FR3028307A1 - Element d'ancrage d'un revetement anti erosion sur une paroi interne d'une enceinte d'unite fcc. - Google Patents

Element d'ancrage d'un revetement anti erosion sur une paroi interne d'une enceinte d'unite fcc. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un élément d'ancrage métallique (12) d'un revêtement anti érosion destiné à être fixé seul de manière isolée sur une paroi métallique ou assemblé à d'autres éléments d'ancrage identiques. L'élément d'ancrage (12) présente un bord de fixation (12'a) sur ladite paroi métallique et un corps d'ancrage solidaire du bord de fixation (12'a) et présentant un bord supérieur (12b) distant du bord de fixation et destiné à être recouvert par un matériau composite de type béton. Un tronçon de ce bord supérieur (12b), qui n'est pas destiné à être juxtaposé et assemblé à un bord supérieur d'un élément d'ancrage identique, est pourvu d'une patte de délimitation (16) pour délimiter une hauteur de matériau composite devant recouvrir le bord supérieur (12b) dudit élément d'ancrage, ladite patte de délimitation (16) présentant un bord de délimitation (18) distant d'un plan défini par le bord supérieur (12b) de l'élément d'ancrage d'une distance prédéterminée.

Description

L'invention concerne un élément d'ancrage d'un revêtement anti érosion sur une paroi interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide (FCC « Fluid Catalytic Cracking » en anglais).
L'invention concerne en particulier un élément d'ancrage d'un revêtement anti érosion destiné à protéger une paroi de cyclone, de plenum de réacteur, de stripeur, de riser (réacteur ascendant), de downer (réacteur descendant), les standpipes (tubes verticaux), les puits de soutirage ou de désengageur faisant partie d'une unité de craquage catalytique fluide. L'invention concerne également une structure d'ancrage formée de l'assemblage d'éléments d'ancrage selon l'invention, un revêtement utilisant des éléments d'ancrage ou une structure d'ancrage selon l'invention et un procédé de réalisation d'un revêtement anti érosion utilisant des éléments d'ancrage selon l'invention. Les parois métalliques des différentes enceintes d'une unité FCC, telles que par exemple un désengageur et un régénérateur, et les parois métalliques des équipements internes situés dans le régénérateur ou le désengageur, en particulier les cyclones, peuvent subir une érosion due à la circulation des particules de catalyseur dans l'unité, et, au niveau du régénérateur, une corrosion massive par les gaz produits lors de la combustion permettant de régénérer le catalyseur. Il est donc nécessaire de protéger ces parois métalliques afin d'allonger leur durée de vie.
Les parois métalliques des enceintes d'une unité de craquage catalytique et des équipements internes à ces enceintes sont ainsi recouvertes d'un revêtement destiné à les protéger principalement de l'érosion. De tels revêtements sont généralement constitués d'un matériau composite, généralement un béton, maintenu par une structure d'ancrage, le plus souvent métallique. Ces structures d'ancrage sont soudées aux parois métalliques et assurent ainsi l'accrochage du matériau composite. Elles peuvent se présenter sous différentes formes. Il peut ainsi s'agir d'une pluralité d'alvéoles hexagonales solidaires les unes des autres par un côté de manière à former une structure en nid d'abeille (Hexmesht). On utilise également des bandes en forme de S, de K ou autre forme géométrique, s'étendant parallèlement à la paroi, ancrées dans la paroi par un pied de support perpendiculaire à la paroi. De telles bandes en forme de S ou de K sont également appelées «S bars » ou «K bars » en anglais et sont plutôt utilisées de manière isolée, par exemple sur des surfaces à géométrie complexe ne pouvant recevoir une structure d'ancrage en nid d'abeille. Des éléments d'ancrage en forme d'hexagone sont également utilisés de manière isolée pour un ancrage sur des surfaces à géométrie complexe. Comme les S-bars, ces éléments d'ancrage en forme d'hexagone sont, le plus souvent, utilisés isolément, sans contact avec des éléments d'ancrage adjacents. Il existe également des structures de type en nid d'abeille à alvéoles carrées formées de bandes reliées deux à deux par des tiges formant des axes de rotation (Flexmesht). Ce type de structure présente l'avantage de pouvoir épouser une paroi courbe sans mise en forme préalable. Après fixation de ces éléments d'ancrage sur la paroi métallique à protéger, un matériau composite est appliqué sur la paroi métallique équipée des éléments d'ancrage de manière à recouvrir ces derniers. Toutefois, ce matériau composite est généralement appliqué et lissé à l'aide d'une plaque (taloche ou truelle) prenant appui sur les éléments d'ancrage, de sorte qu'en pratique, le béton affleure le sommet des éléments d'ancrage. Il peut arriver que certains éléments d'ancrage ne soient pas entièrement recouverts de béton et que des interstices subsistent permettant la diffusion de gaz entre le béton et l'ancrage, ou entre deux ancrages assemblés. La pénétration de particules de catalyseur dans ces interstices est également possible à ces endroits.
D'autre part, la différence de coefficient de dilatation entre l'ancrage métallique et le béton provoque, lorsqu'ils sont exposés à haute température dans les conditions de fonctionnement de l'unité FCC, l'apparition d'interstices entre les parois latérales des biscuits de bétons et de l'ancrage, permettant ici encore la diffusion des espèces gazeuses issues du procédé et de catalyseur.
Lorsque ce revêtement est en contact avec les gaz issus du craquage de la charge, par exemple dans le désengageur ou sur les cyclones situés dans le désengageur, ces gaz peuvent conduire à la formation de coke à l'intérieur de ces interstices. Cette formation de coke peut entraîner un décollement important du revêtement lors des cycles successifs de refroidissement/réchauffage de l'enceinte. Lorsque le revêtement est en contact avec un gaz contenant, entre autres, de l'oxygène, des oxydes de carbone, de soufre et d'azote, tel que par exemple les gaz présents dans un régénérateur ou dans les équipements internes d'un régénérateur, notamment les cyclones, plenum, standpipe, ce gaz pénètre par les interstices du revêtement et provoque des phénomènes de sulfuration, carburation et oxydation, en particulier au niveau des soudures fixant la structure d'ancrage métallique aux parois métalliques, ce qui peut provoquer une désolidarisation de la structure d'ancrage.
Quelques soient les phénomènes de dégradation observés, corrosion, notamment par sulfuration, carburation, oxydation, ou formation de coke, la demanderesse a constaté que ces phénomènes surviennent essentiellement au niveau de la structure d'ancrage métallique et/ou de sa liaison par soudure aux parois métalliques, et notamment au niveau de parties juxtaposées de la structure d'ancrage dans le cas des structures d'ancrage en forme de nid d'abeille. Il existe donc un besoin d'un élément d'ancrage de revêtement anti-érosion plus résistant aux phénomènes de dégradation, en particulier à la corrosion, notamment par sulfuration, carburation, oxydation, ou formation de coke. Afin de remédier à ce problème, la demanderesse a proposé dans la demande W02014/0092625 Al un procédé particulier de réalisation d'un revêtement pour une structure d'ancrage en nid d'abeille, lequel comprenait notamment une étape de fixation par soudage particulière de la structure d'ancrage. Il était également proposé de réaliser des structures en nid d'abeille présentant des hauteurs différentes au niveau de leurs parois assemblées afin de favoriser le colmatage des interstices entre ces parois assemblées par le matériau composite. Le procédé décrit ne concerne cependant pas les éléments d'ancrage utilisés de manière isolée. L'invention vise à pallier les inconvénients sus mentionnés en proposant un élément d'ancrage métallique d'un revêtement anti érosion sur une paroi métallique interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide, ledit élément étant destiné à être fixé seul de manière isolée sur ladite paroi métallique, comme par exemple les éléments d'ancrage de type S-bar, K-bar, ou de forme hexagonale mentionnée plus haut, ou étant destiné à être fixé sur ladite paroi métallique assemblé à d'autres éléments d'ancrage identiques, comme les structures d'ancrage en nid d'abeille (Hexmesht, Flexmesht). L'élément d'ancrage selon l'invention présente un bord de fixation destiné à être fixé sur la paroi métallique à protéger et un corps d'ancrage solidaire du bord de fixation, ledit corps d'ancrage présentant un bord supérieur distant du bord de fixation et destiné à être recouvert par un matériau composite de type béton, ce bord supérieur définissant un plan.
Selon l'invention, au moins un tronçon du bord supérieur, qui n'est pas destiné à être juxtaposé et assemblé à un bord supérieur d'un autre élément d'ancrage identique, est pourvu d'une patte de délimitation pour délimiter une hauteur de matériau composite devant recouvrir le bord supérieur dudit élément d'ancrage, ladite patte de délimitation présentant un bord de délimitation distant du plan défini par le bord supérieur de l'élément d'ancrage d'une distance prédéterminée. Ainsi, cette patte de délimitation va servir de repère lors de l'application du matériau composite, l'ouvrier pouvant lisser le matériau composite à hauteur du bord de délimitation de cette patte de délimitation par l'outil de lissage (taloche ou truelle). De cette manière, le reste de l'élément d'ancrage, notamment le reste du bord supérieur, situé plus en retrait par rapport à la patte de délimitation, est recouvert d'une couche de matériau composite au moins égale à la distance prédéterminée, permettant de limiter la formation d'interstice laissant passer les gaz corrosifs. En outre, la demanderesse a constaté que la réalisation d'une patte de délimitation sur une partie de l'élément d'ancrage non assemblée à un autre élément d'ancrage permet de réduire la formation d'interstices entre les parties assemblées après application du matériau composite. La distance prédéterminée peut être choisie de manière à ce qu'une fois sec, le matériau composite de type béton affleure toujours la ou les pattes de délimitation. A titre d'exemple, cette distance peut être d'au moins 2mm, par exemple inférieure ou égale à lOmm, de préférence inférieure ou égale à 6mm, voire inférieure ou égale à 3mm. Avantageusement et de manière non limitative, le tronçon peut s'étendre sur une partie de la longueur du bord supérieur. Par exemple, la patte de délimitation peut s'étendre au plus sur 1/2 ou au plus sur 1/4 de la longueur du bord supérieur, ceci afin de limiter les zones potentielle d'introduction du gaz. Il suffit en effet que la patte de délimitation fasse saillie du bord supérieur pour pourvoir être repérée par l'ouvrier appliquant le matériau composite. A titre d'exemple, la longueur de la patte de délimitation, et notamment de son bord de délimitation est de 10 à 22 mm. La patte de délimitation peut être disposée au milieu dudit bord supérieur, ce qui peut simplifier la réalisation de l'élément d'ancrage.
Avantageusement et de manière non limitative, le corps d'ancrage peut être formé par pliage ou cintrage d'une bande plane suivant un axe perpendiculaire à une direction longitudinale de la bande, dans le plan de la bande, et ladite patte de délimitation s'étend dans le prolongement de ladite bande plane perpendiculairement à ladite direction longitudinale. Autrement dit, la patte de délimitation correspond alors à une zone de la bande plane de plus grande largeur. La patte de délimitation peut ainsi être obtenue de manière simple, notamment lorsqu'elle est réalisée d'une pièce avec le corps d'ancrage.
Avantageusement et de manière non limitative, l'élément d'ancrage est réalisé en acier inoxydable (un acier inoxydable contient au plus 1,2% en poids de carbone et au moins 10,5% en poids de chrome selon la norme EN10008). En particulier, l'acier inoxydable pourra être choisi de manière à résister à l'environnement de l'enceinte dans laquelle la structure d'ancrage doit être utilisée. L'élément d'ancrage peut ainsi être en acier inoxydable austénitique choisi parmi les aciers suivants : - un acier inoxydable contenant de 0,04 à 0,10% en poids de carbone, de 18 à 20% en poids de chrome et de 8 à 10,5% en poids de nickel, et avec une teneur en manganèse d'au plus 2% en poids, par exemple un acier de grade AISI 304H, - un acier inoxydable contenant de 0,04 à 0,10% en poids de carbone, de 17 à 19% en poids de chrome et de 9 à 12% en poids de nickel, et avec une teneur en niobium comprise de 8 fois la teneur en carbone à 1% en poids, par exemple un acier de grade AISI 347, - un acier inoxydable contenant au plus 0,015% en poids de carbone, de 15 à 17% en poids de chrome et de 33 à 37% en poids de nickel, par exemple un acier de grade AISI 330, - un acier inoxydable contenant au plus 0,10% en poids de carbone, de 24 à 26% en poids de chrome et de 19 à 22% de nickel, par exemple un acier de grade AISI 310, - un acier inoxydable contenant au plus 0,08% en poids de carbone, de 17 à 19% en poids de chrome, de 9 à 12% en poids de nickel, une teneur en titane de 5 fois la teneur en carbone à 0,70% en poids, une teneur en manganèse d'au plus 2% en poids, une teneur en silicium d'au plus 1% en poids, par exemple un acier de grade AISI 321, - un acier inoxydable contenant au plus 0,15% en poids de carbone, de 11,5 à 13,5% en poids de chrome, une teneur en manganèse d'au plus 1% en poids, une teneur en silicium d'au plus 1% en poids, par exemple un acier de grade AISI 410. De tels aciers inoxydables austénitiques peuvent permettre de réduire les dégradations dues à une perte du caractère inoxydable de l'acier par chute de la teneur en chrome en dessous de 10.5% en poids à l'intérieur de l'acier.
L'élément d'ancrage selon l'invention peut être destiné à être fixé sur la paroi métallique sans contact avec un autre élément d'ancrage. Selon un mode de réalisation, le bord supérieur du corps d'ancrage peut alors présenter une forme de S et le tronçon du bord supérieur pourvu d'une patte de délimitation peut être un tronçon courbe. La patte de délimitation peut alors être disposée sensiblement au milieu du bord supérieur du corps d'ancrage. Dans ce mode de réalisation, le bord de fixation peut faire partie d'un pied solidaire du corps d'ancrage, de sorte que le bord de fixation est distant du bord d'ancrage. Un tel pied de fixation peut également s'étendre dans le prolongement du corps d'ancrage, au milieu de celui-ci. Un tel élément d'ancrage peut être réalisé par cintrage d'une bande plane suivant un axe perpendiculaire à une direction longitudinale de la bande. Eventuellement, la bande peut être préalablement découpée pour former la patte de délimitation et le pied de fixation, le reste de la bande présentant une largeur constante.
Selon un autre mode de réalisation, le bord supérieur du corps d'ancrage présente une forme de K et le tronçon du bord supérieur pourvu d'une patte de délimitation est un tronçon rectiligne. Selon un autre mode de réalisation, le bord supérieur du corps d'ancrage peut présenter une forme hexagonale et ledit au moins un tronçon du bord supérieur pourvu d'une patte de délimitation peut faire partie d'un côté rectiligne de la forme hexagonale. De préférence, le tronçon ne s'étend alors pas sur la totalité de la longueur d'un côté rectiligne.
Avantageusement, au moins deux côtés opposés dudit bord supérieur de forme hexagonale peuvent être pourvus d'une patte de délimitation, ce qui peut faciliter une mise en place d'une couche de revêtement d'épaisseur uniforme au dessus de l'élément d'ancrage grâce aux deux repères formés par les pattes de délimitation opposées.
Un tel élément d'ancrage peut être réalisé par pliage d'une bande plane suivant un axe perpendiculaire à une direction longitudinale de la bande, puis assemblage des extrémités de la bande pour former un hexagone. Eventuellement, la bande peut être préalablement découpée pour former la patte de délimitation. Le bord de fixation présente alors également une forme hexagonale et définit un plan distinct du plan du bord supérieur. L'élément d'ancrage selon l'invention peut également être destiné à être fixé sur la paroi métallique, assemblé à d'autres éléments d'ancrage identiques afin de former une structure d'ancrage de type en nid d'abeille. Le corps dudit élément d'ancrage peut alors être formé d'une bande divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions, des premières portions de bande s'étendant dans un premier plan parallèle à la direction longitudinale (L) de la bande, des deuxièmes portions de bande s'étendant dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct du premier plan, des troisièmes portions de bande reliant chacune une première portion de bande à une deuxième portion de bande, les premières et deuxièmes portions de bande étant alternées sur toute la longueur de la bande. Selon l'invention, ledit au moins un tronçon du bord supérieur pourvu d'une patte de délimitation de chaque élément d'ancrage peut alors faire partie d'un bord supérieur d'une troisième portion de la bande ce cet élément d'ancrage. De préférence, le tronçon ne s'étend alors pas sur la totalité de la longueur du bord supérieur d'une troisième portion de la bande. Avantageusement, chaque troisième portion d'une bande d'un élément d'ancrage peut être pourvue d'une patte de délimitation, ce qui peut favoriser l'obtention d'un revêtement de matériau composite d'épaisseur uniforme sur toute l'étendue de la structure d'ancrage. Toutefois, on peut prévoir qu'une troisième portion sur deux ou trois seulement soit pourvue d'une patte de délimitation.
De tels éléments d'ancrage peuvent être assemblés de différentes manières. Selon un premier mode de réalisation, les premières portions d'une bande d'un élément d'ancrage sont destinées à être juxtaposées et assemblées aux deuxièmes portions d'une bande adjacente de manière à former des alvéoles hexagonales. Ainsi, la patte de délimitation n'est pas sur une portion assemblée à un autre élément d'ancrage. Autrement dit, les portions assemblées de deux éléments d'ancrage sont alors de même hauteur (dans un plan inférieur). L'invention concerne ainsi également une structure d'ancrage en nid d'abeille pour revêtement anti érosion sur une paroi métallique interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide formée d'un assemblage des éléments d'ancrage décrits ci-dessus, notamment d'éléments d'ancrage identiques, dans laquelle les premières portions d'une bande d'un élément d'ancrage sont juxtaposées et assemblées aux deuxièmes portions d'une bande d'un élément d'ancrage adjacent de manière à former des alvéoles hexagonales.
Selon un autre mode de réalisation, chaque première portion accolée à deux troisièmes portions d'un même élément d'ancrage présente une forme en U laquelle est destinée à être en partie emboîtée dans la forme en U de chaque première portion accolée à deux troisièmes portions d'un élément d'ancrage adjacent de sorte que les troisièmes portions de deux éléments d'ancrage adjacents soient en partie juxtaposées. Ces parties juxtaposées des troisièmes portions d'éléments d'ancrage assemblés sont alors traversées par une tige s'étendant dans la direction longitudinale des bandes des éléments d'ancrage adjacents, les concavités des formes en U étant dirigées dans une même direction. Un tel agencement permet une rotation de deux éléments d'ancrage adjacents autour des tiges d'assemblage. Les pattes de délimitation pourraient, en variante, être prévues sur le bord supérieur des premières et deuxièmes portions d'un élément d'ancrage de ce type. Toutefois, pour une mise en place plus facile du matériau composite, il est préférable que le tronçon du bord supérieur pourvu d'une patte de délimitation de chaque élément d'ancrage fasse partie d'un bord supérieur d'une troisième portion de la bande dudit élément d'ancrage.
L'invention concerne également une structure d'ancrage en nid d'abeille pour revêtement anti érosion sur une paroi métallique interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide formée d'un assemblage des éléments d'ancrage décrits ci-dessus, notamment d'éléments d'ancrage identiques, dans laquelle chaque première portion accolée à deux troisièmes portions d'un même élément d'ancrage présente une forme en U en partie emboîtée dans la forme en U de chaque première portion accolée à deux troisièmes portions d'un élément d'ancrage adjacent de sorte que les troisièmes portions de deux éléments d'ancrage adjacents soient en partie juxtaposées, les concavités des formes en U étant dirigées dans une même direction de manière à former des alvéoles à quatre côtés, ces parties juxtaposées des troisièmes portions d'éléments d'ancrage adjacents étant traversées par une tige s'étendant dans la direction longitudinale (L) des bandes des éléments d'ancrage adjacents. Une structure d'ancrage selon l'invention peut en outre comprendre un ou plusieurs des éléments d'ancrage précédemment décrits. Elle peut notamment comprendre une pluralité d'éléments d'ancrage de formes différentes, dont certains peuvent être identiques entre eux et éventuellement assemblés, chaque élément d'ancrage présentant une patte de délimitation au moins dont le bord de délimitation est situé à une même distance de son bord supérieur et de son bord inférieur. L'invention concerne en outre un revêtement anti érosion comprenant au moins un élément d'ancrage selon l'invention noyé dans un matériau composite, par exemple un béton, le matériau composite s'étendant jusqu'au bord de délimitation de ladite patte de délimitation, au dessus du bord supérieur dudit au moins un élément d'ancrage, de sorte que le matériau composite recouvre ou affleure le bord de délimitation de ladite patte de délimitation. Des interstices sont ainsi moins susceptibles de se former avec un tel revêtement, notamment au niveau des zones de contact de l'élément d'ancrage et du matériau composite ou entre des zones de contact de deux éléments d'ancrage assemblés. Le risque de formation d'interstices, et par conséquent une dégradation du revêtement, pourra être d'autant plus réduit que la longueur des pattes de délimitation sera faible, par exemple inférieure ou égale à 22 mm, de préférence inférieure ou égale à 15 mm. Le matériau composite, au sens de la présente invention, est de préférence un matériau résultant d'un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles possédant une forte capacité d'adhésion. De préférence, le matériau composite est un matériau de construction composite tel qu'un béton, en particulier un béton adapté à une utilisation dans une unité de craquage catalytique fluide.
Le revêtement anti érosion peut comprendre un ou plusieurs éléments d'ancrage selon l'invention isolés, destinés à être fixés seuls de manière isolée sur ladite paroi métallique, autrement dit sans contact avec un élément d'ancrage adjacent.
En variante ou en combinaison, le revêtement anti érosion peut comprendre plusieurs éléments d'ancrage selon l'invention assemblés à d'autres éléments d'ancrage identiques afin de former une structure d'ancrage, par exemple en nid d'abeille. Avantageusement, le revêtement anti érosion peut comprendre une pluralité d'éléments d'ancrage de formes différentes, éventuellement en combinaison avec une pluralité d'éléments d'ancrage identiques assemblés, chaque élément d'ancrage présentant au moins une patte de délimitation dont le bord de délimitation est situé à une même distance de son bord supérieur et de son bord inférieur. Un revêtement d'épaisseur uniforme sur toute la surface de la paroi à protéger peut ainsi être obtenu. L'invention concerne également une enceinte d'une unité de craquage catalytique fluide comprenant au moins une paroi métallique interne ou externe recouverte d'au moins un revêtement selon l'invention, le bord de fixation de chaque élément d'ancrage étant fixé par soudage sur la paroi interne ou externe de l'enceinte. Avantageusement et de manière non limitative, la paroi métallique sur laquelle est appliqué le revêtement est une paroi interne ou externe d'un cyclone, d'un régénérateur, d'un désengageur ou de tout autre équipement interne d'une unité de craquage catalytique fluide, tel que riser (réacteur ascendant), stripper (stripeur), standpipe, ligne de fumée, ligne de transfert entre réacteur et fractionnement, orifice chamber (chambre à plaques), slide valve (vanne guillotine), puits de soutirage.
L'invention concerne enfin un procédé de réalisation d'un revêtement anti érosion sur une paroi métallique interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide, comprenant : (i) la fixation d'une pluralité d'éléments d'ancrage selon l'invention, optionnellement certains éléments d'ancrage étant préalablement assemblés les uns aux autres, sur ladite paroi métallique, cette fixation étant réalisée par soudage sur la paroi métallique du bord de fixation de chaque élément d'ancrage, (ii) l'application d'une couche d'un matériau composite sur la paroi métallique, l'épaisseur de cette couche étant choisie de sorte que le matériau composite recouvre ou affleure le bord de délimitation des pattes de délimitation de chaque élément d'ancrage.
L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation en perspective d'éléments d'ancrage selon un mode de réalisation de invention formant une structure d'ancrage en forme de nid d'abeille ; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la structure d'ancrage représentée figure 1, la structure d'ancrage étant fixée à une paroi métallique et noyée dans un matériau composite ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne B-B de la structure d'ancrage représentée figure 1, la structure d'ancrage étant fixée à une paroi métallique et noyée dans un matériau composite ; - la figure 4 est une représentation en perspective d'un élément d'ancrage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une représentation en perspective d'un élément d'ancrage selon un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une représentation en perspective d'éléments d'ancrage selon un quatrième mode de réalisation de invention formant une structure d'ancrage de type de nid d'abeille, dont les alvéoles sont à quatre côtés. La figure 1 représente partiellement une structure d'ancrage 10 métallique en nid d'abeille formée d'une pluralité de bandes 12 assemblées deux à deux de manière à former une pluralité d'alvéoles hexagonales 14 reliées par leurs côtés les unes aux autres. Chaque bande 12 forme un élément d'ancrage selon un premier mode de réalisation de l'invention. Par bande, on entend une bande de matériau métallique présentant une largeur inférieure à une longueur et une épaisseur inférieure à la largeur. De préférence, la bande présente une largeur constante sur toute sa longueur, à l'exception des pattes de délimitation, tel qu'il sera décrit plus loin. A titre d'exemple, les dimensions internes des alvéoles peuvent varier de 4 à 6 cm pour une épaisseur d'environ 1,5 à 3,0 cm, par exemple de 2 cm. Chaque bande 12, réalisée d'une pièce, est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions 121, 122, 123 : des premières portions 121 de bande qui s'étendent dans un premier plan parallèle à la direction longitudinale L de la bande, des deuxièmes portions 122 de bande qui s'étendent dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct de celui-ci, des troisièmes portions 123 de bande qui relient chacune une première portion 121 de bande à une deuxième portion 122 de bande. Un tel élément d'ancrage 12 peut être réalisé par pliage d'une bande plane suivant une direction perpendiculaire à sa direction longitudinale (L), dans le plan de la bande. Les premières 121 et deuxièmes 122 portions de bande sont alternées sur toute la longueur d'une bande 12 et les premières portions 121 d'une bande sont juxtaposées et assemblées aux deuxièmes portions 122 d'une bande 12 adjacente, par exemple par soudage et/ou par des moyens de fixation. Les premières 121 et deuxièmes 122 portions de bande forment ainsi des portions d'assemblage à une bande 12 adjacente. La structure d'ancrage 10 représentée est ici formée d'une pluralité de bandes 12 identiques. Chaque bande 12 présente un bord longitudinal inférieur 12a contenu dans un unique plan et un bord longitudinal supérieur 12b parallèle au bord longitudinal inférieur 12a.
Le bord longitudinal inférieur 12a forme un bord de fixation de l'élément d'ancrage 12, la bande 12 en elle-même formant un corps d'ancrage au sens de l'invention. Selon l'invention, un tronçon du bord supérieur 12b, qui n'est pas destiné à être juxtaposé et assemblé à un bord supérieur d'un élément d'ancrage adjacent identique, est pourvu d'une patte de délimitation 16 pour délimiter une hauteur de matériau composite devant recouvrir le bord supérieur de l'élément d'ancrage. A cet effet, la patte de délimitation 16 présente un bord de délimitation 18 distant du plan défini par le bord supérieur 12b de l'élément d'ancrage 12 d'une distance prédéterminée. Autrement dit, dans le présent exemple, tel que visible sur la figure 1, le bord de délimitation 18 de la patte de délimitation 16 s'étend parallèlement aux bords inférieur 12a et supérieur 12b. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe selon les lignes A-A et B-B de la figure 1, à la même échelle. Sur ces figures, on distingue une paroi 20, métallique, sur laquelle est fixée la structure d'ancrage 10. Cette fixation est réalisée par soudage du bord de fixation 12a sur la paroi 20. La figure 2 représente des portions 121 et 122 assemblées de la structure d'ancrage. Une couche 21 de matériau composite recouvre les bords supérieurs 12b de ces portions d'assemblage 121, 122. Cette couche 21 s'étend sur une hauteur H (mesurée depuis la paroi métallique 20, perpendiculairement à celle-ci) telle que la surface de la couche 21 de matériau composite affleure le bord de délimitation 18 de la patte de délimitation 16 (figure 3). Ainsi, pour une bande de hauteur h (autrement dit de largeur h), une épaisseur d de matériau composite 21 recouvre les bords supérieurs 12b de l'élément d'ancrage, la hauteur H totale de la couche 21 étant égale à la somme de la hauteur h et de l'épaisseur d. Cette épaisseur d correspond ainsi à la distance prédéterminée séparant le bord de délimitation 18 du plan défini par le bord supérieur 12b de l'élément d'ancrage 12. En utilisant ainsi les bords de délimitation 18 des pattes 16 pour réaliser un revêtement d'épaisseur prédéterminé, on est certain de recouvrir entièrement l'élément d'ancrage 12, notamment ses portions d'assemblage 121, 122 et d'éviter ainsi la formation d'interstices, et on réalise une couche de matériau composite d'épaisseur uniforme. Dans l'exemple, chaque troisième portion 123 est pourvue d'une patte de délimitation 16, laquelle s'étend sur une partie de la longueur du bord supérieur de cette troisième portion 123. Tel que représenté sur la figure 1, un élément d'ancrage 12 peut en outre présenter une languette de matière 22 découpée d'au moins une portion autre qu'une portion d'assemblage (soit ici une portion 123) et pliée afin de saillir de cette portion. Une telle configuration peut permettre d'améliorer l'ancrage du matériau composite sur l'élément d'ancrage, la languette étant alors noyée dans le matériau composite, dont le maintien est également renforcé du fait qu'il traverse l'orifice libéré par la languette repliée.
Les languettes 22 de matière issues de portions faisant partie d'une même alvéole peuvent être repliées l'une vers l'autre. Cet agencement permet d'obtenir deux languettes repliées vers le centre de chaque alvéole lorsque les bandes sont assemblées les unes aux autres.
Ces languettes 22 peuvent également être repliées de manière à s'étendre sensiblement parallèlement aux plans des portions d'assemblage de bande.
La structure d'ancrage 10 représentée figure 1 peut être mise en forme avant sa fixation sur une paroi métallique, par exemple par roulage afin d'épouser la forme de cette paroi métallique. Lorsque la paroi métallique à protéger présente une forme plus complexe, il peut alors être difficile, voire impossible, de fixer une structure d'ancrage du type de celle décrite en référence à la figure 1. On peut alors utiliser des éléments d'ancrage isolés du type de ceux décrits en référence aux figures 4 et 5, ou des éléments d'ancrage articulés, du type de ceux décrit en référence à la figure 6.
La figure 4 représente un élément d'ancrage 12' selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'élément d'ancrage 12' présente un corps d'ancrage 13 dont le bord supérieur 13b présente une forme de S. Ce corps d'ancrage 13 se présente ici sous la forme d'une bande plane cintrée suivant une direction perpendiculaire à sa direction longitudinale, dans le plan de la bande. Le bord inférieur 13a de ce corps d'ancrage 13 est solidaire d'un pied de support 13c s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale de la bande. Ce pied de support 13c présente un bord de fixation 13d, par lequel l'élément d'ancrage 12' peut être soudé à la paroi métallique à protéger. Selon l'invention, un tronçon éventuellement courbe du bord supérieur 13b comporte une patte de délimitation 16' dont le bord de délimitation 18' est distant d'une distance prédéterminée d' du plan défini par le bord supérieur 13b. La longueur de la patte de délimitation 16', soit ici la longueur du tronçon éventuellement courbe, est de préférence égale au quart ou moins de la longueur totale du bord supérieur 13b. Un tel élément d'ancrage 12' est destiné à être fixé sur la paroi métallique sans contact avec un autre élément d'ancrage.
La figure 5 représente un élément d'ancrage 12" selon encore un autre mode de réalisation de l'invention.
Cet élément d'ancrage 12" présente une forme hexagonale. Il est obtenu par pliage d'une bande plane suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la bande, dans le plan de la bande, les extrémités de la bande étant jointes pour fermer la forme hexagonale. La structure obtenue forme ainsi une alvéole pouvant être remplie et recouverte de matériau composite. L'élément d'ancrage 12" présente un bord inférieur 12"a formant un bord de fixation, par lequel il peut être soudé à une paroi métallique à protéger. La bande pliée en elle-même forme un corps d'ancrage. L'élément d'ancrage 12" présente un bord supérieur 12"b de forme hexagonale définissant un plan. Selon l'invention, un tronçon du bord supérieur 12"b comporte une patte de délimitation 16" dont le bord de délimitation 18" est distant d'une distance prédéterminée d" du plan défini par le bord supérieur 12"b. Ici, l'élément d'ancrage 12" présente deux pattes de délimitation 16" disposées sur des bords opposés de la forme hexagonale. Ces pattes 16" sont ainsi parallèles, ce qui peut faciliter l'application du matériau composite. La longueur de la patte de délimitation 16", soit ici la longueur du tronçon rectiligne, est de préférence égale à la moitié ou moins de la longueur totale du bord supérieur 12"b. Comme pour le mode de réalisation précédemment décrit, l'élément d'ancrage 12" est destiné à être fixé sur la paroi métallique sans contact avec un autre élément d'ancrage. La présence d'une patte de délimitation 16' ou 16" dans ces deux modes de réalisation permet alors de s'assurer que le reste du bord supérieur 13b ou 12"b du corps d'ancrage est entièrement recouvert de matériau composite, limitant ainsi les risque d'infiltrations de gaz corrosif entre l'élément d'ancrage et le matériau composite, tout en maintenant une hauteur de matériau composite constante grâce au repère de la patte de délimitation.
La figure 6 représente une structure d'ancrage 10' métallique de type en nid d'abeille formée d'une pluralité d'éléments d'ancrage 12" selon encore un autre mode de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation est proche de celui décrit en référence à la figure 1, chaque élément d'ancrage 12" étant formé d'une bande, ces bandes étant assemblées deux à deux de manière à former une pluralité d'alvéoles à quatre côté. Le terme « bande » a la même signification que celle déjà donnée. Ces bandes peuvent être réalisées tel que déjà décrit pour le premier mode de réalisation.
Chaque bande 12", réalisée d'une pièce, est divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions 121", 122", 123" : des premières portions 121" de bande qui s'étendent dans un premier plan parallèle à la direction longitudinale L de la bande, des deuxièmes portions 122" de bande qui s'étendent dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct de celui-ci, des troisièmes portions 123" de bande qui relient chacune une première portion 121" de bande à une deuxième portion 122" de bande. Les premières 121" et deuxièmes 122" portions de bande sont alternées sur toute la longueur d'une bande 12". Ici, chaque première portion 121" accolée à deux troisièmes portions 123" d'un même élément d'ancrage présente une forme en U laquelle est en partie emboîtée dans la forme en U de chaque première portion 121" accolée à deux troisièmes portions 123" d'un élément d'ancrage adjacent de sorte que les troisièmes portions 123" de deux éléments d'ancrage adjacents sont en partie juxtaposées, formant des alvéoles à quatre côtés (figure 6). Les concavités des formes en U ainsi définies sont toutes dirigées dans une même direction Ces parties juxtaposées 23 des troisièmes portions 123" d'éléments d'ancrage adjacents sont en outre traversées par une tige 24 s'étendant dans la direction longitudinale L des bandes des éléments d'ancrage adjacents. On obtient ainsi une structure d'ancrage 10' articulée, chaque élément d'ancrage 12" pouvant pivoter par rapport à un élément d'ancrage 12" adjacent par rotation autour d'une tige 24. La structure d'ancrage 10' représentée est ici formée d'une pluralité de bandes 12" identiques. Chaque bande 12" présente un bord longitudinal inférieur 12"a contenu dans un unique plan et un bord longitudinal supérieur 12"b parallèle au bord longitudinal inférieur 12"a. Le bord longitudinal inférieur 12"a forme un bord de fixation de l'élément d'ancrage 12", la bande 12" en elle-même formant un corps d'ancrage au sens de l'invention. Selon l'invention, un tronçon du bord supérieur 12"b, qui n'est pas destiné à être juxtaposé et assemblé à un bord supérieur d'un élément d'ancrage adjacent identique, est pourvu d'une patte de délimitation 16" pour délimiter une hauteur de matériau composite devant recouvrir le bord supérieur de l'élément d'ancrage. A cet effet, la patte de délimitation 16" présente un bord de délimitation 18" distant du plan défini par le bord supérieur 12"b de l'élément d'ancrage 12" d'une distance prédéterminée d". Autrement dit, le bord de délimitation 18" de la patte de délimitation 16" s'étend parallèlement aux bords inférieur 12"a et supérieur 12"b. Dans l'exemple, chaque troisième portion 123" est pourvue d'une patte de délimitation 16", laquelle s'étend sur une partie de la longueur du bord supérieur de cette troisième portion 123" non juxtaposée à une troisième portion 123" d'un élément d'ancrage adjacent 12". Un tel agencement facilite la mise en place du matériau composite.
Ainsi, en utilisant des éléments d'ancrage de forme différente mais présentant tous une patte de délimitation disposée à une même distance de leur bord de fixation, il est possible de réaliser un revêtement avec une épaisseur constante. Dans tous les modes de réalisation représentés, la patte de délimitation 16, 16', 16", 16" s'étend dans le prolongement d'une bande formant le corps d'ancrage. Le bord de fixation peut faire partie de cette bande, par exemple lorsqu'il s'agit d'un bord inférieur, ou peut être solidarisée à la bande. Avantageusement, quelque soit le mode de réalisation d'un élément d'ancrage, la ou les pattes de délimitation sont de préférence réalisées d'une pièce avec le corps d'ancrage, par exemple par découpe d'une bande de largeur constante puis mise en forme de cette bande, par pliage ou cintrage. De la même manière, le bord de fixation est avantageusement intégré au corps d'ancrage. On notera également qu'une ou plusieurs languettes, similaires aux languettes 22 décrites en référence au mode de réalisation représenté figure 1, peuvent être prévues sur les corps d'ancrage des éléments d'ancrage décrits en référence aux figures 4 à 6 afin d'améliorer l'ancrage du matériau composite par l'élément d'ancrage.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Elément d'ancrage métallique (12, 12', 12", 12") d'un revêtement anti érosion sur une paroi métallique (20) interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide, ledit élément étant destiné à être fixé seul de manière isolée sur ladite paroi métallique ou étant destiné à être fixé sur ladite paroi métallique assemblé à d'autres éléments d'ancrage identiques, ledit élément d'ancrage (12, 12', 12", 12") présentant un bord de fixation (12'a, 13d, 12"a, 12"a) destiné à être fixé sur ladite paroi métallique (20) et un corps d'ancrage solidaire du bord de fixation (12'a, 13d, 12"a, 12"a), ledit corps d'ancrage présentant un bord supérieur (12b, 13b, 12"b, 12"b) distant du bord de fixation et destiné à être recouvert par un matériau composite de type béton, ledit bord supérieur (12b, 13b, 12"b, 12"b) définissant un plan, caractérisé en ce qu'au moins un tronçon dudit bord supérieur (12b, 13b, 12"b), qui n'est pas destiné à être juxtaposé et assemblé à un bord supérieur d'un autre élément d'ancrage identique, est pourvu d'une patte de délimitation (16, 16', 16", 16") pour délimiter une hauteur de matériau composite devant recouvrir le bord supérieur (12b, 13b, 12"b, 12"b) dudit élément d'ancrage, ladite patte de délimitation (16, 16', 16", 16") présentant un bord de délimitation (18, 18', 18", 18") distant du plan défini par le bord supérieur (12b, 13b, 12"b, 12"b) de l'élément d'ancrage d'une distance prédéterminée (d, d', d", d").
  2. 2. Elément d'ancrage (12, 12', 12", 12") selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite patte de délimitation (16, 16', 16", 16") s'étend sur une partie de la longueur dudit bord supérieur (12b, 13b, 12"b, 12"b).
  3. 3. Elément d'ancrage (12, 12', 12", 12") selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps d'ancrage est formé par pliage ou cintrage d'une bande plane suivant un axe perpendiculaire à une direction longitudinale (L) de la bande, dans le plan de la bande, et ence que ladite patte de délimitation (16, 16', 16", 16") s'étend dans le prolongement de ladite bande plane perpendiculairement à ladite direction longitudinale.
  4. 4. Elément d'ancrage (12, 12', 12", 12") selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est en acier inoxydable austénitique choisi parmi les aciers suivants : - un acier inoxydable contenant de 0,04 à 0,10% en poids de carbone, de 18 à 20% de chrome et de 8 à 10,5% de nickel, et avec une teneur en manganèse d'au plus 2% en poids, - un acier inoxydable contenant de 0,04 à 0,10% en poids de carbone, de 17 à 19% de chrome et de 9 à 12% de nickel, et avec une teneur en niobium comprise de 8 fois la teneur en carbone à 1% en poids, - un acier inoxydable contenant au plus 0,015% en poids de carbone, de 15 à 17% de chrome et de 33 à 37% de nickel, - un acier inoxydable contenant au plus 0,10% en poids de carbone, de 24 à 26% de chrome et de 19 à 22% de nickel, - un acier inoxydable contenant au plus 0,08% en poids de carbone, de 17 à 19% en poids de chrome, de 9 à 12% en poids de nickel, une teneur en titane de 5 fois la teneur en carbone à 0,70% en poids, une teneur en manganèse d'au plus 2% en poids, une teneur en silicium d'au plus 1% en poids, - un acier inoxydable contenant au plus 0,15% en poids de carbone, de 11,5 à 13,5% en poids de chrome, une teneur en manganèse d'au plus 1% en poids, une teneur en silicium d'au plus 1% en poids.
  5. 5. Elément d'ancrage (12') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, destiné à être fixé sur la paroi métallique (20) sans contact avec un autre élément d'ancrage, caractérisé en ce que le bord supérieur (13b) du corps d'ancrage présente une forme de S et en ce que le tronçon du bord supérieur (13b) pourvu d'une patte de délimitation (16') est un tronçon courbe.
  6. 6. Elément d'ancrage (12') selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite patte de délimitation (16') est disposée sensiblement au milieu du bord supérieur (13b) du corps d'ancrage.
  7. 7. Elément d'ancrage (12") selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, destiné à être fixé sur la paroi métallique (20) sans contact avec un autre élément d'ancrage, caractérisé en ce que le bord supérieur (12"b) du corps d'ancrage présente une forme hexagonale et en ce que ledit au moins un tronçon du bord supérieur (12"b) pourvu d'une patte de délimitation (16") fait partie d'un côté rectiligne de la forme hexagonale.
  8. 8. Elément d'ancrage (12") selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins deux côtés opposés dudit bord supérieur de forme hexagonale sont pourvus d'une patte de délimitation (16").
  9. 9. Elément d'ancrage (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, destiné à être fixé sur la paroi métallique assemblé à d'autres éléments d'ancrage identiques afin de former une structure d'ancrage (10) en nid d'abeille, le corps d'ancrage étant formé d'une bande divisée suivant sa longueur en une pluralité de portions (121, 122, 123), des premières portions (121) de bande s'étendant dans un premier plan parallèle à la direction longitudinale (L) de la bande, des deuxièmes portions (122) de bande s'étendant dans un deuxième plan parallèle au premier plan et distinct du premier plan, des troisièmes portions (123) de bande reliant chacune une première portion (121) de bande à une deuxième portion (122) de bande, les premières et deuxièmes portions (121, 122) de bande étant alternées sur toute la longueur de la bande (12), ledit élément d'ancrage étant caractérisé en ce que ledit au moins un tronçon du bord supérieur (12b) pourvu d'une patte de délimitation (16) fait partie d'un bord supérieur (12b) d'une troisième portion (123) de ladite bande.
  10. 10. Elément d'ancrage (12, 12', 12") selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque troisième portion (123) de ladite bande est pourvue d'une patte de délimitation (16).
  11. 11. Structure d'ancrage (10) pour revêtement anti érosion sur une paroi métallique (20) interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide formée d'un assemblage d'éléments d'ancrage (12) selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans laquelle les premières portions (121) d'une bande d'un élément d'ancrage sont juxtaposées et assemblées aux deuxièmes portions (122) d'une bande d'un élément d'ancrage adjacent de manière à former des alvéoles hexagonales (14).
  12. 12. Structure d'ancrage (10') pour revêtement anti érosion sur une paroi métallique (20) interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide formée d'un assemblage d'éléments d'ancrage (12") selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans laquelle chaque première portion (121") accolée à deux troisièmes portions (123") d'un même élément d'ancrage (12') présente une forme en U en partie emboîtée dans la forme en U de chaque première portion (121") accolée à deux troisièmes portions (123") d'un élément d'ancrage adjacent de sorte que les troisièmes portions (123") de deux éléments d'ancrage adjacents soient en partie juxtaposées, les concavités des formes en U étant dirigées dans une même direction de manière à former des alvéoles à quatre côtés, ces parties juxtaposées (23) des troisièmes portions (123") d'éléments d'ancrage adjacents étant traversées par une tige (24) s'étendant dans ladite direction longitudinale (L).
  13. 13. Revêtement anti érosion caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément d'ancrage (12, 12', 12", 12") selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 noyé dans un matériau composite (21), par exemple un béton, le matériau composite (21) s'étendant jusqu'au bord de délimitation de ladite patte de délimitation, au dessus du bord supérieur dudit au moins un élément d'ancrage (12, 12', 12", 12"), de sorte que le matériau composite recouvre ou affleure le bord de délimitation de ladite patte de délimitation.
  14. 14. Enceinte d'une unité de craquage catalytique fluide caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paroi métallique (20) interne ou externe recouverte d'au moins un revêtement selon la revendication 13, le bord de fixation (12a, 13d, 12"a, 12"a) de chaque élément d'ancrage (12, 12', 12", 12") étant fixé par soudage sur la paroi (20) interne ou externe de l'enceinte.
  15. 15. Procédé de réalisation d'un revêtement anti érosion sur une paroi métallique (20) interne ou externe d'une enceinte d'unité de craquage catalytique fluide, comprenant : - (i) la fixation d'une pluralité d'éléments d'ancrage (12, 12', 12", 12") selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 sur ladite paroi métallique (20), cette fixation étant réalisée par soudage sur la paroi métallique du bord de fixation (12a, 13d, 12"a, 12"a) de chaque élément d'ancrage, - (ii) l'application d'une couche d'un matériau composite (21) sur la paroi métallique (20), l'épaisseur de cette couche étant choisie de sorte que le matériau composite recouvre ou affleure le bord de délimitation (18, 18', 18", 18") des pattes de délimitation de chaque élément d'ancrage (12, 12', 12", 12").
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