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Methode de controle et regulation du procede de cementation basse pression par la mesure de la teneur en hydrogene et/ou en hydrocarbure

IP.com Disclosure Number: IPCOM000021697D
Publication Date: 2004-Feb-03
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Méthode de contrôle et régulation du procédé de cémentation basse pression par la mesure de la teneur en hydrogène et/ou en hydrocarbure

Il est proposé ici de limiter la formation de résidus de cracking lors d’un procédé de cémentation basse pression en présence d’hydrocarbures (acétylène, propane, éthylène…). En effet, lors du procédé, les espèces issues du cracking peuvent réagir entres elles, se polymériser et conduire à la formation de chaînes hydrocarbonées lourdes, qui se condensent en particulier dans les parties froides de l’installation ainsi que dans les canalisations et pompes en sortie du four. Ceci conduit à l’encrassement de l’installation et à des arrêts réguliers pour nettoyage. Egalement, des résidus de type suie et carbures peuvent être générés directement sur les pièces et conduire à des défauts de traitement et à la mise au rebut de la charge.

On propose alors dans le cadre des présents travaux de mesurer en continu le pouvoir carburant de l’atmosphère résiduelle, d’enregistrer sa composition pour le suivi qualité du procédé, et de réguler la cémentation à partir du signal observé, en continu par modulation du débit d’injection d’hydrocarbure et de la durée des cycles.

On se propose de plus de contrôler le pouvoir carburant par injection d’hydrogène ou d’un mélange de gaz contenant de l’hydrogène, en fonction du signal récupéré par le capteur, ceci afin d’empêcher en particulier la synthèse d’hydrocarbures lourds, qui se condensent en partie froide.

Il a également été prévu de pouvoir mesurer les espèces qui peuvent être présentes dans l’installation, cellules chaudes ou tunnel de convoyage, par la mise en œuvre du gaz de cémentation. Ainsi, des remontées de solvant peuvent être enregistrées et prévenir instantanément l’utilisateur de défauts de mise en œuvre de l’hydrocarbure cémentant.

Il faut rappeler que la cémentation basse pression des aciers est réalisée par injection d’un hydrocarbure saturé ou insaturé par pulses dans une enceinte sous vide ou sous pression réduite. La durée des pulses et les débits d’hydrocarbure sont déterminés à partir d’un logiciel de prédiction de l’enrichissement à partir des profondeurs finales recherchées. Il n’existe à ce jour aucun moyen de régulation du procédé de cémentation basse pression, ni même de contrôle en continu du bon déroulement du procédé.

Les suivis qualités du procédé de cémentation sont aujourd’hui réalisés par mesure de la prise de poids d’un échantillon de référence. Selon la prise de poids, la charge est classée bonne ou en rebut. Il n’y a ainsi pas moyen de corriger, durant le procédé, un défaut d’injection de l’hydrocarbure ou de déroulement du cycle.

On va détailler ci-dessous plusieurs mises en œuvre qui sont envisagées :

1. Mesure de la teneur en hydrogène dans une installation sous vide

La mesure peu...