Introduction

L'objectif ultime est de parvenir à un coût de propriété nul pour toute installation, en particulier pour les bras de chargement marins. Mais est-ce un objectif raisonnable ? La réponse logique serait non. Toutefois, en ce qui concerne les installations de chargement, un concept bien pensé permettrait d'atteindre cet objectif. Le transfert de fluides est l'épine dorsale des entreprises qui produisent ou commercialisent ces fluides ou qui fournissent des capacités de stockage.


En fin de compte, c'est le flux de fluides qui permet aux compteurs de continuer à compter et qui génère le flux de trésorerie.

Cet article traitera de la dernière partie de la ligne de transfert de fluides : l'installation de chargement/déchargement ; la partie la plus critique du transfert de fluides entre un réservoir de stockage et un pétrolier.
L'installation de chargement est une partie flexible de la ligne de transfert de liquide car elle doit suivre les mouvements horizontaux et verticaux. Cette flexibilité nécessite l'utilisation de tuyaux de chargement ou de bras de chargement, ce qui est particulièrement vulnérable aux risques, en raison des situations d'urgence, des dysfonctionnements et de l'usure.

 
Bras de chargement maritime

Fig 1 : Bras de chargement marine en opération

Processus de chargement et de déchargement à quai

Le chargement et le déchargement des pétroliers est un processus difficile qui comporte plusieurs risques. Compte tenu de la dynamique inhérente à un navire de transport lors de la connexion et du chargement, il est facile que des accidents se produisent pendant n'importe laquelle des phases opérationnelles.


Les tuyaux de chargement maritime et les bras de chargement maritime sont deux alternatives disponibles pour le transfert de liquides entre un réservoir de stockage et un pétrolier, car ils offrent la flexibilité nécessaire. Les connexions navire-terre réalisées à l'aide de tuyaux offrent une plus grande flexibilité, mais par rapport aux bras de chargement, elles sont sujettes à la casse et à l'usure ; elles ont une durée de vie limitée et nécessitent un fonctionnement relativement peu pratique.
Les tuyaux sont généralement testés et inspectés périodiquement, une ou deux fois par an, et comportent donc un certain coût annuel de possession.

Du point de vue de la sécurité, les dispositifs de déclenchement automatique d'urgence avec déversement "zéro" sont rarement disponibles pour les tuyaux, et aucun n'est à action rapide avec des raccords qui facilitent la vie des opérateurs.

bras de chargement maritime

Fig 2 : Disposition typique d'un quai

Bras de chargement maritime

Fig 3 : Conception moderne avec pantographe

Les connexions réalisées par les bras de chargement marins permettent d'obtenir une connexion totalement rigide, mais avec la possibilité de suivre tous les mouvements du navire en utilisant des joints tournants entre les tuyaux en acier, ce qui résout les inconvénients des tuyaux de chargement. Ils peuvent également être exécutés avec des décrocheurs d'urgence automatiques "sans déversement" et équipés de raccords rapides motorisés pour accroître la sécurité des personnes et protéger l'environnement.


La conception structurelle des bras de chargement marins est un facteur très important lorsqu'on considère l'entretien nécessaire. Le facteur humain qui contribue au coût de possession n'est pas toujours visible, mais il est étroitement lié au confort d'utilisation et à la facilité de maintenance des bras de chargement. Toute difficulté dans les procédures d'exploitation et de maintenance au quotidien aura un impact décisif sur les opérateurs.


Pour accroître la satisfaction au travail et les performances, l'installation et le fonctionnement des bras de chargement et de maintenance doivent être conçus à travers les yeux des opérateurs et du personnel de maintenance et être adaptés à une utilisation par un seul homme. Par exemple, les câbles souples avec pendentifs pour le contrôle régulier du bras de chargement sont à éviter, car ils peuvent provoquer des accidents et sont susceptibles d'être endommagés, entraînant ainsi des mouvements inattendus des bras.

 
Bras de chargement maritime

Fig 4 : pantographe vs. câble métallique

Conception de bras de chargement marins

Il est utile d'examiner en détail la conception des bras de chargement, car il s'agit d'un facteur crucial en matière d'entretien. La simplicité de la conception du bras de chargement, associée à une configuration structurelle optimale, permettra un coût de possession proche de zéro.

 

Équilibrage des contrepoids : liaison rigide ou liaison par câble

Les parties mobiles, appelées bras interne et bras externe, sont équilibrées par des contrepoids (voir figure 3). Les bras de chargement maritimes peuvent avoir deux contrepoids séparés, l'un pour le bras intérieur et l'autre pour le bras extérieur, ou un seul contrepoids rotatif qui est une combinaison des deux. La liaison entre les tubes mobiles du bras de chargement et le contrepoids peut être réalisée au moyen d'un ensemble câble et poulie ou d'un système de pantographe rigide (voir figure 4).
Un système de câbles et de poulies doit être régulièrement inspecté, graissé et retendu, alors qu' avec un système de connexion rigide, l'équilibrage est réglé une fois en usine et jamais plus.

 
bras de chargement maritime

Fig 5 : Bras de charge marine symétrique

Structure autoportante par rapport à un cadre porteur indépendant

Le tuyau transportant le liquide peut être soutenu par une structure qui supporte tout le poids de la ligne de liquide. Cette configuration est complexe et doit être évitée pour toutes les applications autres que les fluides cryogéniques ou extrêmement corrosifs. Les améliorations apportées à la conception des joints tournants ont éliminé la nécessité d'une structure de support séparée, même pour les dimensions extrêmement grandes. Cela signifie que les bras de chargement autoportants peuvent être standard, ce qui constitue une amélioration significative de l'objectif de simplicité.

 

Joints tournants

Les performances des bras de chargement marins dépendent des articulations pivotantes. Les joints tournants modernes à haute performance permettent des années de fonctionnement sans fuite , sans qu'il soit nécessaire de les graisser et de les entretenir régulièrement. Une garantie pluriannuelle, incluant toutes les articulations pivotantes, est essentielle pour atteindre un coût de possession nul.

 

Configuration du bras de chargement maritime

Les bras de chargement marintimes de conception symétrique caractérisés par la structure autoportante recommandée et l'accouplement rigide présentent une excellente fiabilité en raison de la répartition égale des forces dans toute la structure.
(voir figure 5). Avec une maintenance de base limitée à quelques points de lubrification, le temps de fonctionnement est pratiquement de 100% et le coût de possession est pratiquement nulIl est également conseillé de consulter les publications de l' OCIMF.

 

Conclusion

Les bras de chargement marins modernes et symétriques, dotés d'une tringlerie rigide et d'une structure autoportante et exécutés avec des joints tournants haute performance, offrent un coût de possession proche de zéro pour les opérations de transfert de fluides. L'attention supplémentaire portée à un fonctionnement simple et intuitif permettra de minimiser encore les coûts d'exploitation.

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