéité de la chambre de détection 61 , permettant ainsi d’obtenir et de tenir un vide d’au moins 100 Pa (1 mbar), voire présentant une pression bien inférieure.
[0164] Ainsi, selon un mode d’exécution préféré de l’invention, la lèvre d’étanchéité 64 présente un état de service, lorsqu’une dépression est appliquée dans la chambre de détection 61 , dans lequel une portion de la lèvre d’étanchéité 64 est maintenue entre le corps principal 100 et la membrane d’étanchéité 5, 8 sur au moins une partie de la périphérie de la chambre de détection 61 , voire sur toute la périphérie de ladite chambre 61.
[0165] L’équipement d’analyse 56 analyse alors au court d’une durée minimale Tm la concentration en gaz des gaz présents dans la chambre de détection 61 de manière à obtenir une valeur représentative de l’évolution de la concentration. Cette valeur représentative est alors comparée à une valeur seuil de manière à déterminer si la partie du cordon de soudure 62 testée présente ou non un défaut d’étanchéité. [0166] Si la valeur mesurée est inférieure à la valeur seuil, alors il est conclu que la partie testée ne présente pas de défaut d’étanchéité et dans ce cas, la cloche de détection 55 est alors disposée en regard d’une portion adjacente du cordon de soudure 62 en assurant un recouvrement entre les deux portions successivement testées de manière à garantir que l’étanchéité du cordon de soudure 62 ait été testée sur toute la longueur dudit cordon de soudure 62.
[0167] Si la valeur mesurée est supérieure ou égale à la valeur seuil, alors il est conclu que la partie testée du cordon de soudure 62 présente un défaut d’étanchéité. Des mesures de soudure correctives sont alors mise en œuvre afin de corriger le défaut. Des mesures à l’aide d’un outil de détection complémentaire peuvent également être envisagées de manière à localiser de manière plus précise le lieu du défaut d’étanchéité.
[0168] Dans un autre mode de réalisation non représenté, les différentes caractéristiques des modes de réalisation précédents sont combinables entre elles. En effet par exemple, les moyens mécaniques de pression 66 de la figure 8 sont adaptables à un joint d’étanchéité 60 de la figure 5 en modifiant l’agencement des lames courbées 72.
[0169] La cloche de détection, le dispositif de détection et le procédé d’utilisation du dispositif décrits ci-dessus visent plus particulièrement à tester l’étanchéité d’une membrane d’une cuve étanche et thermiquement isolante à membranes. A titre d’exemple, de telles cuves à membranes sont notamment décrites dans les demandes de brevet W014057221 , FR2691520.
[0170] Les cuves à membrane présentent une pluralité de parois qui présentent une structure multicouche, telle que représentée sur la figure 1 1. Chaque paroi 1 comporte, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire 2 comportant des panneaux isolants secondaires 3 ancrés à une structure porteuse 4, une membrane secondaire 5 reposant contre la barrière thermiquement isolante secondaire 2, une barrière thermiquement isolante primaire 6 comportant des panneaux isolants primaires 7 reposant contre la membrane secondaire 2 et ancrés à la structure porteuse 4 ou aux panneaux isolants secondaires 3 et une membrane primaire 8 qui repose contre la barrière thermiquement isolante primaire 6 et qui est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve.
[0171] La cuve présente une forme générale polyédrique. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 12, la cuve présente une paroi avant 9 et une paroi arrière, non représentée, qui sont ici de forme octogonale. La cuve comporte également une paroi de plafond 10, une paroi de fond 1 1 et des parois latérales 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17 qui s’étendent selon la direction longitudinale de la cuve entre la paroi avant 9 et la paroi arrière. [0172] Les barrières thermiquement isolantes secondaires 2 des parois de cuve communiquent les unes avec les autres de manière à former, entre la structure porteuse 4 et la membrane secondaire 5, un espace thermiquement isolant secondaire, étanche. De même, les barrières thermiquement isolantes primaires 6 des parois de cuve communiquent les unes avec les autres de manière à former, entre la membrane secondaire 5 et la membrane primaire 8, un espace thermiquement isolant primaire, étanche.
[0173] Au moins l’une des membranes primaire 8 et secondaire 5 comporte une pluralité de tôles métalliques qui sont soudées les unes aux autres. Le procédé de test d’étanchéité qui sera décrit par la suite vise plus particulièrement à tester l’étanchéité des soudures permettant de raccorder les tôles métalliques les unes aux autres. Selon un mode de réalisation, la membrane à tester présente des ondulations qui lui permettent de se déformer sous l’effet des sollicitations thermiques et mécaniques générées par le fluide emmagasiné dans la cuve. Pour ce faire, comme représenté par exemple sur la figure 8, chaque tôle métallique comporte deux séries d’ondulations perpendiculaires l’une à l’autre.
[0174] Dans un mode de réalisation, le procédé de test d’étanchéité comporte trois étapes, à savoir :
- la diffusion d’un gaz traceur dans un espace thermiquement isolant recouvert par la membrane 5, 8 dont on souhaite tester l’étanchéité ;
- le contrôle de la diffusion du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant ; et
- la vérification de l’étanchéité des soudures de la membrane 5, 8.
[0175] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de test d’étanchéité comporte seulement la vérification de l’étanchéité des soudures de la membrane 5, 8 sans l’aide de gaz traceur.
[0176] L’étape de diffusion d’un gaz traceur consiste à injecter un gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant qui est recouvert par la membrane 5, 8 dont on souhaite vérifier l’étanchéité. Lorsque l’on souhaite vérifier l’étanchéité de la membrane secondaire 5, le gaz traceur est injecté dans l’espace thermiquement isolant secondaire. Dans ce cas, le procédé de test d’étanchéité est mis en œuvre avant que la barrière thermiquement isolante primaire 7 et la membrane primaire 8 ne soient installées. Lorsque l’on souhaite vérifier l’étanchéité de la membrane primaire 8, le gaz traceur est injecté dans l’espace thermiquement isolant primaire.
[0177] La figure 12 illustre schématiquement une cuve étanche et thermiquement isolante ainsi qu’un système d’injection du gaz traceur dans un espace thermiquement isolant. [0178] Le système d’injection comporte une pluralité de conduits 18 qui sont, d’une part, reliés à une source de gaz traceur, non illustrée, et, d’autre part, reliés à des dispositifs d’injection du gaz traceur 19 ménageant un passage d'injection du gaz traceur au travers de la membrane 5, 8 dont l’étanchéité doit être testée. Plus particulièrement, les dispositifs d’injection du gaz traceur 19 ménagent des passages de gaz traceur au travers de la membrane de la paroi de fond 1 1. Une telle disposition est particulièrement avantageuse car le gaz traceur présente une densité de vapeur plus faible que celle de l’air de sorte qu’il a tendance à monter dans l’espace thermiquement isolant. Dès lors, l’injection du gaz traceur par le bas, au travers de la membrane 5, 8 à tester de la paroi de fond 1 1 , permet d’assurer une diffusion rapide et homogène du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant.
[0179] Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 12, la paroi de fond 1 1 est équipée d’au moins quatre dispositifs d’injection du gaz traceur 19 qui sont régulièrement répartis sur la surface de la paroi de fond 1 1. La paroi de fond 1 1 présente une forme rectangulaire et peut ainsi être divisée en quatre zones de surface égale par ses deux axes de symétrie x et y. Chacun des quatre dispositifs d’injection du gaz traceur 19 est disposé dans l’une des quatre zones précitées. Dans le mode de réalisation particulier illustré, chaque dispositif d’injection du gaz traceur 19 est disposé à proximité du centre de sa zone respective. Dans un mode de réalisation particulier, chacun des quatre dispositifs d’injection du gaz traceur est disposé à une distance ¼ L du bord longitudinal adjacent et à une distance ¼ B du bord transversal adjacent avec L : la dimension longitudinale de la paroi de fond 1 1 et B : la dimension transversale de la paroi de fond 1 1.
[0180] L’étape de contrôle de diffusion de gaz traceur consiste à lorsque le gaz traceur a diffusé au travers de l’espace thermiquement isolant, contrôler la diffusion du gaz traceur dans l’espace thermiquement isolant.
[0181] Pour ce faire, l’on prélève le gaz contenu dans l’espace thermiquement isolant dans lequel l’on a injecté le gaz traceur au moyen d’une pluralité de dispositifs de prélèvement de gaz ménagés au travers de la membrane recouvrant ledit espace thermiquement isolant. Chaque dispositif de prélèvement est relié à un équipement d’analyse, tel qu’un spectromètre de masse, qui permet de vérifier la présence et la concentration du gaz traceur dans la zone correspondante de l’espace thermiquement isolant.
[0182] L’étape de vérification des soudures consiste à utiliser le dispositif de détection de fuite 54, précédemment décrit, sur l’une des membranes 5, 8 de la cuve étanché et thermiquement isolante. [0183] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
[0184] L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
[0185] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Cloche de détection de fuite (55) pour détecter une fuite sur une zone de test (62) d’une membrane d’étanchéité (5, 8) d’une cuve, la cloche de détection de fuite (55) comprenant :
- un corps principal (100) destiné à être disposé sur la zone de test (62) ;
- un joint d’étanchéité (60) lié au corps principal (100) et configuré pour définir une chambre de détection (61 ) entre le corps principal (100) et la zone de test (62), le joint d’étanchéité (60) comportant une lèvre d’étanchéité (64) périphérique présentant un contour fermé pour entourer la zone de test (62) ;
- un moyen mécanique de pression (66) porté par le corps principal (100) et comportant au moins un élément de pression (72) configuré pour exercer sur une portion de la lèvre d’étanchéité (64) une pression dirigée vers la membrane (5, 8) lorsque le corps principal (100) est disposé sur la zone de test (62).
[Revendication 2] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 1 , dans laquelle l’élément de pression (72) est un élément déformable élastiquement qui exerce une pression sur la portion de la lèvre d’étanchéité (64) par déformation élastique.
[Revendication 3] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l’élément de pression (72) est orienté perpendiculairement au contour de la lèvre d’étanchéité (64) périphérique.
[Revendication 4] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la lèvre d’étanchéité (64) présente un état de service, lorsqu’une dépression est appliquée dans la chambre de détection (61 ), dans lequel une portion de la lèvre d’étanchéité (64) est maintenue entre le corps principal (100) et la membrane d’étanchéité (5, 8) sur au moins une partie de la périphérie de la chambre de détection (61 ), avantageusement sur toute la périphérie de ladite chambre (61 ).
[Revendication 5] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la cloche de détection de fuite (55) présente une forme allongée d’une longueur supérieure ou égale à 0,5 m.
[Revendication 6] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 5, dans laquelle le moyen mécanique de pression (66) comporte une pluralité d’éléments de pression (72) configurés pour exercer une pression sur une pluralité de portions de la lèvre d’étanchéité (64), des portions étant situées aux deux extrémités de la lèvre d’étanchéité (64) dans une direction longitudinale.
[Revendication 7] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la lèvre d’étanchéité (64) comporte au moins une échancrure (65) présentant une forme correspondant à celle d’une ondulation de la membrane (5, 8), l’échancrure (65) étant destinée à enjamber l’ondulation.
[Revendication 8] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 7, dans laquelle la portion de la lèvre d’étanchéité (64) pressée par le moyen mécanique de pression (66) est située à une base de l’échancrure (65).
[Revendication 9] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 7 ou la revendication 8, dans laquelle le moyen mécanique de pression (66) comporte une pluralité d’éléments de pression (72) configurés pour exercer une pression sur une pluralité de portions de la lèvre d’étanchéité (64), des portions étant situées aux bases de l’échancrure (65).
[Revendication 10] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une des revendications 8 à 9, dans laquelle toutes les portions de la lèvre d’étanchéité (64) situées aux bases de l’échancrure (65) sont pressées par la pluralité d’éléments de pression (72) du moyen mécanique (66).
[Revendication 1 1] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une des revendications 8 à 10, dans laquelle les éléments de pression (72) comportent une lame courbée dont les deux extrémités viennent en butée sur la base de deux échancrures (65) contiguës.
[Revendication 12] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’élément de pression (72) comporte une lame courbée comprenant à une de ses extrémités en contact avec la lèvre d’étanchéité (64) un manchon cylindrique (75).
[Revendication 13] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le joint d’étanchéité (60) est réalisé dans un matériau élastomère présentant une dureté comprise entre 20 et 50 shore A.
[Revendication 14] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 13, dans laquelle le matériau élastomère du joint d’étanchéité (60) est choisi parmi le polyuréthane élastomère et le caoutchouc EPDM.
[Revendication 15] Cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps principal (100) comporte un noyau rigide (59), et dans laquelle le joint d’étanchéité (60) comporte une enveloppe (63) appliquée hermétiquement contre une paroi périphérique du noyau rigide (59).
[Revendication 16] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 15, dans laquelle le noyau rigide (59) comporte un évidement (79) sur une surface inférieure (80) destinée à être tournée vers la zone de test (62).
[Revendication 17] Cloche de détection de fuite (55) selon la revendication 16, dans laquelle le noyau rigide (59) comporte un canal (82) reliant l’évidement (79) à une surface supérieure (81 ) du noyau rigide (59) pour connecter une pompe à vide (57).
[Revendication 18] Dispositif de détection de fuite (54) pour tester l’étanchéité d’une membrane (5, 8) d’une cuve étanche et thermiquement isolante, le dispositif de détection de fuite (54) comprenant :
- une cloche de détection de fuite (55) selon l’une quelconque des revendications 1 à 17 ;
- une pompe à vide (57) raccordée à la chambre de détection (61 ) ;
- un équipement d’analyse (56) relié à la chambre de détection (61 ) pour analyser une quantité de gaz présent dans la chambre de détection (61 ).
[Revendication 19] Procédé d’utilisation d’un dispositif de détection de fuite (54) selon la revendication 18 sur une zone de test (62) d’une membrane d’étanchéité (5, 8) d’une cuve, dans lequel le procédé comporte les étapes suivantes :
- placer la cloche de détection de fuite (55) sur la zone de test (62) de manière à ce que la lèvre d’étanchéité (64) entoure complètement la zone de test (62) ;
- appliquer une pression sur la lèvre d’étanchéité (64) à l’aide du moyen mécanique de pression (66) afin de presser la lèvre d’étanchéité (64) contre la membrane d’étanchéité (5, 8) ;
- mettre en dépression la chambre de détection (61 ) au moyen de la pompe à vide (57) ;
- conduire les gaz présents dans la chambre de détection (61 ) vers l’équipement d’analyse (56) ; et
- analyser au moyen de l’équipement d’analyse (56) les gaz venant de la chambre de détection (61 ) et délivrer une variable représentative des gaz présents dans la chambre de détection (61 ).
[Revendication 20] Procédé d’utilisation selon la revendication 19, dans lequel la cloche de détection de fuite (55) est orientée sur la zone de test (62) de manière à ce qu’une longueur de la cloche de détection de fuite (55) soit superposée avec la zone de test (62).
[Revendication 21] Procédé d’utilisation selon la revendication 19 ou la revendication 20, dans lequel la zone de test (62) est une partie d’un cordon de soudure (62) de la membrane d’étanchéité (5, 8).
[Revendication 22] Procédé d’utilisation selon l’une des revendications 19 à 21 , dans lequel la zone de test (62) se situe sur une membrane d’étanchéité (5, 8) ondulée.
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