Systèmes d'étanchéité primaire et secondaire pour les réservoirs de toits flottants avec cadre en aluminium 6061-T6, résistance au vent à 120 mph et durée de vie de plus de 50 ans

Dans la logistique du pétrole liquide en vrac, les opérations des terminaux de raffinage et le stockage de produits chimiques volatils, maximiser la suppression des vapeurs est un mandat opérationnel et environnemental essentiel. Pour les réservoirs de stockage hors sol utilisant des systèmes à toit flottant interne (IFR) ou à toit flottant externe (EFR), l'espace du rebord (l'espace annulaire entre le périmètre extérieur du pont flottant et la paroi verticale de l'enveloppe du réservoir) constitue le principal chemin d'évaporation du produit et d'échappement des composés organiques volatils (COV).

Pour éviter les pertes de vapeur, stabiliser les atmosphères internes et garantir le strict respect des exigences en matière de qualité de l'air, les ingénieurs en infrastructure déploient un cadre d'isolation en deux étapes :Systèmes d'étanchéité primaires et secondaires. Travaillant en tandem, ces équipements mécaniques s'adaptent aux irrégularités de la coque des réservoirs lors du transport vertical tout en maintenant une barrière continue et étanche aux gaz.

• Système de joint primaire :Placé directement au niveau ou immédiatement au-dessus de la surface du liquide, il agit comme une barrière de base. Sa fonction principale est d'empêcher le volume important de vapeur d'hydrocarbures de s'échapper de la phase liquide.
• Système de joint secondaire :Monté directement au-dessus du joint primaire le long du bord supérieur du pont flottant. Il fonctionne comme une barrière de polissage mécanique, emprisonnant tout film de vapeur résiduel qui dépasse la couche primaire lors du déplacement vertical, tout en protégeant le mécanisme primaire des débris atmosphériques, de l'eau de pluie et des courants de vent.

Les opérateurs de terminaux sélectionnent les types de joints primaires en fonction de la composition chimique stockée, des variations de pression interne du réservoir et de critères de budget d'investissement :

La norme industrielle pour le stockage de pétrole brut et de raffinerie à usage intensif. Il se compose d'une série de plaques à sabots superposées en acier galvanisé ou en acier inoxydable maintenues à plat contre la paroi de la coque du réservoir par un système de liaison à ciseaux mécanique à ressort ou à contrepoids. Un tissu pare-vapeur (rideau) enduit en continu scelle l'espace entre le sabot et le rebord du toit flottant.

Avantage:Offre une durabilité structurelle exceptionnelle et reste très stable sur une large plage de températures, avec une durée de vie opérationnelle dépassant souvent 25 ans.

Ces joints sont dotés d'une peau solide et résistante aux produits chimiques, renforcée en polyuréthane ou en nylon, remplie d'un fluide d'hydrocarbure à faible viscosité ou d'un distillat spécialisé. Ils sont montés directement en contact avec la surface du produit liquide.

Avantage:La pression hydrostatique du liquide interne permet à l'enveloppe de s'adapter étroitement aux irrégularités de la coque, éliminant ainsi complètement les poches de vapeur sous le joint.

Composé de noyaux de mousse de polyuréthane à cellules ouvertes ou fermées encapsulés dans une enveloppe polymère élastomère continue. Le rondin de mousse est comprimé dans l'espace annulaire, en s'appuyant sur la mémoire du matériau pour exercer une pression extérieure continue contre la coque du réservoir.

Avantage:Très rentable et simple à installer lors des rénovations de réservoirs actifs, ce qui en fait un choix populaire pour les toits flottants internes.

Les joints secondaires sont généralement montés sur jante et reposent sur des matériaux élastomères flexibles pour maintenir une action d'essuyage continue contre la paroi du réservoir.

• Joints racleurs mécaniques :Construit à partir de lames en élastomère épaisses et flexibles (polyuréthane, Viton ou Buna-N) renforcées par des plaques de support en acier à ressort. Lorsque le plateau avance le long de la coque, la lame maintient une force de contact angulaire constante, raclant physiquement le film de produit résiduel vers le réservoir.
• Monté sur chaussure ou sur jante :Alors que les joints secondaires montés sur jante s'étendent sur tout l'espace annulaire pour couvrir à la fois le joint primaire et le bord du pont, les configurations montées sur sabot se fixent directement sur le dessus d'un sabot mécanique primaire. Les conceptions montées sur jante offrent une protection supérieure car elles protègent l’intégralité de l’enveloppe du joint primaire du cisaillement du vent externe.

Pour justifier les dépenses d'investissement (CAPEX) liées à la mise à niveau vers une configuration d'étanchéité primaire-secondaire à haut rendement, les ingénieurs du terminal calculent les pertes projetées d'étanchéité à rebord debout. Selon l'American Petroleum Institute (API MPMS Chapitre 19.1), les pertes par évaporation des joints de jante sont modélisées via une matrice variable non linéaire dépendant de la vitesse.

Pour réussir les inspections municipales de la qualité de l'air, les audits civils environnementaux et passer les examens d'appel d'offres pour les projets de terminaux internationaux, les réseaux de joints de toit flottants doivent s'aligner strictement sur les cadres d'ingénierie mondiaux :

1. Norme API 650, annexe C et annexe H :Les directives internationales définitives dictant la construction structurelle, les tolérances minimales de flottabilité et les limites spécifiques de mesure de l'espace annulaire pour les configurations de toit flottant externe et interne.
2. Méthode EPA 21 / NSPS Ko :Mandats réglementaires stricts imposant des inspections de routine des écarts physiques. Pour les joints secondaires sur les actifs volatils, les réglementations stipulent qu'aucun espace individuel entre la lame du joint et la coque du réservoir ne doit dépasser 1/8 de pouce (3,2 mm), et que la surface cumulée de tous les espaces dépassant 1/8 de pouce ne doit pas dépasser 1,0 pouce carré par pied de diamètre du réservoir.
3. ISO 28765 / AWWA D103 :Régir l’intégration des matrices de toit flottant dans les actifs de stockage boulonnés revêtus en usine.

Même les balais d'essuie-glace secondaires les plus robustes sont confrontés à une dégradation à long terme lorsqu'ils sont exposés directement aux conditions météorologiques ambiantes, à l'ozone et aux rayons UV dans les configurations à toit ouvert. Pour maximiser la durée de vie des joints et réduire les dépenses opérationnelles des installations (OPEX), les spécifications des infrastructures modernes associent le toit flottant interne et son réseau à double joint à un toit autoportant.Toit en dôme géodésique en aluminium.

Lors de l’évaluation des fournisseurs mondiaux de ces systèmes intégrés, les équipes d’approvisionnement en ingénierie donnent la priorité aux fabricants dotés de capacités de fabrication avancées et de portefeuilles d’exécution de projets approfondis. Les innovateurs du secteur proposent des solutions entièrement conformes en combinant la précision des usines automatisées avec de nombreuses certifications internationales.

En protégeant le cadre du joint interne de la pluie, des charges de neige et de l'exposition directe au soleil, le dôme en aluminium élimine les risques d'altération par les UV et d'accumulation d'eau du joint primaire. Ce système optimisé maintient un environnement hautement stable et sans colonne, permettant aux joints primaires et secondaires d'assurer une suppression des vapeurs à haute efficacité pour une durée de vie opérationnelle supérieure à 30 à 50 ans.