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Title:
SEALED MEMBRANE FOR STORAGE TANK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/239601
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sealed membrane for a tank for storing liquefied gas, said sealed membrane comprising, at least in a lower portion of said tank, an austenitic stainless steel grade having a chemical composition which consists of, by mass %: 16.0% ≤ Cr ≤ 28.0%; 10.0% ≤ Ni ≤ 27.0%; and 2.0% ≤ Mo ≤ 8.0%.

Inventors:
KALCK CHARLOTTE (FR)
LAURAIN NICOLAS (FR)
Application Number:
PCT/EP2020/064192
Publication Date:
December 03, 2020
Filing Date:
May 20, 2020
Export Citation:
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Assignee:
GAZTRANSPORT ET TECHNIGAZ (FR)
International Classes:
F17C3/12; C22C38/18; C22C38/44; F17C13/00
Domestic Patent References:
WO2006001709A22006-01-05
WO2017064426A12017-04-20
Foreign References:
FR1537850A1968-08-30
US20070194051A12007-08-23
FR2739675A11997-04-11
FR2398961A11979-02-23
FR1537850A1968-08-30
Attorney, Agent or Firm:
LOYER & ABELLO (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1] Cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié, ladite cuve comportant des parois, chaque paroi de la cuve comprenant dans le sens de l’épaisseur, de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante (12), et une membrane étanche (14) supportée par la barrière thermiquement isolante, ladite cuve présentant une portion inférieure et une portion supérieure, la portion supérieure étant au-dessus de la portion inférieure, ladite membrane étanche (14) comportant, dans la portion inférieure de ladite cuve, une nuance d’acier inoxydable austénitique présentant une composition chimique en masse comportant : 16,0 % £ Cr £ 28,0 % ;

10,0 % £ Ni £ 27,0 % ; et

2,0 % £ Mo £ 8,0 %,

dans laquelle la nuance d’acier inoxydable austénitique est une première nuance d’acier, ladite membrane étanche (14) comportant en outre, dans la portion supérieure de la cuve, une deuxième nuance d’acier, ladite deuxième nuance d’acier étant un acier inoxydable austénitique présentant une composition chimique en masse comprenant :

15 % £ Cr £ 20 %

1 % £ Ni £ 12 %

0 < Mn £ 10 %.

[Revendication 2] Membrane étanche (14) selon la revendication 1 , dans laquelle la composition chimique en masse de la première nuance d’acier inoxydable austénitique comprend en outre :

0 < Mn £ 4 %.

[Revendication 3] Membrane étanche (14) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la composition chimique en masse de la première nuance d’acier inoxydable austénitique comprend en outre :

0 < Cu £ 2 %.

[Revendication 4] Membrane étanche (14) selon l’une des revendications 1 à 2, dans laquelle la composition chimique en masse de la première nuance d’acier inoxydable austénitique comporte :

16,0 £ Cr £ 18,5 %

10,0 % £ Ni £ 14,0 %

2,00 % £ Mo £ 3,00 %

0 < N % £ 0,11 %

0 < Mn £ 2,00 %. [Revendication s] Membrane étanche (14) selon l’une des revendications 1 à 2, dans laquelle la composition chimique en masse de la première nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

17,0 £ Cr £ 19,0 %

12,5 % £ Ni £ 15,0 %

2,00 % £ Mo £ 3,00 %

0 < N % £ 0,11 %

0 < Mn £ 2,00 %.

[Revendication 6] Membrane étanche (14) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle la composition chimique en masse de la première nuance d’acier inoxydable austénitique en carbone est inférieure ou égale à 0,03 %.

[Revendication 7] Membrane étanche (14) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle la première nuance d’acier inoxydable austénitique présente une limite élastique supérieure ou égale à 220 MPa.

[Revendication 8] Membrane étanche (14) l’une des revendication 1 à 7, dans laquelle la première nuance d’acier présente un nombre équivalent de résistance aux piqûres supérieur ou égal à 24.

[Revendication 9] Membrane étanche (14) selon l’une des revendication 1 à 8, dans laquelle la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend :

1 % £ Ni £ 8 %.

[Revendication 10] Membrane étanche (14) selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend :

2 £ Mn £ 10 %.

[Revendication 11] Membrane étanche (14) selon l’une de revendication 1 à 10, dans laquelle la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend :

- 0 % < C £ 0,1 %

- 8,5% £ Mn £ 10%

- 0 % < N £ 0,2 %

- 15,5 % £ Cr £ 16,5 %

- 1 ,5 % £ Cu £ 2,0 %

- 1 ,0 % £ Ni £ 2,0 %.

[Revendication 12] Membrane étanche (14) selon l’une des revendications 1 à 11 , dans laquelle la deuxième nuance d’acier présente une limite élastique supérieure ou égale à 320 MPa, de préférence supérieure ou égale à 370 MPa et avantageusement supérieure ou égale 400 MPa.

[Revendication 13] Cuve selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle la partie inférieure de la cuve comprend une paroi de fond (5) de la cuve.

[Revendication 14] Cuve selon la revendication 13, dans laquelle la cuve présente une forme générale polyédrique et comporte, outre la paroi de fond (5), une première paroi transversale (2), une deuxième paroi transversale (3), une paroi de plafond (4), des parois de chanfrein inférieures (6), des parois latérales (7,8) ; la première et la deuxième parois transversales étant reliées l’une à l’autre par la paroi de fond, la paroi de plafond, les parois de chanfrein inférieures et les paroi latérales ; la partie inférieure de la cuve comprenant en outre les parois de chanfrein inférieures.

[Revendication 15] Cuve selon la revendication 14, dans laquelle la portion supérieure de la cuve comporte la paroi de plafond (4), les parois latérales (7,8) et au moins une portion haute des première et deuxième parois transversales (2, 3).

[Revendication 16] Navire (70) pour le transport d'un produit liquide froid, le navire comportant une coque (72) et une cuve selon l’une des revendications 1 à 15 disposée dans la coque.

[Revendication 17] Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 16, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire

[Revendication 18] Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 16, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).

Description:
Description

Titre de l'invention : Membrane étanche pour Cuve de

Stockage

Domaine technique

[0001] L’invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes, à membranes. En particulier, l’invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport de liquide à basse température ou de gaz liquéfié, telles que des cuves pour le transport de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant par exemple une température comprise entre - 50°C et 0°C. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.

Arrière-plan technologique

[0002] La Demanderesse a constaté que les tôles constituant les membranes étanches d’une cuve de stockage de gaz liquéfié sont susceptibles de présenter des points de corrosion par piqûres. Ceci est notamment susceptible de se présenter lorsque la cuve est associée avec un système de re-liquéfaction équipé d’échangeurs à eau de mer et que l’étanchéité desdits échangeurs n’est plus assurée.

[0003] La demande de brevet FR1537850 décrit une membrane étanche de cuve présentant de bonnes propriétés de résistance à la corrosion et de résistance mécanique dans les conditions d’utilisation. La membrane est constituée d’une tôle en acier inoxydable austénitique comprenant une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,03 %, une teneur en chrome inférieure ou égale à 18 %, une teneur en nickel inférieure ou égales à 10%, et une teneur en azote comprise entre 0, 12 % et 0,25 %. Alternativement, l’acier inoxydable austénitique peut comprendre une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,03 %, une teneur en chrome inférieure ou égale à 17,5 %, une teneur en nickel inférieure ou égale à 13 %, une teneur en molybdène inférieure ou égale à 2,8 %, et une teneur en azote comprise entre 0, 12 % et 0,25 %. Ces membranes peuvent être utilisées dans les cuves de transport de gaz liquéfiés.

[0004] Toutefois, la résistance à la corrosion humide d’une telle membrane étanche n’est pas totalement satisfaisante, notamment en présence de résidus d’eau de mer. Résumé

[0005] Une idée à la base de l’invention est de fournir une membrane étanche pour une cuve étanche et thermiquement isolante qui ne soit pas sujette à la corrosion humide, notamment en présence de résidus d’eau de mer à l’intérieur de la cuve. Ainsi un but de l’invention est d’éviter que la membrane étanche ne soit corrodée.

[0006] A cet effet, la présente invention a pour objet une membrane étanche pour une cuve de stockage de gaz liquéfié, ladite membrane étanche comportant, au moins dans une portion inférieure de ladite cuve, une nuance d’acier inoxydable austénitique présentant une composition chimique en masse comportant :

- 16,0 £ Cr £ 28,0 %

- 10,0 £ Ni £ 27,0 %

- 2,0 £ Mo £ 8,0 %.

[0007] Ainsi, une telle membrane étanche présente une meilleure résistance à la corrosion humide que la membrane du document précité. En particulier, la présence de molybdène dans les proportions précitées permet d’améliorer la tenue à la corrosion humide, notamment vis-à-vis des halogénures tels que les ions chlorure présents dans l’eau de mer.

[0008] On entend par « gaz liquéfié » tout corps qui est à l’état de vapeur dans les conditions normales de pression et de température et qui a été placé dans l’état liquide par abaissement de sa température et/ou par augmentation de la pression.

[0009] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend en outre :

- 0 < Mn £ 4 %.

[0010] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend en outre :

- 0 < Cu £ 2 %.

[0011] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

- 16,0 % £ Cr £ 19,0 %

- 10,0 % £ Ni £ 15,0 %

- 2,00 % £ Mo £ 3,00 %

- 0 % < N £ 0,11 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %. [0012] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

- 16,0 %£Cr£ 18,5%

- 10,0 % £ Ni £ 14,0%

- 2,00 % £ Mo £ 3,00 %

- 0 % < N £ 0, 11 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0013] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

- 17,0 %£Cr£ 19,0%

- 12,5 % £ Ni £ 15,0 %

- 2,00 % £ Mo £ 3,00 %

- 0 % < N £ 0,11 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0014] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

- 16,5 %£Cr£ 18,5%

- 12,5 % £ Ni £ 14,5 %

- 4,00 % £ Mo £ 5,00 %

- 0,12 % £ N £ 0,22 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0015] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

- 24,0 % £ Cr £ 26,0 %

- 21,0 %£ Ni £ 23,0%

- 2,00 % £ Mo £ 2,50 %

- 0,10 % £ N £ 0,16 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0016] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend :

- 16,5 %£Cr£ 18,5%

- 11,0 % £ Ni £ 14,0 %

- 2,5 % £ Mo £ 3,00 %

- 0,12 % £ N £ 0,22 %

- 0 % < Mn £ 2,00 % [0017] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend

- 16,5 %£Cr£ 19,5%

- 10,5 % £ Ni £ 14,0 %

- 3,0 % £ Mo £ 4,0 %

- 0,1 % £ N £ 0,2 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0018] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend

- 24,0 % £ Cr £ 26,0 %

- 24,0 % £ Ni £ 27,0 %

- 4,7 % £ Mo £ 5,7 %

- 0,17 % £ N £ 0,25 %

- 0 % < Mn £ 2,0 %

- 1,00 %£Cu£ 2,00%.

[0019] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend

- 19,5 %£Cr£ 20,5%

- 17,5 % £ Ni £ 18,5 %

- 6,0 % £ Mo £ 7,0 %

- 0,18 % £ N £ 0,25 %

- 0 % < Mn £ 1,00 %

- 0,5 %£Cu£ 1,00%.

[0020] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique comprend

- 19,0 %£Cr£ 21,0%

- 24,0 % £ Ni £ 26,0 %

- 6,0 % £ Mo £ 7,0 %

- 0,15 % £ N £ 0,25 %

- 0 % < Mn £ 1,00 %

- 0,5 %£Cu£ 1,50%.

[0021] Selon un mode de réalisation, la composition chimique en masse de la nuance d’acier inoxydable austénitique en carbone est inférieure ou égale à 0,03%.

[0022] Selon un mode de réalisation, la nuance d’acier inoxydable austénitique présente une limite élastique supérieure ou égale à 220 MPa. [0023] Selon un mode de réalisation, la limite élastique de la nuance d’acier austénitique est inférieure à 340 MPa et par exemple comprise entre 245 et 305 MPa.

[0024] Selon un mode de réalisation, la nuance d’acier présente un nombre équivalent de résistance aux piqûres supérieur ou égal à 24. Le nombre équivalent de résistance aux piqûres ou PREN (de l’anglais « Pitting Résistance Equivalent Number ») est une mesure prédictive de la résistance d'un acier inoxydable à la corrosion par piqûre localisée, en fonction de sa composition chimique. Plus la valeur PREN est élevée, plus l'acier inoxydable est résistant à la corrosion par piqûre localisée par les chlorures. Une formule utilisée pour calculer le PREN d’une nuance d’acier est la suivante :

PREN = 1 x %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N.

[0025] Selon un mode de réalisation, la nuance d’acier inoxydable austénitique est une première nuance d’acier, ladite membrane comportant en outre, dans une portion supérieure de la cuve, une deuxième nuance d’acier.

[0026] Ainsi, la membrane comporte une nuance d’acier offrant une résistance à la corrosion par piqûres dans les zones susceptibles d’être soumises à ce phénomène, à savoir la zone inférieure de la cuve, tandis que la portion supérieure de la cuve est susceptible d’être réalisée avec une deuxième nuance d’acier moins chère et/ou ayant de meilleures caractéristiques mécaniques.

[0027] Selon un mode de réalisation, la deuxième nuance d’acier est un acier inoxydable austénitique qui présente une composition chimique en masse comprenant :

- 15 % £ Cr £ 20 %

- 1 % £ Ni £ 12 %

- 0 < Mn £ 10 %.

[0028] Cette deuxième nuance d’acier est particulièrement avantageuse en ce qu’elle présente des propriétés mécaniques, notamment à - 60 °C, meilleure que la première nuance d’acier. En particulier, la deuxième nuance d’acier présente une plus haute limite élastique, ce qui lui permet de ne pas subir de déformations plastiques sous l’effet des phénomènes de « sloshing », c’est-à-dire du ballotement du gaz liquéfié à l’intérieur de la cuve. En outre, cette deuxième nuance d’acier est également moins coûteuse que la première.

[0029] Selon un mode de réalisation, la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend

- 0 < Mo £ 1 % [0030] Selon un mode de réalisation, la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend

- 1 % £ Ni £ 8 %.

[0031] Selon un mode de réalisation, la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend

- 2 % £ Mn £ 10 %.

[0032] Selon un mode de réalisation, la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend :

- 0 % < C £ 0, 1 %

- 8,5% £ Mn £ 10%

- 0 % < N £ 0,2 %

- 15,5 % £ Cr £ 16,5 %

- 1 ,5 % £ Cu £ 2,0 %

- 1 ,0 % £ Ni £ 2,0 %.

[0033] Selon un mode de réalisation, la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend :

- 0% < C £ 0,030 %

- 0 % < Mn £ 2,0 %

- 0, 10 % £ N £ 0,20 %

- 16,5 % £ Cr £ 18,5 %

- 6,0 % £ Ni £ 8,0 %.

[0034] Selon un mode de réalisation, la composition en masse de la deuxième nuance d’acier comprend :

- 0% < C £ 0,030 %

- 6,00 % £ Mn £ 8,0 %

- 0, 15 % £ N £ 0,20 %

- 16,0 % £ Cr £ 17,0 %

- 3,5 % £ Ni £ 5,5 %

- 1 ,50 % £ W £ 2,5 %.

[0035] Selon un mode de réalisation, la deuxième nuance d’acier présente une limite élastique supérieure ou égale à 320 MPa, de préférence supérieure ou égale à 370 MPa et avantageusement supérieure ou égale 400 MPa.

[0036] Selon un mode de réalisation, la membrane présente une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 1 ,5 mm, par exemple de l’ordre de 1 ,2 mm. [0037] Selon un mode de réalisation, la cuve comporte des parois, chaque paroi de la cuve comprenant dans le sens de l'épaisseur, de l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante et une membrane étanche précitée supportée par la barrière thermiquement isolante.

[0038] Selon un mode de réalisation, la partie inférieure de la cuve comprend une paroi de fond de la cuve.

[0039] Selon un mode de réalisation, la cuve présente une forme générale polyédrique et comporte, outre la paroi de fond, une première paroi transversale, une deuxième paroi transversale, une paroi de plafond, des parois de chanfrein inférieures et des parois latérales ; la première et la deuxième parois transversales étant reliées l’une à l’autre par la paroi de fond, la paroi de plafond, les parois de chanfrein inférieures et les parois latérales ; la partie inférieure de la cuve comprenant en outre les parois de chanfrein inférieures.

[0040] Selon un mode de réalisation, la partie inférieure de la cuve comporte une portion basse de la première et de la deuxième paroi transversale, ladite portion basse s’étendant entre la paroi de fond et un bord supérieur des parois de chanfrein inférieures.

[0041] Selon un mode de réalisation, la portion supérieure de la cuve comporte la paroi de plafond, les parois latérales et au moins une portion haute des première et deuxième parois transversales.

[0042] Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire et la membrane étanche est une membrane étanche primaire.

[0043] Une telle cuve peut faire partie d’une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GPL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle cuve peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire.

[0044] Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un liquide froid ou d’un gaz liquéfié comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.

[0045] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid ou d’un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. [0046] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid ou un gaz liquéfié, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un flux de produit liquide froid ou de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.

Brève description des figures

[0047] 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.

[0048] [fig.1] La figure 1 est une vue schématique partielle d'une cuve étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un gaz liquéfié selon un premier mode de réalisation.

[0049] [fig.2] La figure 2 est une vue écorchée en perspective d’une paroi d’une cuve étanche et thermiquement isolante portée par une paroi porteuse de la figure 1.

[0050] [fig.3] La figure 3 est une vue schématique partielle d'une cuve étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un gaz liquéfié selon un deuxième mode de réalisation.

[0051] [fig.4] La figure 4 est une représentation schématique écorchée d’une installation de stockage d’un gaz liquéfié de navire et d’un terminal de chargement/déchargement d’une cuve de l’installation de stockage d’un gaz liquéfié.

Description des modes de réalisation

[0052] Par convention, les adjectifs « supérieur » et « inférieur » sont utilisés pour définir la position relative d’un élément par rapport à un autre par rapport au champ de gravité terrestre.

[0053] En relation avec la figure 1 , on observe la partie arrière d’une cuve 1 destinée à recevoir un gaz liquéfié. La cuve 1 repose sur une structure porteuse formée par la coque interne d’un navire à double coque. La cuve 1 présente une forme générale polyédrique ou prismatique. La cuve 1 présente une première paroi transversale 2 et une deuxième paroi transversale 3, ici de forme octogonale. Sur la figure 1 , la première paroi transversale 2 n’est représentée que partiellement afin de permettre la visualisation de l’espace interne de la cuve 1. Les parois transversales 2, 3 sont des parois de cofferdam du navire et s’étendent transversalement à la direction longitudinale du navire. La cuve 1 comporte également une paroi de plafond 4, une paroi de fond 5, des parois de chanfrein inférieures 6, des parois latérales 7 et des parois de chanfrein supérieures 8. La paroi de plafond 4, la paroi de fond 5, les parois de chanfrein inférieures 6, les parois latérales 7, et les parois de chanfrein supérieures 8 s’étendent selon la direction longitudinale du navire, relient les première et deuxième parois transversales 2, 3 au niveau d’arêtes 9, et se rejoignent au niveau d’arêtes 10.

[0054] Comme représenté schématiquement sur la figure 2, la première paroi transversale 2 de la cuve 1 présente successivement, de l’extérieur vers l’intérieur, selon la direction d’épaisseur des parois, une barrière thermiquement isolante 12 comportant des éléments isolants 13, une membrane étanche 14 reposant sur les éléments isolants de la barrière thermiquement isolante 12. La membrane étanche 14 est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve tel que du gaz de pétrole liquéfié comportant du butane, du propane, du propène ou autre et présentant une température d’équilibre comprise entre -50°C et 0°C. Ce qui vient d’être décrit pour la première paroi transversale est valable pour les autres parois 3, 4, 5, 6, 7, 8 de la cuve

[0055] La membrane étanche 14 peut être réalisée de différentes manières. Dans l'exemple représenté, la membrane étanche 14 de la cuve 1 comporte une pluralité de plaques métalliques 15 juxtaposées les unes aux autres. Ces plaques métalliques 15 sont de préférence de forme rectangulaire. Les plaques métalliques 15 sont soudées entre elles à recouvrement afin d'assurer l'étanchéité de la membrane étanche 14. De préférence, les plaques métalliques 15 sont réalisées en acier inoxydable. Les plaques métalliques 15 présentent une épaisseur inférieure à 3 mm, avantageusement comprise entre 0.5 et 1.5 mm, par exemple de l’ordre de 1 ,2 mm.

[0056] Afin de permettre la déformation de la membrane étanche en réponse aux différentes contraintes subies par la cuve, en particulier en réponse à la contraction thermique résultant du chargement de gaz liquéfié dans la cuve, les plaques métalliques 15 comportent une pluralité d'ondulations 16 orientées vers l'intérieur de la cuve. Plus particulièrement, la membrane étanche 14 de la cuve 1 comporte une première série d'ondulations 16 et une seconde série d'ondulations 16 formant un motif rectangulaire régulier. De préférence, les ondulations 16 se développent parallèlement aux bords des plaques métalliques rectangulaires 15. La distance entre deux ondulations 16 successives d'une série d'ondulations est comprise entre 300 et 800 mm, et par exemple de l'ordre de 600mm.

[0057] De telles parois de cuve sont notamment décrites dans la demande W017064426. [0058] Selon un premier mode de réalisation, toutes les plaques métalliques de la membrane d’étanchéité comprennent la même nuance d’acier.

[0059] La nuance d’acier utilisée est un alliage qui doit présenter les propriétés suivantes :

- il présente un faible coefficient de dilatation linéaire c’est-à-dire une faible dilatation thermique entre la température ambiante et la température T L de liquéfaction du gaz liquéfié ;

- il présente une température de transition ductile-fragile inférieure à la température du gaz liquéfié à stocker, c’est-à-dire inférieure à -50°C lorsque le gaz liquéfié à stocker est du Gaz de Pétrole Liquéfié ; et

- il est soudable.

[0060] La nuance d’acier utilisée a de préférence :

- un coefficient de dilatation linéaire inférieur ou égal à 17.10 -6 K -1 , de préférence compris entre 10.10 6 K 1 et 17.10 6 K 1 entre -200 et 100°C ;

- une limite élastique supérieure ou égale à 220 MPa, ce qui permet de limiter les risques de déformation de la membrane sous l’effet du phénomène de Sloshing ; et

- un nombre équivalent de résistance aux piqûres supérieur ou égale à 24.

[0061] De préférence, la nuance d’acier utilisée présente la composition chimique en masse suivante :

- 16,0 % £ Cr £ 19,0 %

- 10,0 % £ Ni £ 15,0 %

- 2,00 % £ Mo £ 3,00 %

- 0 % < N £ 0,11 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0062] Une nuance d’acier particulièrement intéressante est le 316 L, de désignation

numérique 1 ,4432, présentant la composition chimique en masse suivante :

- 16,0 % £ Cr £ 18,5 %

- 10,0 % £ Ni £ 14,0 %

- 2,00 % £ Mo £ 3,00 %

- 0 % < N £ 0, 11 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %.

[0063] De manière avantageuse, on sélectionne parmi les aciers 316L, de désignation numérique 1 ,4432, les aciers présentant une limite élastique supérieure ou égale à 220 MPa. Cette nuance d’acier présente en outre une excellente résistance à la corrosion humide en présence d’ions halogénure. En effet, la nuance d’acier 316L présente un nombre équivalent de résistance aux piqûres supérieur ou égale à 24. Enfin cette nuance d’acier présente un coefficient de dilatation linéaire de 16.10 -6 K -1 .

[0064] Alternativement, la nuance d’acier 316L, de désignation numérique 1 ,4435, peut présenter la composition suivante :

- 17,0 % £ Cr £ 19,0 %

- 12,5 % £ Ni £ 15,0 %

- 2,00 % £ Mo £ 3,00 %

- 0 % < N £ 0,11 %

- 0 % < Mn £ 2,00 %

[0065] De manière avantageuse, on sélectionne parmi les aciers 316L, de désignation numérique 1 ,4435, les aciers présentant une limite élastique supérieure ou égale à 220 MPa. Cette nuance d’acier présente en outre une excellente résistance à la corrosion humide en présence d’ions halogénure. En effet, la nuance d’acier 316L présente nombre équivalent de résistance aux piqûres supérieur ou égale à 25. Enfin cette nuance d’acier présente un coefficient de dilatation linéaire de 16.10 -6 K -1 .

[0066] D'autres nuances d’acier susceptibles d’être utilisées de manière alternative à l’acier 316L accompagnées de leur limite élastique sont regroupées dans le tableau 1.

[0067] Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 3, la membrane étanche est réalisée en matériau composite. Ainsi les parties de la membrane étanche recouvrant la paroi de fond 5, les parois de chanfrein inférieures 6 et la partie basse des première et deuxième paroi transversales 2, 3, comprennent des plaques métalliques présentant une première nuance d’acier, ces parties sont hachurées sur la figure 3. Les autres zones de la membrane étanche, c’est-à-dire la partie supérieure, comprennent des plaques métalliques comportant une deuxième nuance d’acier.

[0068] Il est suffisant d’utiliser la première nuance d’acier particulièrement résistante à la corrosion sur la partie inférieure de la cuve. En effet, l’eau de mer issue des échangeurs du système de re-liquéfaction lorsque l’étanchéité n’est plus assurée, est susceptible de tomber dans la cuve remplie de GPL et de former des morceaux de glace au contact avec le GPL. Les morceaux de glace tombent au fond de la cuve du fait de la densité plus importante de l’eau de mer à l’état solide par rapport au GPL. Ainsi, lorsque la cuve est vidée, ils restent au fond de la cuve les morceaux de glace. Du fait que la cuve vidée est à température ambiante, les morceaux de glace fondent. L’eau de mer à l’état liquide peut alors corroder la membrane étanche du fond de la cuve. [0069] La deuxième nuance d’acier utilisée présente les propriétés suivantes :

- il présente un faible coefficient de dilatation thermique ;

- il présente une température de transition ductile fragile inférieure à la température du gaz liquéfié à stocker, c’est-à-dire inférieure à -50°C lorsque le gaz liquéfié à stocker est du Gaz de Pétrole Liquéfié ; et

- il est soudable.

[0070] La deuxième nuance d’acier utilisée a de préférence :

- un coefficient de dilatation linéaire inférieur ou égal à 17.10 -6 K -1 , de préférence compris entre 10.10 -6 et 17.10 -6 K -1 entre -200 et 100°C ; et

- une limite élastique supérieure ou égale à 320 MPa, de préférence supérieure ou égale à 370 MPa et avantageusement supérieure ou égale 400 MPa.

[0071] De préférence, la deuxième nuance d’acier utilisée est le 204LN et présente la composition chimique en masse suivante :

- 0 % < C £ 0, 1 %

- 8,5% £ Mn £ 10%

- 0 % < N £ 0,2 %

- 15,5 % £ Cr £ 16,5 %

- 1 ,5 % £ Cu £ 2,0 %

- 1 ,0 % £ Ni £ 2,0 %.

[0072] De manière avantageuse, on sélectionne parmi les aciers 204LN, les aciers présentant une limite élastique supérieure ou égale à 380 MPa. Cette limite élastique est supérieure à celle de la nuance d’acier 316L. Cela confère à la membrane dans la partie supérieure de la cuve une résistance améliorée au ballottement, là où le phénomène de « sloshing » peut être très important. Enfin cette nuance d’acier présente un coefficient de dilatation linéaire de 10.10 -6 K -1 .

[0073] D'autres nuances d’acier susceptibles d’être utilisée de manière alternative à l’acier 204 LN avec leur limite élastique et leur coefficient de dilatation linéaire sont regroupées dans le tableau 2.

[0074] La membrane étanche décrite ci-dessus selon les premier et deuxième modes de réalisation peut aussi être utilisée comme membrane étanche primaire dans les cuves de stockage de gaz liquéfié à double membrane. Une paroi de cuve à double membrane généralement comprend une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane étanche secondaire déposée sur la barrière thermiquement isolante secondaire, la paroi de cuve comportant en outre une barrière thermiquement isolante primaire disposée sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire portée par ladite barrière thermiquement isolante primaire.

[0075] En référence à la figure 4, une vue écorchée d'un navire 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GPL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double-coque 72.

[0076] De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GPL depuis ou vers la cuve 71.

[0077] La figure 4 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile

74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du navire 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement et de déchargement 75. La conduite sous-marine

76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement et de déchargement

75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.

[0078] Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre

77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.

[0079] 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. [0080] 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.

[0081] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

[0082] La technique décrite ci-dessus pour réaliser une cuve présentant une seule membrane étanche peut aussi être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple pour constituer une cuve à double membrane pour gaz de pétrole liquéfié (GPL) dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre. Dans ce contexte, on peut considérer que la membrane étanche illustrée sur les figures précédentes est une membrane étanche secondaire, et qu'une barrière isolante primaire ainsi qu'une membrane étanche primaire, non représentées, doivent encore être ajoutées sur cette membrane étanche secondaire. De cette manière, cette technique peut également être appliquée aux cuves présentant une pluralité de barrière thermiquement isolante et de membranes étanches superposées.

[0083] 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.

[0084] 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.

[0085] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

[0086] [Tableaux 1]

[0087] [Tableaux 2]




 
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