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Conteneurisation d’un dispositif de distribution de jets de fluide cryogénique

IP.com Disclosure Number: IPCOM000213497D
Publication Date: 2011-Dec-16
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Conteneurisation d’un dispositif de distribution de jets de fluide cryogénique

            Une alternative aux technologies de traitement de surface de matériaux, en particulier de décapage, d’écroutage ou analogue, par sablage, par projection d’eau à ultra haute pression (UHP) ou analogue, repose sur l’utilisation de jets de fluide cryogénique sous très haute pression. Dans ce cas, on utilise un ou des jets de fluide cryogénique, en particulier d’azote liquide, à une pression de 300 à 4000 bars et à température cryogénique comprise par exemple entre -100 et -200 °C, typiquement environ -140 et -160 °C, qui sont distribués par une ou plusieurs buses animées ou non d’un mouvement rotatif.

Cette technologie se présente physiquement sous la forme d’un skid de compression, ou dit autrement d’un dispositif de mise en pression du fluide cryogénique, muni d’un échangeur thermique interne, le tout d’une dimension de l’ordre de 2900 mm x 1220 mm x 1650 mm, et d’un échangeur thermique externe d’un diamètre typique de 500 mm et d’une hauteur généralement de l’ordre 1000 mm. Le poids de l’ensemble est de l’ordre de 4 tonnes.

De plus, pour faire fonctionner de manière ad hoc la technologie, il convient d’utiliser des canalisations d’amenée du fluide cryogénique entre l’ensemble comprenant le skid et l’échangeur thermique externe et le lieu des outils de distribution, ou buses, du ou des jets de fluides cryogéniques.

La Figue 1 schématise un exemple d’installation classique pour mettre en œuvre une technologie de décapage, de traitement de surface ou analogue par jets de liquide cryogénique, en particulier d’azote liquide, comportant habituellement un réservoir de stockage 1, telle une citerne, d’azote liquide (ci-après appelé LN2) qui alimente, via une ligne d’amenée 5 d’azote liquide sous basse pression, c'est-à-dire à environ de 3 à 6 bar et à une température de -180°C environ, un dispositif  de compression ou skid 2, avec compresseur et échangeur thermique interne, encore appelé échangeur thermique amont, permettant une mise à ultra haute pression (UHP) de l’azote liquide.

Le dispositif de compression 2 permet donc de réaliser la compression du LN2 provenant du réservoir de stockage 1.

Le LN2 à la première pression (UHP) est alors véhiculé via une ligne de convoyage (6), jusqu’à un échangeur thermique aval 3 externe où le LN2 UHP subit un refroidissement avec de l’azote liquide à pression atmosphérique (en 8), pour obtenir typiquement de l’azote liquide UHP. 

Il en résulte du LN2 à une pression (UHP) typiquement supérieure à 300 bar, généralement inférieure à 5000 bar, avantageusement comprise entre environ 3000 et 4000 bar, et à une température inférieure à

-140°C

, typiquement entre

-140°C

et

-180°C

, par exemple de l’ordre d’environ -150 à

-160°C

, qui est envoyé (en 7) vers l’outil 4 de décapage ou...