Sasol Germany GmbH, Usine de Herne

Chargement chimique Sasol

Lorsque les wagons-citernes arrivent sur les quais de l’usine Sasol Germany GmbH, leur chargement a déjà effectué un long voyage. Le solvant éthanol a été produit à l’usine-mère Sasol de Secunda, chargé à bord d’un bateau sur la côte sud-africaine, transporté par mer de Durban à Rotterdam d’où il a été transbordé sur rails afin d’être amené à l’usine de Herne pour son traitement ultérieur. Il importe donc que rien de malencontreux ne survienne au dernier moment. Lorsque Sasol construisit à cette fin un nouveau dispositif de déchargement, la sécurité des collaborateurs, de l’environnement et du voisinage avait naturellement la priorité, alors que la rentabilité était secondaire. Une innovation de la société RS permit de concilier les deux priorités sans faire de compromis.

Exigence du Service de contrôle technique : coupleur à rupture d’urgence

Pour obtenir l’autorisation du Service de contrôle technique en vue de l’installation d’une nouvelle station de chargement, il est obligatoire de fournir deux types de coupleurs de sécurité pour la liaison par flexible entre le wagon-citerne et la pompe : un coupleur à rupture d’urgence, qui empêche les fuites en cas d’une séparation intempestive et un coupleur à sec qui empêche les fuites en cas de séparation techniquement nécessaire des deux moitiés de coupleur pendant le processus régulier de couplage et de découplage. Par ailleurs, conformément à la loi sur le bilan d‘eau, un „filet de sécurité supplémentaire“ doit être prévu sous la forme d‘une cuve en béton de 50 m³ pouvant recueillir l‘éthanol qui s‘écoulerait d‘un camion-citerne entier afin qu‘il ne s‘infiltre pas dans la terre. Le premier problème : la sécurité est indispensable, mais supposait jusqu’à maintenant un sacrifice technique élevé, notamment une section d’écoulement faible par rapport au diamètre du flexible. Le fluide s’accumule en effet au niveau de ce goulot d’étranglement. La conséquence : les temps de chargement par wagon sont plus longs et plus chers de même que les temps d’arrêt du collaborateur dans la station de chargement. Le second problème : plus le niveau de remplissage baisse dans la citerne, plus la gravitation fait diminuer la pression, ce qui provoque une „décharge spontanée“ (en moyenne 0,3 bar). Un phénomène de cavitation se produit dans la pompe, de sorte que sa puissance d‘aspiration doit être réduite. Il s‘ensuit également une perte de temps non souhaitée lors du déchargement et un endommagement possible de la pompe. «N’est-il pas possible de faire quelque chose?» demanda Torsten Wupper, l’ingénieur de production responsable sur le site de Herne. «Si, nous pouvons faire quelque chose !» répondit Peter Badners, chef du Service Technique des flexibles au sein de la Soc. Schloemer qui assiste Sasol à Herne depuis plus de 20 ans dans le domaine des flexibles et des vannes. „Car les spécialistes de RS ont développé une nouvelle solution exactement adaptée à vos besoins, l‘ABVL.“

Bionique appliquée

ABVL est le nom de la nouvelle ligne de produits des coupleurs à rupture d’urgence avec boulons de rupture de la Soc. RS. Cette ligne de produits se base sur le principe éprouvé des vannes RS et a été développé principalement en fonction d’aspects économiques pour optimiser la perte de pression de ces coupleurs à rupture d’urgence et améliorer considérablement le débit. À cet effet, Delphin et Kalmar ont servi naturellement de modèles pour le design qui a été ensuite optimisé à l’aide d‘une analyse de flux basée sur ordinateur (CFD – computer aided fluid simulation).

Débit plus élevé et meilleure efficience énergétique lors du processus de chargement

Le résultat obtenu est un tout nouveau type de coupleurs à rupture d‘urgence, qui se distinguent par les caractéristiques suivantes : 

• Augmentation substantielle du débit pour une section nominale de passage égale
• Réduction substantielle de la perte de pression
• Moins de pièces, d’où une manutention plus sûre et une maintenance simple
• Moins d’écoulements grâce à des vannes à fermeture rapide
• Passage du fluide possible dans les deux sens
• Moindre propension à la cavitation dans le coupleur

Par ailleurs, l’ABVL est également disponible en version à tige pour la marine ou à déclenchement par câble.

Sécurité éprouvée

Simultanément, le nouveau coupleur à rupture d’urgence déploie sa pleine fonctionnalité dans la tâche qui lui incombe à proprement dit, à savoir minimiser les conséquences d’un accident et protéger les êtres humains et l’environnement d’écoulements intempestifs de fluide. Quand, par exemple, le camion-citerne se met en mouvement pendant le processus de chargement, des forces imprévues agissent sur le coupleur. Jusqu’à un angle de rupture de 90°, un désenclanchement sûr est possible. Ainsi, avant que le coupleur pour flexible ou que le flexible lui-même ne se rompe, ce qui peut entraîner premièrement un important endommagement de la citerne et des éléments raccordés comme la pompe ou les composants du flexible et, secondement, un écoulement libre du fluide qui n’est pas sans danger, le coupleur à rupture d’urgence garantit une séparation contrôlée des éléments dans la zone prévue à cet effet. Les seules choses qui pourraient être endommagées, ce sont les trois boulons de rupture dont l’épaisseur est adaptée au flexible utilisé et qui ne peuvent pas être remplacés. Après la rupture, les vannes se ferment et empêchent le fluide de s’écouler côté flexible et côté tube.

Manipulation du fluide sans écoulement

Le coupleur à sec de la série TR de RS d’une section nominale de 100 (DN) remplit la même fonction lors du couplage et du découplage habituels du flexible sur le camion-citerne. Il est composé de deux moitiés de coupleur dont chacune est dotée d’une vanne de sectionnement. Une came de commande assure une liaison fixe entre les deux moitiés de coupleur. Dans ces conditions, les vannes présentes dans les deux moitiés de coupleur sont ouvertes et permettent le passage du fluide. Lors du découplage, les soupapes de sectionnement se ferment et empêchent le vidage du tuyau ou du camion-citerne, de sorte qu‘il ne peut se produire aucune fuite.

500 tonnes utilisables par le client

Lors d‘un entretien avec Peter Badners de la Soc. Schloemer et l‘équipe de RS - Holger Brandt (ingénieur) et Michael Adam (ingénieur) -, Torsten Wupper a précisé les exigences concrètes auxquelles devait satisfaire le produit. Il s‘en est suivi le confectionnement d‘un flexible par la Soc. Schloemer à partir d‘un flexible chimie d‘une section de 100 en elastomère entièrement vulcanisé de manière homogène, conforme à la norme DIN 2823/EN 12115 et évidemment conductible puisque l‘ensemble de la station de déchargement est une zone protégée contre les explosions. À ce flexible sont associés le coupleur à rupture d‘urgence ABVL et le coupleur à sec TR de RS, également avec une section nominale de 100. C‘est le prestataire de services en technique de flexibles qui assure que la fonctionnalité du système demeure durable. Chaque année, Schloemer contrôle sa conductibilité conformément à la directive BGR 132 ainsi que son étanchéité selon le règlement sur les appareils de pression ; cette société entretient également les vannes, c‘est-à-dire remplace par exemple les joints en elastomère bien avant leur usure naturelle pour des raisons de sécurité. Elle repère également le flexible dont les données de contrôle sont gérées dans le système informatique de la Soc. Schloemer.

Couplage instantané

Le flexible pour le déchargement est relié en un instant à la pièce correspondante sur le camion-citerne par le biais d‘un coupleur à sec de la série TR de RS (section nominale DN 100). Le modèle TR garantit un couplage et découplage sûrs des flexibles - pratiquement sans fuite de fluide ! Coupler et ouvrir ainsi que fermer et découpler se font respectivement en une seule opération, de façon aussi rapide que lors du ravitaillement dans les boxs des courses de Formule 1.

Paré pour toutes les circonstances

Le coupleur à rupture d’urgence de la série ABVL prévient tout accident. Il protège le flexible ainsi que le raccordement au camion-citerne contre des charges trop élevées. Si par exemple le camion-citerne était mis en mouvement par un train qui le heurterait par l’arrière, les deux moitiés du coupleur à rupture d’urgence se sépareraient par cassure sur la ligne de rupture des trois boulons. Après la séparation, les vannes se ferment et empêchent le fluide de s’écouler côté flexible et côté camion-citerne.

Bien relié

L’accouplement à coquilles conforme à DIN EN 14420-2/-3/-5 (DIN 2817) maintient de manière sûre le flexible chimie et établit la liaison avec le coupleur à rupture d’urgence. Les vannes sont réutilisables après leur nettoyage.

Déchargement sans pesanteur

L’équilibreur, spécialement conçu pour cette application, prend en charge le poids du flexible et empêche que vanne et flexible ne tombent et ne soient tirés sur le sol. Il s’ensuit une réduction des efforts corporels pour les collaborateurs et une protection supplémentaire du flexible contre l’usure provoquée par des sollicitations mécaniques.

Chiffres – Données – Faits

Sasol Germany GmbH, site de Herne

L’usine de Herne fait partie depuis 2001 du Groupe Sasol, une entreprise sise à Johannesbourg en Afrique du Sud et active dans le monde entier dans les secteurs du pétrole, du gaz et de la chimie. Le site de Herne emploie environ 150 collaborateurs qui fabriquent avant tout les solvants isopropanol et éthanol, mais également du diéthyléther et de l‘hydroperoxide. Dr. Gregor Lohrengel est le gérant de cette société.
L’usine Sasol est située sur un terrain dont l’utilisation industrielle commença il y a plus de 150 ans. Tout d‘abord par la mine de Shamrock de la société d‘exploitation minière Hibernia, plus tard également par des installations de cokerie. Après la seconde guerre mondiale commença le développement de l‘industrie chimique telle que nous la connaissons aujourd‘hui. Et au milieu des années 60, l‘exploitation du charbon fut finalement arrêtée.

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