EP2114759B1 - Procede de realisation d'une paroi isolante et etanche d'une cuve. - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of producing an insulating and sealed wall of a tank, integrated into a supporting structure, for example the hull of a ship.
- tanks are for example those used on liquefied gas transport vessels. They must be perfectly sealed and sufficiently insulating to contain liquefied gas at low temperature and to limit evaporation. With reference to the figure 1 these walls generally consist of two successive sealing membranes, one primary 10 in contact with the product contained in the tank and the other secondary 30 disposed between the primary membrane 10 and the carrier structure 50, these two membranes being alternating with two thermally insulating barriers 20, 40.
- tank walls constituted by a primary insulation 20 associated with a primary membrane 10 made of INVAR or stainless steel, and a secondary insulation 40 associated with a secondary membrane 30 are known. flexible or rigid.
- This secondary membrane 30 comprises at least one thin continuous metal sheet, for example of aluminum, sandwiched between two glass fiber fabrics, a binder capable of ensuring the cohesion between the glass fabrics and the aluminum.
- Invar designates a steel with 36% of nickel thermally stable between minus 200 ° C and more 400 ° C.
- the insulating and sealed walls of these tanks are preferably made from a set of prefabricated panels. Commonly, each prefabricated panel has the general shape of a rectangular parallelepiped, the primary insulation element 20 and the secondary insulation element 40 respectively having, in plan, the shape of a first rectangle and a a second rectangle whose sides are substantially parallel, the lengths and / or the width of the first rectangle being smaller than those of the second rectangle, in order to provide a peripheral rim.
- the edges peripherals of the adjacent secondary insulating elements 40 and the side walls of the primary insulating elements 20 define lanes 24, which can extend over the entire length, width or height of the tank.
- the continuity of the primary insulation 20 is achieved by inserting the pavers 25 in the corridors 24.
- said peripheral edges are covered, before the implementation.
- the assembly of these different panels requires very strict operating procedures and a high precision of assembly, in order to guarantee the thermal insulation and the tightness of the tank.
- the bonding of the flexible ply strip 35 and the sealing thus produced between two adjacent panels must be particularly precise and resistant, in order to meet the different mechanical stresses and withstand time.
- the vessels of such vessels are subject to many constraints.
- the cooling of the tank before filling at very low temperatures for example of the order of -160 ° C for methane, or even close to -170 ° C, can create stresses due to different thermal contractions materials constituting the walls.
- the ship in navigation is subjected to many constraints such as swell, which can cause deformations of its hull and thus the walls of the tank by repercussion.
- the movements of the cargo can also create pressure or pressure constraints on the walls of the tank.
- the junction areas between adjacent panels are areas subject to various tensile, compressive and / or shear stresses, and they must therefore have good mechanical strength over time, so as not to break the continuity of the barrier of secondary sealing.
- this secondary sealing barrier was likely to have weaknesses, particularly in the bonding of the flexible web.
- the invention aims to remedy the aforementioned drawbacks of the prior art.
- It aims in particular to provide a cold-holding process, particularly in terms of reproducibility and durability of the bonding of the flexible web.
- each longitudinal band of glue for a standard block, is, during application, between 3 and 4 mm, advantageously between 3.1 and 3.6 mm, preferably about 3.4 mm. .
- each longitudinal strip of adhesive is, during application, between 90 and 110 mm, preferably about 100 mm.
- the total amount of glue is between 765 g and 935 g, preferably between 780 g and 920 g, preferably about 850 g.
- the total amount of glue is between 550 g and 670 g, preferably between 560 g and 660 g, preferably about 610 g.
- the width of said longitudinal central space, before the gluing step is less than 20 mm, and greater than 10 mm.
- At least 50%, preferably at least 75%, of the initial surface of the longitudinal central space is filled with glue.
- said adhesive used to glue the blocks onto the flexible sheet webs is a polymerizable glue of the bicomponent epoxy type.
- the invention applies to a tank wall as shown in FIG. figure 1 , and already described above. It relates more particularly to the bonding of the blocks 25 in the corridors 24 defined between the panels B of the primary thermal insulation barrier 20, above each strip of flexible sheet 35 ensuring the continuity of the secondary sealing membrane 30. Surprisingly, and after extensive research and many tests, the inventors have found that the characteristics of the bonding of these pavers 25 influence the strength of the bonding of the flexible sheet web 35.
- this layer of substantially continuous adhesive relieves and strengthens the bonding 36 of the flexible band web 35, particularly when high stresses.
- the method of bonding the pavers 25 in the corridors 24 therefore comprises applying to the lower surface of a paving stone 25, two parallel longitudinal strips, substantially rectangular, of glue, maintaining between them a longitudinal central space 28, preferably less than 20 and greater than 10 mm.
- the peripheral edge 29 is chamfered, especially to ensure the flow of nitrogen.
- a machine is preferably used to apply these adhesive strips 26, 26 'to ensure substantially constant dimensions (width, length, thickness) and grammage for each tile.
- the blocks 25 may be of various sizes, but two types of pavers are advantageously used.
- an adhesive weight of 850 g ⁇ 10% (between 765 g and 935 g) is expected, advantageously 850 g ⁇ 8% (ie between 780 g and 920 g). g), preferably about 850 g.
- each adhesive strip 26, 26 'for a standard tile is between 3 and 4 mm, advantageously between 3.1 mm and 3.6 mm, preferably about 3.4 mm.
- the width of each adhesive strip 26, 26 ' is between 90 and 110 mm, preferably about 100 mm.
- the dimensions and the grammage of the glue to be applied under each block can not be increased to excess because too much glue would prevent an assembly of said blocks 25. Indeed, they must be flush with the elements of the primary thermal barrier 20 at their outer surfaces. If there is too much glue on the bottom surface, it will push the pad upwards, creating an undesirable discontinuity at this level, which must receive the primary waterproofing membrane 10 in INVAR or stainless steel. It is also not possible to apply the glue on the entire lower surface of the pad 25, as this would prevent the glue from spreading laterally, with the same detrimental result of a vertical thrust exerted on the pad.
- the shapes, dimensions and grammage of the adhesive strips 26, 26 ' are therefore precisely calculated so as, on the one hand, to ensure the creation of a layer of adhesive that is approximately continuous after bonding, while avoiding any risk of having too much adhesive which would prevent the assembly of the pavement, and suppress the flow of nitrogen.
- the glued block 25 When the glued block 25 is assembled, it is pressed onto the flexible sheet web 35 disposed in the bottom of a corridor 24, above a void 45 existing between two adjacent panels A. This pressure crushes the strips of glue 26, 26 'so that the glue spreads laterally both outwardly, but also inwards, in the central space 28.
- this central space is at least partially filled with glue, preferably at least 50%, preferably 75% of its initial surface.
- glue preferably at least 50%, preferably 75% of its initial surface.
- the adhesive layer 36 used for bonding the flexible sheet web 35 protrudes slightly with respect to said flexible sheet web 35.
- the glue 26, 26 'of the block 25 will come into contact with the glue 36 of the flexible ply band 35.
- This interaction between glues is also favorable when the glue of the pavement forms after gluing a substantially continuous glue layer.
- the adhesive used to glue the pavers 25 is preferably a polymerizable adhesive of epoxy type bicomponent resin and hardener.
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Description
- La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une paroi isolante et étanche d'une cuve, intégrée dans une structure porteuse, par exemple la coque d'un navire.
- Ces cuves sont par exemple celles utilisées sur les navires de transport de gaz liquéfié. Elles doivent être parfaitement étanches et suffisamment isolantes pour contenir du gaz liquéfié à basse température et en limiter l'évaporation. En référence à la
figure 1 , ces parois sont généralement constituées de deux membranes d'étanchéité successives, l'une primaire 10 en contact avec le produit contenu dans la cuve et l'autre secondaire 30 disposée entre la membrane primaire 10 et la structure porteuse 50, ces deux membranes étant alternées avec deux barrières thermiquement isolantes 20, 40. On connaît ainsi des parois de cuve constituées d'une isolation primaire 20 associée à une membrane primaire 10 en INVAR ou en acier inoxydable, et d'une isolation secondaire 40 associée à une membrane secondaire 30 souple ou rigide. Cette membrane secondaire 30 comporte au moins une fine feuille métallique continue, par exemple en aluminium, collée en sandwich entre deux tissus de fibres de verre, un liant pouvant assurer la cohésion entre les tissus de verre et l'aluminium. L'invar désigne un acier à 36% de nickel stable thermiquement entre moins 200°C et plus 400°C. Les parois isolantes et étanches de ces cuves sont de préférence réalisées à partir d'un ensemble de panneaux préfabriqués. De façon courante, chaque panneau préfabriqué a la forme générale d'un parallélépipède rectangle, l'élément d'isolation primaire 20 et l'élément d'isolation secondaire 40 ayant respectivement, vus en plan, la forme d'un premier rectangle et d'un deuxième rectangle dont les côtés sont sensiblement parallèles, les longueurs et/ou la largeur du premier rectangle étant inférieure à celles du second rectangle, afin de ménager un rebord périphérique. Les rebords périphériques des éléments d'isolation secondaire 40 adjacents et les parois latérales des éléments d'isolation primaire 20 définissent des couloirs 24, pouvant s'étendre sur toute la longueur, largeur ou hauteur de la cuve. La continuité de l'isolation primaire 20 est réalisée en insérant des pavés 25 dans les couloirs 24. Pour assurer la continuité de la membrane secondaire 30, au niveau de la jonction entre deux panneaux adjacents, lesdits rebords périphériques sont recouverts, avant la mise en place desdits pavés 25, d'une bande de nappe souple 35, comportant au moins une fine feuille métallique continue. Le montage de ces différents panneaux nécessite des modes opératoires très stricts et une grande précision de montage, afin de garantir l'isolation thermique et l'étanchéité de la cuve. Le collage de la bande de nappe souple 35 et l'étanchéité ainsi réalisée entre deux panneaux adjacents doivent être particulièrement précis et résistants, afin de répondre aux différentes contraintes mécaniques et de tenue dans le temps. En effet, les cuves de tels navires sont soumises à de nombreuses contraintes. Ainsi, la mise en froid de la cuve avant son remplissage à des températures très basses, par exemple de l'ordre de -160°C pour du méthane, voire voisines de -170°C, peut créer des contraintes dues aux différentes contractions thermiques des matériaux constituant les parois. De plus, le navire en navigation est soumis à de nombreuses contraintes telles que la houle, ce qui peut provoquer des déformations de sa coque et donc des parois de la cuve par répercussion. Les mouvements de la cargaison peuvent aussi créer des contraintes de surpression ou contre-pression sur les parois de la cuve. Ainsi, les zones de jonction entre panneaux adjacents sont des zones soumises à diverses contraintes de traction, compression et/ou cisaillement, et elles doivent donc présenter une bonne tenue mécanique dans le temps, afin de ne pas rompre la continuité de la barrière d'étanchéité secondaire. Or, il s'est avéré que cette barrière d'étanchéité secondaire était susceptible de présenter des faiblesses, notamment au niveau du collage de la bande de nappe souple. - Le document
FR 2781556 - L'invention vise à remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur.
- Elle a notamment pour but de proposer un procédé de tenue au froid, notamment au niveau de la reproductibilité et de la durabilité du collage de la bande de nappe souple.
- La présente invention a donc pour objet, un procédé de réalisation d'une paroi d'une cuve calorifugée de confinement d'un fluide, tel qu'un gaz liquéfié, intégrée dans la structure porteuse d'un navire, cette paroi comportant une membrane d'étanchéité primaire en contact avec le produit contenu dans la cuve, une barrière d'isolation thermique primaire, une membrane d'étanchéité secondaire et une barrière d'isolation thermique secondaire reliée à la structure porteuse, ladite membrane d'étanchéité secondaire et ladite barrière d'isolation thermique secondaire étant formées par assemblage de panneaux préfabriqués disposés côte à côte avec un vide entre deux panneaux adjacents, une bande de nappe souple étant collée dans ledit couloir au-dessus dudit vide entre deux panneaux adjacents pour assurer la continuité de l'étanchéité secondaire, ladite barrière d'isolation thermique primaire étant formée par assemblage de panneaux préfabriqués disposés sur les panneaux en définissant un couloir au-dessus de chaque vide, un pavé préfabriqué sensiblement rectangulaire étant assemblé dans chaque couloir au-dessus de chaque bande de nappe souple, caractérisé en ce que l'assemblage dudit pavé comporte les étapes suivantes :
- application de deux bandes longitudinales parallèles de colle sur la surface inférieure dudit pavé, lesdites bandes étant séparées par un espace central longitudinal dépourvu de colle,
- collage dudit pavé encollé dans un couloir sur une bande de nappe souple, par pression dudit pavé sur ladite bande de nappe souple, de telle sorte qu'après collage, ledit espace central longitudinal est au moins partiellement rempli de colle, formant ainsi une couche de colle sensiblement continue sur la surface inférieure du pavé, cette couche de colle sensiblement continue renforçant le collage de ladite bande de nappe souple pour garantir l'étanchéité de la membrane d'étanchéité secondaire.
- Avantageusement, l'épaisseur de chaque bande longitudinale de colle, pour un pavé standard, est, lors de l'application, comprise entre 3 et 4 mm, avantageusement entre 3,1 et 3,6 mm, de préférence environ 3,4 mm.
- Avantageusement, la largeur de chaque bande longitudinale de colle est, lors de l'application, comprise entre 90 et 110 mm, de préférence environ 100 mm.
- Avantageusement; pour un pavé standard dont la surface côté cuve est de 1000 mm x 250 mm, la quantité de colle totale est comprise entre 765 g et 935 g, avantageusement entre 780 g et 920 g, de préférence d'environ 850 g.
- Avantageusement, pour un pavé standard dont la surface côté cuve est de 720 mm x 250 mm, la quantité de colle totale est comprise entre 550 g et 670 g, avantageusement entre 560 g et 660 g, de préférence d'environ 610 g.
- Avantageusement, la largeur dudit espace central longitudinal, avant l'étape de collage, est inférieure à 20 mm, et supérieure à 10 mm.
- Avantageusement, après l'étape de collage, au moins 50%, de préférence au moins 75%, de la surface initiale de l'espace central longitudinal est rempli de colle.
- Avantageusement, ladite colle utilisée pour coller les pavés sur les bandes de nappe souple est une colle polymérisable du type époxy bi-composants.
- Ces caractéristiques et avantages, et d'autres, de la présente invention apparaîtront plus clairement à partir de la description suivante, faite en référence aux dessins joints, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels:
- la
figure 1 est une vue schématique en section d'une paroi de cuve à laquelle peut s'appliquer la présente invention, - la
figure 2 est une vue de détail agrandie et schématisée de la partie encadrée de lafigure 1 , - les
figures 3 et 4 représentent des vues similaires à celle de lafigure 1 , respectivement avant et après assemblage d'un pavé, et - la
figure 5 est une vue schématique en plan de la surface inférieure d'un pavé, après application de la colle et avant assemblage. - L'invention s'applique à une paroi de cuve telle que représentée sur la
figure 1 , et déjà décrite ci-dessus. Elle concerne plus particulièrement le collage des pavés 25 dans les couloirs 24 définis entre les panneaux B de la barrière d'isolation thermique primaire 20, au-dessus de chaque bande de nappe souple 35 assurant la continuité de la membrane d'étanchéité secondaire 30. De manière surprenante, et après de longues recherches et de nombreux tests, les inventeurs ont constatés que les caractéristiques du collage de ces pavés 25 influencent la résistance du collage de la bande de nappe souple 35. - Ainsi, selon l'invention, lorsqu' après collage du pavé 25, la couche de colle de celui-ci est sensiblement continue, alors cette couche de colle sensiblement continue soulage et renforce le collage 36 de la nappe de bande souple 35, particulièrement lors de contraintes élevées.
- Selon l'invention, le procédé de collage des pavés 25 dans les couloirs 24 comprend donc d'appliquer sur la surface inférieure d'un pavé 25, deux bandes longitudinales parallèles, sensiblement rectangulaire, de colle, en maintenant entre elles un espace central longitudinal 28, de préférence de largeur inférieure à 20 et supérieure à 10 mm. Avantageusement, le bord périphérique 29 est chanfreiné, notamment pour garantir la circulation d'azote. On utilise de préférence une machine pour appliquer ces bandes de colle 26, 26' pour assurer des dimensions (largeur, longueur, épaisseur) ainsi qu'un grammage substantiellement constants pour chaque pavé.
- Les pavés 25 peuvent être de diverses dimensions, mais on utilise avantageusement principalement deux types de pavés.
- Ainsi, pour un pavé standard de dimensions 1000 x 250 mm, on prévoit un grammage de colle de 850 g ± 10 % (soit compris entre 765 g et 935 g), avantageusement 850 g ± 8 % (soit compris entre 780 g et 920 g), de préférence environ 850 g.
- Pour un pavé standard de dimensions 720 mm x 250 mm, on prévoit un grammage de colle de 610 g ± 10 % (soit compris entre 550 g et 670 g), avantageusement 610 g ± 8 % (soit compris entre 560 g et 660 g) de préférence environ 610 g.
- Lors de l'application de la colle, l'épaisseur de chaque bande de colle 26, 26', pour un pavé standard, est comprise entre 3 et 4 mm, avantageusement entre 3,1 mm et 3,6 mm, de préférence environ 3,4 mm. La largeur de chaque bande de colle 26, 26' est comprise entre 90 et 110 mm, de préférence environ 100 mm.
- Il est à noter que les dimensions et le grammage de la colle à appliquer sous chaque pavé ne peuvent pas être augmentés à l'excès car trop de colle empêcherait un assemblage desdits pavés 25. En effet, ceux-ci doivent être affleurants avec les éléments de la barrière thermique primaire 20 au niveau de leurs surfaces externes. S'il y a trop de colle sur la surface inférieure, celle-ci repoussera le pavé vers le haut, créant ainsi une discontinuité non souhaitable à ce niveau, qui doit recevoir la membrane d'étanchéité primaire 10 en INVAR ou en acier inoxydable. Il n'est pas non plus possible d'appliquer la colle sur la totalité de la surface inférieure du pavé 25, car ceci empêcherait la colle de se répandre latéralement, avec le même résultat néfaste d'une poussée verticale exercée sur le pavé. Les formes, dimensions et grammage des bandes de colle 26, 26' sont donc précisément calculées pour d'une part assurer la création d'une couche de colle environ continue après collage, tout en évitant tout risque d'avoir trop de colle qui empêcherait l'assemblage du pavé, et supprimerait la circulation de l'azote.
- Lorsque le pavé 25 encollé est assemblé, il est pressé sur la bande de nappe souple 35 disposée dans le fond d'un couloir 24, au-dessus d'un vide 45 existant entre deux panneaux A adjacents. Cette pression écrase les bandes de colle 26, 26' de sorte que la colle se répand latéralement à la fois vers l'extérieur, mais aussi vers l'intérieur, dans l'espace central 28. Après assemblage, l'invention prévoit que cet espace central est au moins partiellement rempli de colle, avantageusement à au moins 50%, de préférence à 75% de sa surface initiale. On obtient ainsi une couche de colle sensiblement continue. Même s'il reste des point zones isolées dépourvues de colle, il a été constaté que la création d'une couche de colle sensiblement continue au-dessus de la bande de nappe souple 35 permet de donner à celle-ci une bien meilleure résistance, notamment au niveau de son collage 36, qui résistera de manière certaine aux contraintes les plus extrêmes. Au contraire, avec un collage des pavés 25, dans lesquels il ne se formerait pas de couche de colle continue, il a été constaté que la bande de nappe souple 35 est susceptible de présenter des faiblesses, notamment de se décoller, et ainsi d'occasionner des fuites dans la membrane d'étanchéité secondaire.
- Avantageusement, comme visible sur la
figure 2 , la couche de colle 36 utilisée pour coller la bande de nappe souple 35 dépasse légèrement par rapport à ladite bande de nappe souple 35. Ainsi, lors du collage du pavé 25, la colle 26, 26' du pavé 25 va entrer en contact avec la colle 36 de la bande de nappe souple 35. Cette interaction entre les colles est également favorable lorsque la colle du pavé forme après collage une couche de colle sensiblement continue. - La colle utilisée pour coller les pavés 25 est de préférence une colle polymérisable de type epoxy bi-composants résine et durcisseur.
- Il est entendu que l'homme du métier peut modifier le procédé décrit ci-dessus à titre d'exemple sans sortir du cadre de la présente invention, tel que défini par les revendications annexées.
Claims (8)
- Procédé de réalisation d'une paroi d'une cuve calorifugée de confinement d'un fluide, tel qu'un gaz liquéfié, intégrée dans la structure porteuse (50) d'un navire, cette paroi comportant une membrane d'étanchéité primaire (10) en contact avec le produit contenu dans la cuve, une barrière d'isolation thermique primaire (20), une membrane d'étanchéité secondaire (30) et une barrière d'isolation thermique secondaire (40) reliée à la structure porteuse (50), ladite membrane d'étanchéité secondaire (30) et ladite barrière d'isolation thermique secondaire (40) étant formées par assemblage de panneaux préfabriqués (A) disposés côte à côte avec un vide (45) entre deux panneaux adjacents, une bande de nappe souple (35) étant collée dans ledit couloir (24) au-dessus dudit vide (45) entre deux panneaux (A) adjacents pour assurer la continuité de l'étanchéité secondaire (30), ladite barrière d'isolation thermique primaire (20) étant formée par assemblage de panneaux préfabriqués (B) disposés sur les panneaux (A) en définissant un couloir (24) au-dessus de chaque vide (45), un pavé préfabriqué sensiblement rectangulaire (25) étant assemblé dans chaque couloir (24) au-dessus de chaque bande de nappe souple (35), caractérisé en ce que l'assemblage dudit pavé (25) comporte les étapes suivantes :- application de deux bandes longitudinales parallèles (26, 26') de colle sur la surface inférieure dudit pavé (25), lesdites bandes (26, 26') étant séparées par un espace central longitudinal (28) dépourvu de colle,- collage dudit pavé encollé (25) dans un couloir (24) sur une bande de nappe souple (35), par pression dudit pavé (25) sur ladite bande de nappe souple (35), de telle sorte qu'après collage, ledit espace central longitudinal (28) est au moins partiellement rempli de colle, formant ainsi une couche de colle sensiblement continue sur la surface inférieure du pavé (25), cette couche de colle sensiblement continue renforçant le collage de ladite bande de nappe souple (35) pour garantir l'étanchéité de la membrane d'étanchéité secondaire (30).
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur de chaque bande longitudinale de colle (26, 26') est, lors de l'application, comprise entre 3 et 4 mm, avantageusement entre 3,1 et 3,6 mm, de préférence environ 3,4 mm.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la largeur de chaque bande longitudinale de colle (26, 26') est, lors de l'application, comprise entre 90 et 110 mm, de préférence environ 100 mm.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour un pavé standard (25) dont la surface côté cuve est de 1000 mm x 250 mm, la quantité de colle totale est comprise entre 765 g et 935 g, avantageusement entre 780 g et 920 g, de préférence d'environ 850 g.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour un pavé standard (25) dont la surface côté cuve est de 720 mm x 250 mm, la quantité de colle totale est comprise entre 550 g et 670 g, avantageusement entre 560 g et 660 g, de préférence d'environ 610 g.
- Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la largeur dudit espace central longitudinal (28), avant l'étape de collage, est inférieure à 20 mm, et supérieure à 10 mm.
- Procedé selon une quelconque des revendications dans lequel, après l'étape de collage, au moins 50%, de préférence au moins 75%, de la surface initiale de l'espace central longitudinal (28) est rempli de colle.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite colle utilisée pour coller les pavés (25) sur les bandes de nappe souple (35) est une colle polymérisable du type époxy bi-composants.
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