Brevet FR3122912A1 — publié le 20221118

Procédé et dispositif permettant l’inertage d’une tuyauterie en acier inoxydable dépourvue de sortie d’échappement. L’invention concerne un procédé et un dispositif permettant d’inerter une tuyauterie, dépourvue de sortie d’échappement afin de chasser l’air contenu dans la tuyauterie pendant la durée d’une opération de soudage manuelle ou automatique et ainsi protéger la racine de la soudure contre l’oxydation. L’invention concerne un procédé et un dispositif constitué d’un réservoir (1) pourvue d’une entrée (9) pour le gaz d’inertage (4) et d’au moins trois sorties ayant chacune un rôle distinct. Une sortie (11) est dédiée à propulser le gaz d’inertage dans la tuyauterie à inerter, quel que soit son diamètre, au travers d’un diffuseur (2) interne au réservoir permettant d’éviter toute turbulence et récolter l’air résiduel et le gaz provenant de la tuyauterie. Une sortie (8) raccordée à un oxygénomètre (9) permet de mesurer en continu le taux d’air présent dans la tuyauterie et enfin une dernière sortie (10), maintenue fermée par une vanne (6) tant que le taux d’air n’a pas atteint un niveau satisfaisant, libère la pression de l’air et du gaz pendant la durée de l’opération de soudage une fois la vanne ouverte, ceci à l’aide d’un couple de clapet anti retour (3) (5) assurant le circuit de l’air et du gaz dans le dispositif. Le réservoir sert de collecteur de l’air résiduel et du gaz rendant possible l’inertage sans altérer l’installation, sans introduire d’accessoire de chambrage, sans vidanger la totalité de la matière contenue dans la tuyauterie et cela quelle que soit la complexité de la configuration de l’installation à inerter du fait de la possibilité de réaliser le dispositif de telle sorte à ce qu’il soit facilement transportable et manipulable par une personne. Le procédé et le dispositif sont particulièrement destinés à des environnements où l’inertage pour la soudure de tuyauterie est soumis à de fortes contraintes de sécurité et de sûreté comme le milieu nucléaire. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Procédé et dispositif d’inertage d’une tuyauterie en acier inoxydable dépourvue de sortie d’échappement Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant l’inertage d’une tuyauterie en acier inoxydable dépourvue de sortie d’échappement afin de maintenir une atmosphère exempte d’air pendant la durée d’une opération de soudage manuelle ou automatique. L’invention s’applique particulièrement pour les tuyauteries de faible diamètre et peut être exploitée en milieu nucléaire où les solutions actuelles d’inertage ne répondent pas à des exigences liées à la sécurité et la sûreté. Etat de la technique La première catégorie de solutions d’inertage connue exige une sortie d’échappement pour le balayage de l’air et du gaz inerte. En fonction de la complexité de la configuration des installations, cette sortie est créée en démontant un organe mécanique (vanne, clapet, filtre) composant l’installation où se situe la tuyauterie à inerter. En milieu nucléaire, ces solutions ne sont pas optimales car les organes démontés doivent être requalifiés après l’opération de soudage ce qui augmente la période d’immobilisation des installations. D’autre part, démonter un organe mécanique d’une installation en milieu nucléaire apporte son propre lot de complications rendant coûteuse et risquée la plus simple des opérations de soudage. En effet, les internes de l’organe mécanique peuvent contenir des éléments radioactifs déposés par la matière contaminée circulant dans les tuyauteries. La mise en oeuvre d’un lourd processus de protection collectif (groupe déprimogène et SAS de confinement) est alors nécessaire dès qu’il est question d’être au contact de ces organes. De plus, ces opérations de démontage sont généralement réalisées par du personnel dédié en fonction de la complexité de la configuration des installations. Ce personnel doit être protégé individuellement contre les risques de contaminations corporelles et d’inhalation de matière contaminée (heaume, tenue étanche ventilée). Pendant ces interventions, l’installation étant «ouverte», le risque d’introduire accidentellement un corps étranger est critique. (risque dit «FME» en milieu nucléaire) L’autre catégorie de solutions d’inertage consiste à introduire un accessoire de chambrage (papier soluble, bouchon d’inertage, doigt diffuseur) mais ces solutions ne sont pas satisfaisantes en milieu nucléaire. En premier lieu, ces solutions ne sont pas adaptées à des installation complexes par leur difficulté voire impossibilité d’introduire les accessoires dans les tuyauteries longues ou avec des angles car l’accessoire doit être placé proche du point de soudure. De plus, en milieu nucléaire, dès qu’une opération demande d’introduire un corps étranger dans une tuyauterie, du personnel dédié est mobilisé pour superviser et contrôler les opérations. Avec de telles solutions, l’intégrité et la qualification de la tuyauterie n’est plus garantie. Enfin, ces solutions ne sont pas exploitables pour les tuyauteries de faible diamètre. Dans ce contexte où aucune solution d’inertage n’est satisfaisante, une opération de soudure en milieu nucléaire doit être planifiée des mois à l’avance, mobiliser un grand nombre d’intervenants exposés à des matières dangereuses et nécessiter une surveillance accrue. Solution au problème La présente invention réalise l’inertage d’une tuyauterie dépourvue de sortie d’échappement permettant ainsi de préserver la qualification des installations et sans démonter d’organe mécanique potentiellement contaminé en milieu nucléaire. La présente invention participe à réduire le coût et le temps de l’inertage et de l’opération de soudage à la simple condition que l’organe mécanique non démonté soit condamné fermé pendant la durée de l’inertage, ceci afin d’éviter toute arrivée de liquide, d’air ou de gaz vers le joint de la soudure à réaliser. De plus, le personnel participant aux opérations d’inertage peut se tenir à l’écart des zones à risque car le procédé et le dispositif de l’invention permettent de réaliser et superviser l’inertage à distance. La présente invention a pour but de répondre aux problèmes précités et aux enjeux de la sûreté et la sécurité tout en réduisant le coût, le temps d’une opération d’inertage et l’immobilisation des installations. La présente invention permet l’inertage d’une tuyauterie de tout diamètre (faible diamètre compris), dépourvue de sortie d’échappement et sans introduire de corps étranger dans la tuyauterie. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé et un dispositif. Le procédé suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : une tuyauterie à inerter dépourvue de sortie d’échappement et éventuellement de faible diamètre de telle sorte à ce qu’il ne soit pas possible d’introduire d’accessoire de chambrage ou lorsque l’insertion d’accessoire de chambrage n’est pas souhaité un réservoir, servant de zone pour collecter l’air et le gaz inerte de la tuyauterie, positionné entre l’entrée de la tuyauterie à inerter et la source d’alimentation de gaz, le réservoir étant raccordé à ces deux dernières on mesure en continu la quantité d’air résiduel dans la tuyauterie sur une sortie du réservoir et on maintient un taux quasi nul d’air (inférieur à 1%) autant de temps que nécessaire à l’opération demandant l’inertage grâce au réservoir et à sa (ses) sortie(s) d’échappement. L'invention a également pour objet un dispositif d'inertage d'une tuyauterie dépourvue de sortie d’échappement et qui s’adapte aux tuyauteries de différents diamètres, dont les tuyauteries au faible diamètre rendant impossible l’insertion d’un accessoire de chambrage ou lorsque l’insertion d’accessoire d’inertage n’est pas souhaité. Mode de réalisation préférée de l’invention Un exemple de mise en oeuvre de l'invention est décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 représente le dispositif conforme à l’invention. La figure 2 représente le dispositif conforme à l’invention raccordé à une tuyauterie à inerter. En référence à la , le dispositif se compose d’un réservoir (1) de forme cylindrique connecté par un clapet anti-retour (3) à un tube d’entrée (9) traversant le réservoir jusqu’a s’insérer dans un diffuseur (2) à l’intérieur du réservoir. Ce diffuseur se prolonge pour former un tube de sortie (11) du réservoir. Le réservoir est connecté par un clapet anti-retour (5) à au moins un tube de sortie supplémentaire. Ce tube de sortie se divise en deux tubes : un tube (8) destiné à recevoir une sonde d’un système de mesure d’oxygène (7) et un tube (10) muni d’une vanne quart de tour (6) permettant de contrôler son ouverture. En référence à la , la tuyauterie (12) schématisée est équipée du dispositif conforme à l’invention. La tuyauterie de faible diamètre, par exemple 12 millimètres, possède un organe mécanique, une vanne (13), maintenue fermée de telle sorte à ce que la matière (14) contenue dans la tuyauterie reste en amont du tronçon de la tuyauterie à inerter. Avantageusement, selon le procédé et le dispositif de l’invention, la tuyauterie n’est pas démontée et n’a pas besoin d’être vidangée. Le dispositif est raccordé à la tuyauterie par son embout adaptable (11), par exemple avec un tuyau tissu PVC, un raccord union femelle/femelle ou un raccord par bride. Le point de soudure dont la racine est à protéger de l’oxydation se situe n’importe où entre la vanne (13) et le dispositif (11). Avantageusement, selon le procédé et le dispositif de l’invention, aucun élément n’est introduit pour l’inertage de la tuyauterie, même si celle-ci est de faible diamètre ou si la configuration des installations est complexe. Un tube d’entrée (9) du dispositif est relié par un raccord STOBLY (4) à une source d’alimentation en gaz d’inertage (15). Le gaz est acheminé dans le réservoir cylindrique (1) directement dans le diffuseur (2). Le diffuseur est une réduction conique soudé dans le réservoir au niveau de sa sortie. Le rôle du diffuseur est d’assurer sur sa partie inférieur un jet constant du gaz d’inertage vers le tube de sortie (11) du dispositif dans la tuyauterie à inerter (12) et récupérer sur sa partie supérieure le résiduel d’air et le gaz d’inertage tout en réduisant la turbulence. Ainsi, en s’accumulant dans la tuyauterie et en arrivant au voisinage de l’organe mécanique maintenu fermé (13), le gaz d’inertage chasse l’air de la tuyauterie par un effet mécanique et le résiduel d’air et le gaz d’inertage retournent vers le réservoir (1) du dispositif. Les deux clapets anti-retour (3) (5) assurent que le mélange air et gaz s’évacue par une sortie (8) du dispositif; la vanne quart de tour (6) étant maintenue fermée pendant le début de l’inertage, le mélange arrive au voisinage de la sonde du système de mesure d’oxygène (7). Avantageusement, selon le procédé et le dispositif de l’invention, l’atmosphère de la tuyauterie est stabilisée à un taux d’oxygène quasi nul (inférieur à 1%) pendant la durée de l’opération de soudage en ouvrant la vanne quart de tour (6) qui libère la pression de l’air et du gaz par cette sortie supplémentaire (10). Dans le cas où l’application de l’inertage nécessite d’être supervisé à une distance minimale du point de soudure ou de la tuyauterie à inerter, le dispositif de l’invention peut être conçu de manière à être suffisamment transportable pour être manipulé aisément par une personne à la distance voulue. Procédé d’inertage en continu d’une tuyauterie, notamment en vue d’une opération de soudage sur une tuyauterie dans laquelle on injecte un gaz d’inertage plus lourd que l’air afin d’assurer un taux d’air dans la tuyauterie permettant de protéger la racine de la soudure pendant la durée de l’opération de soudage caractérisé en ce que le faible diamètre de la tuyauterie à inerter rend impossible l’insertion d’un accessoire de chambrage ou que l’on ne souhaite pas insérer de corps étranger dans la tuyauterie et que la tuyauterie ne dispose pas de sortie de purge pour l’air et le gaz inerte ou que l’on ne souhaite pas démonter un élément de la tuyauterie pour créer une sortie de purge on dispose d’un réservoir (1) comprenant au moins un tube (9) pour l’entrée de gaz d’inertage raccordé (4) à la source d’alimentation en gaz inerte et au moins deux tubes de sortie dont un tube d’injection du gaz (11) raccordé à la tuyauterie à inerter et adaptable au diamètre de la-dite tuyauterie et un tube (10) pour la purge de l’air et du gaz en excès Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz d’inertage envoyé depuis le tube d’entrée (9) remplit initialement pleinement le réservoir (1) en maintenant la sortie d’échappement du réservoir fermée pendant le début de l’inertage (10) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’excès de gaz et le résidu d’air provenant de la tuyauterie à inerter est collecté au niveau du réservoir (1) avant d’être dirigé vers la sortie d’échappement du réservoir (10) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’on mesure en continu le résidu d’air présent dans la tuyauterie sur une sortie supplémentaire du réservoir (8) Dispositif d’inertage en continu d’une tuyauterie, notamment en vue d’une opération de soudage sur une tuyauterie dont le diamètre rend impossible l’insertion d’un accessoire de chambrage ou que l’on ne souhaite pas insérer de corps étranger dans la tuyauterie et que le tuyauterie ne dispose pas de sortie de purge pour l’air et le gaz inerte ou que l’on ne souhaite pas démonter un élément de la tuyauterie pour créer une sortie de purge ; caractérisé en ce que le dispositif comprend un réservoir (1) comprenant au moins un tube (9) pour l’entrée de gaz d’inertage raccordé (4) à la source d’alimentation en gaz inerte et au moins deux tubes de sortie dont un tube d’injection du gaz (11) raccordé à la tuyauterie à inerter et adaptable au diamètre de la-dite tuyauterie et un tube pour la purge de l’air et du gaz en excès (10) Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le tube d’entrée (9) de gaz d’inertage traverse le réservoir (1) et l’extrémité du tube d’entrée se loge dans un diffuseur (2) greffé sur le tube d’injection de sortie (11) qui propulse sans turbulence le gaz à l’intérieur de la tuyauterie Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu’un clapet anti-retour (3) se situe entre le réservoir (1) et le tube d’entrée de gaz (9) et un clapet anti-retour (5) se situe entre le réservoir (1) et le tube de purge de l’air et du gaz en excès (10) pour assurer un circuit de mouvement du gaz et de l’air et, respectivement, pour diriger le gaz d’inertage depuis le tube d’entrée (9) vers l’intérieur du réservoir (1) et pour diriger le résidu d’air et le gaz d’inertage de l’intérieur du réservoir (1) vers une sortie de purge (10) Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la mesure en continu du taux d’air dans l’atmosphère de la tuyauterie à inerter est réalisée depuis une sortie de purge supplémentaire (8) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le tube d’injection de gaz d’inertage (11) raccordé à la tuyauterie à inerter est adaptable au diamètre de la tuyauterie à inerter avec notamment un tube PVC, une bride ou un raccord union Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif est orientable dans l’environnement et transportable permettant de réaliser l’inertage à n’importe quelle distance de la tuyauterie à inerter une fois le dispositif raccordé à la tuyauterie