Domaine technique
[0001] L'invention se rapporte au domaine du stockage et du transport des gaz liquéfiés,
en particulier à des contenants métalliques étanches convenant pour stocker, transférer
ou transporter des fluides froids tels que les gaz liquéfiés.
[0002] L'invention concerne notamment des membranes métalliques étanches pour le transport,
le transfert et le stockage des gaz liquéfiés fabriquées à partir de tôles métalliques
soudées ensemble de manière étanche.
Arrière-plan technologique
[0003] Des cuves étanches et thermiquement isolantes à membranes métalliques étanches sont
notamment employées pour le stockage de gaz naturel liquéfié (GNL), pouvant être stocké
à pression atmosphérique à environ -162°C. Ces cuves peuvent être installées à terre
ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d'un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée
au transport de gaz naturel liquéfié ou à recevoir du gaz naturel liquéfié servant
de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
[0004] Afin de limiter les contraintes d'origine thermique dans une telle membrane métallique
étanche, il est courant d'utiliser des alliages à forte teneur en Nickel connus sous
le nom Invar® et qui présentent un coefficient de dilatation thermique remarquablement
faible. Toutefois, la proportion élevée de Nickel rend ces alliages relativement coûteux.
De plus, la soudabilité de ces alliages sur d'autres métaux ne donne pas toujours
satisfaction, notamment en termes de tenue mécanique des soudures hétérogènes.
[0006] Cependant, ces alliages ne donnent pas entière satisfaction.
[0007] En effet, même s'ils sont satisfaisants d'un point de vue de leur coefficient de
dilatation thermique et de leur résilience à température ambiante et à température
cryogénique (- 196°C), les inventeurs de la présente invention ont constaté qu'ils
présentaient une sensibilité à la fissuration à chaud plus élevée que les alliages
actuels Invar® et acier inoxydable 304L.
[0008] Par ailleurs, les inventeurs de la présente invention ont également observé que ces
aciers présentaient une sensibilité à la corrosion élevée. Or, une bonne résistance
à la corrosion est importante pour les applications mentionnées ci-dessus, en particulier
dans le cas de bandes minces, notamment afin de limiter les risques de rupture en
fatigue ou de rupture sous contrainte des pièces et structures fabriquées à partir
de ces alliages.
[0009] Une bonne résistance à la corrosion est particulièrement importante dans le cadre
des pièces et assemblages prévus pour le stockage et le transport de gaz liquéfiés.
En effet, ces pièces et assemblages peuvent être soumis à une corrosion atmosphérique
relativement importante dans la mesure où les chantiers de construction des navires
de transport de gaz liquéfiés intégrant de telles pièces et assemblages, ainsi que
les sites de montage des tubes de transport de gaz liquéfiés sont généralement situés
en bord de mer. Or, une corrosion sur une profondeur supérieure à une profondeur critique
augmente le risque de rupture en fatigue, liée notamment aux refroidissements et réchauffages
cycliques, ou de rupture sous contrainte des pièces et structures fabriquées à partir
de ces alliages. Ces alliages ne sont donc pas entièrement satisfaisants pour les
applications mentionnées ci-dessus.
Résumé
[0010] Une idée à la base de l'invention est d'employer, dans des applications de stockage
et de transport des gaz liquéfiés, des tôles faites d'alliages qui présentent une
haute teneur en manganèse, suffisante pour remplacer le Nickel en tant que stabilisateur
de la phase austénitique à basse température, et qui présentent d'autres propriétés
satisfaisantes pour ces applications.
[0011] Une autre idée à la base de l'invention est de satisfaire des exigences cumulées
relatives à :
- la faible contraction thermique lors du refroidissement depuis la température ambiante
- la stabilité de la phase austénitique en service, pour conserver la ductilité à basse
température,
- la résistance à la corrosion,
- la soudabilité, y compris en soudure hétérogène avec les aciers au carbone et aciers
inoxydables,
- la tenue mécanique des soudures et donc l'absence de fissuration à chaud,
- la résilience à froid,
- la tenue mécanique en fatigue et en cyclage thermique.
[0013] Selon des modes de réalisation particuliers, l'alliage comprend une ou plusieurs
des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s)
techniquement possible(s) :
- La teneur en chrome est comprise entre 8,5% et 11,5% en poids.
- La teneur en nickel est comprise entre 0,5% et 2,5% en poids.
- La teneur en azote comprise entre 0,15% et 0,25% en poids.
- Les terres rares comprennent un ou plusieurs éléments choisis parmi : le lanthane,
le cérium, l'yttrium, le praséodyme, le néodyme, le samarium et l'ytterbium .
- L'alliage fer-manganèse tel que décrit ci-dessus présente un coefficient moyen de
dilatation thermique CTE entre -180°C et 0°C inférieur ou égal à 8,5.10-6/°C.
- L'alliage à base de fer-manganèse tel que décrit ci-dessus présente une température
de Néel TNéel supérieure ou égale à 40°C.
- L'alliage à base de fer-manganèse tel que décrit ci-dessus présente, lorsqu'il est
élaboré en bande mince d'épaisseur inférieure ou égale à 3 mm, l'une au moins parmi
les caractéristiques suivantes :
- une résilience KCV sur éprouvette réduite de 3 mm d'épaisseur et à température cryogénique
(-196°C) supérieure ou égale à 80 J/cm2, et par exemple supérieure ou égale à 100 J/cm2
- une limite d'élasticité Rp0,2 à -196°C supérieure ou égale à 700 MPa ;
- une limite d'élasticité Rp0,2 à température ambiante (20°C) supérieure ou égale à 300 MPa.
- L'alliage à base de fer-manganèse tel que décrit ci-dessus est austénitique à température
cryogénique et à température ambiante.
[0014] Dans ces alliages, la fonction des différents éléments chimiques peut être schématisée
comme suit.
[0015] Le manganèse Mn favorise la ductilité en stabilisant la phase austénitique déformable
à froid. Il favorise donc le durcissement par maclage sans perte de ductilité, ce
qui se traduit par un grand allongement à la rupture.
[0016] Le Chrome Cr garantie la tenue à la corrosion atmosphérique. En combinaison avec
l'azote, il permet l'obtention d'une couche de passivation superficielle. La teneur
doit cependant être limitée pour éviter la formation d'une phase indésirable (phase
sigma).
[0017] Optionnellement, une petite quantité de nickel Ni peut être utilisée pour aussi stabiliser
la phase austénitique à basse température, par exemple à - 163°C, et assurer ainsi
l'absence de transition de phase avec le refroidissement et l'écrouissage.
[0018] L'azote N joue un rôle de stabilisateur de la phase austénitique et aussi de protection
contre la corrosion. De préférence, l'indice de résistance à la piqûration ou PREN
(pour
pitting resistance number) de l'alliage est compris entre 11 et 15. On rappelle la définition de cet indice
:
où [X] désigne la fraction massique de l'élément chimique X exprimée en pourcentage.
[0019] La carbone C doit rester en petites quantités compte tenu de son affinité avec le
chrome qui risque de produire une précipitation de carbures. Le durcissement induit
par le carbone peut aussi s'avérer défavorable à la soudabilité. Il favorise cependant
la tenue mécanique, augmente la limite élastique Re et la charge à la rupture Rm.
[0020] Le silicium Si résulte de l'élaboration et doit être limité pour préserver la soudabilité.
Il joue cependant un rôle stabilisateur.
[0021] Les éléments métalliques tels que les terres rares, en particulier le cérium Ce et
le lanthane La et l'yttrium Y, améliorent de manière remarquable la soudabilité de
l'alliage.
[0022] Un tel alliage est un acier austénitique à haut manganèse. Il s'agit d'un alliage
austénitique à température ambiante et à température cryogénique (-196°C).
[0023] Par éléments résiduels résultant de l'élaboration, on entend des éléments qui sont
présents dans les matières premières utilisées pour élaborer l'alliage ou qui proviennent
des appareils utilisés pour son élaboration, et par exemple des réfractaires des fours.
Ces éléments résiduels n'ont pas d'effet métallurgique sur l'alliage.
[0024] Les éléments résiduels comprennent notamment un ou plusieurs éléments choisis parmi
: le carbone (C), l'aluminium (Al), le sélénium (Se), le soufre (S), le phosphore
(P), l'oxygène (O), le cobalt (Co), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), l'étain (Sn),
le niobium (Nb), le vanadium (V), le titane (Ti) et le plomb (Pb).
[0025] Pour chacun des éléments résiduels listés ci-dessus, les teneurs maximales sont,
de préférence, choisies de la manière suivante, en poids :
C ≤ 0,05% en poids, et de préférence C ≤ 0,035% en poids,
Al ≤ 0,02% en poids, et de préférence Al ≤ 0,005% en poids,
Se ≤ 0,02% en poids, et de préférence Se ≤ 0,01% en poids, encore plus avantageusement
Se ≤ 0,005% en poids,
S ≤ 0,005% en poids, et de préférence S ≤ 0,001 % en poids
P ≤ 0,04% en poids, et de préférence P ≤ 0,02% en poids
O ≤ 0,005% en poids, et de préférence O ≤ 0,002% en poids
Co, Cu, Mo ≤ 0,2% en poids chacun
Sn, Nb, V, Ti ≤ 0,02% en poids chacun
Pb ≤ 0,001% en poids.
[0026] En particulier, la teneur en sélénium est limitée selon les plages mentionnées ci-dessus
dans le but d'éviter des problèmes de fissuration à chaud qui pourraient résulter
d'une présence de sélénium trop élevée dans l'alliage. De manière avantageuse, la
fraction massique de l'élément chimique Se est inférieure à 10ppm, de préférence inférieure
à 5ppm, dans l'alliage à base de fer-manganèse.
[0027] L'alliage à base de fer-manganèse présente en particulier :
- un coefficient moyen de dilatation thermique CTE entre -180°C et 0°C inférieur ou
égal à 8,5.10-6/°C ; et
- une température de Néel TNéel supérieure ou égale à 40°C,
et, lorsqu'il est élaboré en bande mince d'épaisseur inférieure ou égale à 3 mm,
- une résilience KCV sur éprouvette réduite de 3 mm d'épaisseur et à température cryogénique
(-196°C) supérieure ou égale à 80 J/cm2, et par exemple supérieure ou égale à 100 J/cm2 ;
- une limite d'élasticité Rp0,2 à -196°C supérieure ou égale à 700 MPa ; et
- une limite d'élasticité Rp0,2 à température ambiante (20°C) supérieure ou égale à 300 MPa.
[0028] Par conséquent, cet alliage présente des propriétés de dilatation thermique, de résilience
et de résistance mécanique satisfaisantes pour son utilisation pour les applications
mentionnées précédemment, notamment à température cryogénique, telles que par exemple
le transport et le stockage de fluides cryogéniques.
[0029] L'alliage à base de fer-manganèse présente en outre une résistance à la corrosion
caractérisée par un courant critique de corrosion en milieu H
2SO
4 (2 mol.l
-1) strictement inférieur à 230mA/cm
2 et un potentiel de piqûre V en milieu NaCl (0,02 mol.l
-1) strictement supérieur à 40mV, le potentiel de piqûre étant déterminé par référence
à un potentiel de référence, l'électrode à hydrogène (ENH). L'alliage à base de fer-manganèse
présente ainsi une résistance à la corrosion supérieure ou égale à celle de l'Invar®-M93.
On note dans ce contexte que l'Invar®-M93 est un matériau habituellement utilisé dans
le cadre des applications mentionnées précédemment, notamment à température cryogénique.
[0030] L'alliage à base de fer-manganèse présente également une soudabilité satisfaisante,
et notamment une bonne tenue à la fissuration à chaud. En particulier, comme cela
est expliqué ci-dessous, il présente une longueur de fissures inférieure ou égale
à 7 mm lors d'un essai Varestraint pour 3% de déformation plastique. Par conséquent,
l'alliage à base de fer-manganèse présente une tenue à la fissuration très supérieure
à celle observée pour les alliages Fe-Mn antérieurs.
[0031] Plus particulièrement, dans l'alliage à base de fer-manganèse, le manganèse, à une
teneur inférieure ou égale à 32,0% en poids permet d'obtenir un coefficient moyen
de dilatation thermique inférieur à 8,5.10-6/°C entre -180°C et 0°C. Ce coefficient
de dilatation thermique est satisfaisant pour l'utilisation de l'alliage dans le cadre
des applications envisagées, et en particulier dans le cadre d'applications cryogéniques.
[0032] Par ailleurs, la teneur en manganèse supérieure ou égale à 25,0% en poids, associée
à une teneur en chrome inférieure ou égale à 14,0% en poids permet d'obtenir une bonne
stabilité dimensionnelle de l'alliage à température ambiante et à température cryogénique
(-196°C). En particulier, la température de Néel de l'alliage est alors strictement
supérieure à 40°C, et ne risque pas d'être atteinte aux températures habituelles d'utilisation
de l'alliage. Or, une utilisation de l'alliage à des températures supérieures à la
température de Néel risque de générer des variations importantes de dilatation des
pièces et assemblages soudés à température ambiante. En effet, le coefficient de dilatation
de l'acier à haut manganèse décrit ci-dessus est de l'ordre de 8.10
-6/°C à des températures inférieures ou égales à la température de Néel, alors qu'il
est de l'ordre de 16.10
-6/°C pour des températures supérieures à la température de Néel.
[0033] Le chrome à une teneur inférieure ou égale à 14,0% en poids permet d'obtenir une
bonne résilience KCV sur éprouvette réduite de 3 mm d'épaisseur et à température cryogénique
(-196°C), et en particulier une résilience KCV à -196°C supérieure ou égale à 50 J/cm
2. Au contraire, les inventeurs ont constaté qu'une teneur en chrome strictement supérieure
à 14,0% en poids risque de résulter en une trop grande fragilité de l'alliage à température
cryogénique.
[0034] Par ailleurs, à une teneur supérieure ou égale à 7,0% en poids, le chrome permet
d'obtenir une bonne soudabilité de l'alliage. Les inventeurs ont constaté que la soudabilité
tend à se dégrader pour des teneurs en chrome strictement inférieures à 7,0% en poids.
Le chrome contribue également à améliorer la résistance à la corrosion de l'alliage.
[0035] De préférence, la teneur en chrome est comprise entre 8,5% et 11,5% en poids. Une
teneur en chrome comprise dans cette plage aboutit à un compromis encore meilleur
entre une température de Néel élevée et une tenue à la corrosion élevée.
[0036] Le nickel à une teneur inférieure ou égale à 2,5% en poids permet d'obtenir un coefficient
moyen de dilatation thermique entre -180°C et 0°C inférieur ou égal à 8,5.10
-6°/C. Ce coefficient de dilatation thermique est satisfaisant pour l'utilisation de
l'alliage dans le cadre des applications envisagées, et notamment des applications
cryogéniques mentionnées précédemment. Au contraire, les inventeurs ont constaté que
le coefficient de dilatation thermique risque de se dégrader pour des teneurs en nickel
strictement supérieures à 2,5% en poids.
[0037] De préférence, la teneur en nickel est comprise entre 0,5% et 2,5% en poids. En effet,
une teneur en nickel supérieure ou égale à 0,5% en poids permet d'améliorer encore
la résilience de l'alliage à température cryogénique (-196°C).
[0038] L'azote, à des teneurs supérieures ou égales à 0,05% en poids, contribue à améliorer
la tenue à la corrosion. Cependant, sa teneur est limitée à 0,30% en poids afin de
conserver une soudabilité et une résilience à température cryogénique (-196°C) satisfaisantes.
[0039] De préférence, la teneur en azote est comprise entre 0,15% et 0,25% en poids. Une
teneur en azote comprise dans cette plage permet d'obtenir un compromis encore meilleur
entre les propriétés mécaniques et la tenue à la corrosion.
[0040] Le silicium, présent dans l'alliage à une teneur comprise entre 0,1% et 0,5% en poids
agit comme désoxydant dans l'alliage.
[0041] L'alliage comprend, à titre optionnel, des terres rares à une teneur comprise entre
0,010% et 0,14% en poids. Les terres rares sont, de préférence, choisies parmi l'yttrium
(Y), le cérium (Ce), le lantane (La), le praséodyme (Pr), le néodyme (Nd), le samarium
(Sm) et l'ytterbium (Yb) ou les mélanges d'un ou plusieurs de ces éléments. Selon
un exemple particulier, les terres rares comprennent un mélange de cérium et de lanthane
ou de l'yttrium, utilisé seul ou mélangé avec du cérium et du lanthane.
[0042] En particulier, les terres rares consistent en du lanthane et/ou de l'yttrium, la
somme des teneurs en lanthane et en yttrium étant comprise entre 0,010% et 0,14% en
poids.
[0043] En variante, les terres rares consistent en du cérium, la teneur en cérium étant
comprise entre 0,010% et 0,14% en poids.
[0044] De préférence, la fraction massique cumulée du ou des éléments métalliques choisis
parmi Ce et La est comprise entre 100ppm et 200ppm dans l'alliage à base de fer-manganèse.
[0045] En variante, les terres rares consistent en un mélange de lanthane, d'yttrium, de
néodyme et de praséodyme, la sommes des teneurs en lanthane, yttrium, néodyme et praséodyme
étant comprise entre 0,010% et 0,14% en poids. Dans ce cas, on ajoute les terres rares
par exemple sous la forme de Mischmetal à une teneur comprise entre 0,010% et 0,14%
en poids. Le Mischmetal contient du lanthane, de l'yttrium, du néodyme et du praséodyme
dans les proportions suivantes : Ce : 50%, La : 25%, Nd : 20% et Pr : 5%.
[0046] La présence de terres rares, et plus particulièrement d'un mélange de cérium et de
lanthane ou d'yttrium, aux teneurs indiquées ci-dessus permet d'obtenir un alliage
présentant une très bonne tenue à la fissuration à chaud, et, par conséquent, une
soudabilité encore améliorée.
[0047] A titre d'exemple, la teneur en terres rares est comprise entre 150 ppm et 800 ppm.
[0048] Avantageusement, l'alliage à base de fer-manganèse présente :
- un coefficient de dilatation thermique inférieur à 9,5.10-6 K-1 en valeur moyenne sur une plage de température comprise entre 0°C et - 180°C, de
préférence inférieur à 8,5.10-6 K-1,
- une température de Néel TNéel supérieure ou égale à 40°C,
et, lorsqu'il est élaboré en bande mince d'épaisseur inférieure ou égale à 3 mm,
- une résilience sur éprouvette réduite de 3 mm d'épaisseur à -196°C supérieure à 80
J/cm2, de préférence supérieure à 100 J/cm2,
- une limite élastique Rp0,2 supérieure à 700 MPa à -196°C,
- une charge à la rupture Rm supérieure ou égale à 1000 MPa à -163°C
- un allongement à la rupture supérieur à 40% à -163°C
- et une limite d'élasticité Rp0,2 à température ambiante (20°C) supérieure ou égale à 300 MPa.
[0049] L'élaboration de l'alliage à base de fer-manganèse peut impliquer les étapes qui
vont être maintenant décrites
[0050] A titre d'exemple, il est élaboré dans un four électrique à arc, puis est affiné
en poche par des méthodes habituelles (décarburation, désoxydation et désulfuration),
qui peuvent notamment comprendre une étape de mise sous pression réduite. En variante,
l'alliage à base de fer-manganèse est élaboré en four sous vide à partir de matières
premières à bas résiduels.
[0051] On fabrique ensuite, par exemple, des bandes à chaud ou à froid à partir de l'alliage
ainsi élaboré.
[0052] A titre d'exemple, on utilise le procédé suivant pour fabriquer de telles bandes
à chaud ou à froid.
[0053] On coule l'alliage sous forme de demi-produits tels que des lingots, des électrodes
de refusion, des brames, notamment des brames minces d'épaisseur inférieure à 200
mm, en particulier obtenues par coulée continue, ou des billettes.
[0054] Lorsque l'alliage est coulé sous forme d'électrode de refusion, celle-ci est avantageusement
refondue sous vide ou sous laitier électro-conducteur afin d'obtenir une meilleure
pureté et des demi-produits plus homogènes.
[0055] Le demi-produit ainsi obtenu est ensuite laminé à chaud à une température comprise
entre 950°C et 1220°C pour obtenir une bande à chaud.
[0056] L'épaisseur de la bande à chaud est notamment comprise entre 2 mm et 6,5 mm.
[0057] Selon un mode de réalisation, le laminage à chaud est précédé d'un traitement thermique
d'homogénéisation chimique à une température comprise entre 950°C et 1220°C pendant
une durée comprise entre 30 minutes à 24 heures. Le procédé d'homogénéisation chimique
est notamment réalisé sur la brame, en particulier la brame mince.
[0058] La bande à chaud est refroidie à température ambiante pour former une bande refroidie,
puis enroulée en bobines.
[0059] Optionnellement, la bande refroidie est ensuite laminée à froid pour obtenir une
bande à froid présentant une épaisseur finale avantageusement comprise entre 0,5 mm
et 2 mm. Le laminage à froid est effectué en une passe ou en plusieurs passes successives.
[0060] A l'épaisseur finale, la bande à froid est, optionnellement, soumise à un traitement
thermique de recristallisation dans un four statique pendant une durée allant de 10
minutes à plusieurs heures et à une température supérieure à 700°C. En variante, elle
est soumise à un traitement thermique de recristallisation dans un four de recuit
continu pendant une durée allant de quelques secondes à 1 minute environ, à une température
supérieure à 900°C dans la zone de maintien du four, et sous atmosphère protégée de
type N
2/H
2 (30%/70%) avec une température de givre comprise entre -50°C et -15°C. La température
de givre définit la pression partielle de vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère
de traitement thermique.
[0061] Un traitement thermique de recristallisation peut être réalisé, dans les mêmes conditions,
en cours de laminage à froid, à une épaisseur intermédiaire entre l'épaisseur initiale
(correspondant à l'épaisseur de la bande à chaud) et l'épaisseur finale. L'épaisseur
intermédiaire est par exemple choisie égale à 1,5 mm lorsque l'épaisseur finale de
la bande à froid est de 0,7 mm.
[0062] La méthode d'élaboration de l'alliage et de fabrication de bandes à chaud et à froid
en cet alliage sont données uniquement à titre d'exemple.
[0063] En particulier, la bande présente une épaisseur inférieure ou égale à 6,5 mm, et
de préférence inférieure ou égale à 3 mm.
[0064] Une telle bande est par exemple une bande à froid fabriquée par le procédé décrit
ci-dessus ou une bande à chaud obtenue à l'issue de l'étape de laminage à chaud du
procédé décrit ci-dessus.
[0065] Le laminage à froid peut être réalisé en une ou plusieurs étapes, chacune pouvant
être éventuellement suivie d'un recuit de recristallisation afin de régler la taille
des grains de microstructure. Les recuits de recristallisation lors des étapes de
laminage à froid permettent de régler la limite élastique et d'améliorer la soudabilité.
Exemples 1
[0066] Des alliages A, B, C et D sont préparés en faisant varier la teneur de certains constituants,
comme indiqué dans le tableau 1. Le tableau 2 indique les propriétés physiques mesurées
pour ces alliages. La phase après refroidissement est déterminée par analyse microstructurale.
γ désigne la phase austénitique et ε désigne la phase martensitique. La charge à la
rupture à -163°C Rm, la limite élastique à -163°C Rp
0,2 et l'allongement à rupture à -163°C A sont déterminés par des essais de traction.
La résilience est mesurée à l'aide d'une éprouvette Charpy.
[0067] Ces mesures montrent que les alliages C et D présentent des propriétés très avantageuses
pour une application de confinement de liquide cryogénique tel qu'un gaz liquéfié.
[0068] Des essais Varestraint ont en outre été réalisés pour les alliages B, C et D et ont
démontré l'absence de risque de fissuration à chaud.
Tableau 1
Composition |
%Mn |
%Cr |
%Ni |
N |
A |
18 |
10 |
2 |
0,1 |
B |
24 |
10 |
2 |
0,1 |
C |
30 |
10 |
2 |
0,1 |
D |
28 |
10,5 |
2 |
0,2 |
Tableau 2
Composition |
Phase après refroidissement |
Dilatation thermique de - 180°C à 0°C α (10-6 K-1) |
Charge à la rupture à -163°C Rm (MPa) |
Limite élastique à -163°C Rp0.2 (MPa) |
Allongement à rupture à -163°C A (%) |
Résilience à -196°C (J/cm2) |
A |
γ +10% ε |
6,3 |
1029 |
300 |
79 |
208 |
B |
γ +2% ε |
7,4 |
1040 |
438 |
58 |
120 |
C |
γ |
7,5 |
980 |
495 |
79 |
140 |
D |
γ |
8 |
1100 |
500 |
45 |
110 |
[0069] Les propriétés mécaniques Rm, Rp
0,2 et A sont données ici à titre de comparaison pour une taille de grain identique dans
tous les alliages. Ces propriétés peuvent être modifiées par traitement thermique.
Exemple 2
[0070] Un alliage est préparé avec la composition indiquée dans le tableau 3 (fractions
massiques) :
Tableau 3
Mn |
Cr |
Ni |
Si |
N |
S (ppm) |
C (ppm) |
Ce (ppm) |
La (ppm) |
28,7 |
10,4 |
1,91 |
0,282 |
0,181 |
50 |
220 |
81 |
80 |
[0071] La tôle initiale obtenue avec 3,5mm d'épaisseur est laminée à froid jusqu'à 1mm.
Un traitement de recristallisation de 10 min à 850°C permet d'obtenir une taille de
grain très petite (4µm) et une limite élastique très élevée, autour de 500MPa. Il
se produit un palier d'écoulement susceptible d'engendrer des défauts de répétabilité
des formes lors du formage des membranes. Les paramètres du recuit de recristallisation
sont investigués pour moduler la taille de grains. Les tailles de grains correspondantes
G sont rassemblées dans le tableau 4, mesurées selon la norme ASTM E112-10.
Tableau 4
Temps de recuit à 1000°C (min) |
5 |
20 |
45 |
60 |
G (ASTM E112) |
8 |
7,5 |
7 |
6,5 |
[0072] La tenue mécanique d'une soudure homogène entre deux pièces réalisées en l'alliage
fer-manganèse ou d'une soudure hétérogène entre une pièce réalisée en l'alliage fer-manganèse
et une pièce réalisée dans un alliage différent, et notamment en acier inoxydable
304L et en Invar® M93, a été investiguée par des essais de traction. Ces essais ont
été réalisés en utilisant l'alliage selon l'exemple 16 du tableau 6 en tant qu'alliage
fer-manganèse.
[0073] Plus particulièrement, on a réalisé des soudures homogènes en soudant entre eux en
bout à bout deux coupons prélevés dans une bande réalisée dans l'alliage fer-manganèse
selon l'exemple 16 du tableau 6. On a également réalisé des soudures hétérogènes en
soudant en bout à bout un coupon prélevé dans une bande réalisée dans l'alliage selon
l'exemple 16 du tableau 6 à un coupon prélevé dans une bande réalisée en Invar® M93
ou à un coupon prélevé dans une bande réalisée en acier inoxydable 304L.
[0074] Par ailleurs, on a réalisé, à titre de comparaison, des soudures homogènes en soudant
entre eux en bout à bout deux coupons prélevés dans des bandes réalisées en Invar®
M93 et des soudures hétérogènes en soudant entre eux en bout à bout un coupon prélevé
dans une bande réalisée en Invar® M93 et un coupon prélevé dans une bande réalisée
en acier inoxydable 304L.
[0075] Les résultats sont présentés dans le tableau 5.
Tableau 5 : Résultats des essais de traction
Nature de l'assemblage soudé bout à bout |
exemple 16-exemple 16 |
Exemple 16-Inox 304L |
Exemple16 -Invar M93 |
Invar M93 - Invar M93 |
Inox 304L-Invar M93 |
Résistance mécanique à la rupture de l'assemblage soudé à 25°C (MPa) |
615 |
475 |
425 |
410 |
330 |
[0076] Les essais de traction ont été réalisés à température ambiante comme il est d'usage
pour les essais de qualification de soudage.
[0077] Ces essais montrent que l'alliage à base de fer-manganèse présente une soudabilité
satisfaisante avec l'acier inoxydable et l'Invar®.
Exemples 3
[0078] Les inventeurs ont réalisé des coulées de laboratoire d'alliages présentant des compositions
telles que définies ci-dessus, ainsi que d'alliages comparatifs, présentant des compositions
différentes de la composition décrite ci-dessus.
[0079] Ces alliages ont été élaborés sous vide, puis transformés à chaud par laminage pour
obtenir des bandes de dimensions 35 mm de largeur et 4 mm d'épaisseur.
[0080] Ces bandes ont ensuite été usinées pour obtenir une surface dénuée d'oxydation à
chaud.
[0081] Les compositions d'alliage de chacune des bandes testées sont exposées dans le tableau
6 ci-après.
[0082] Les inventeurs ont réalisé sur les bandes obtenues des essais Varestraint suivant
la norme européenne FD CEN ISO/TR 17641-3 sous 3,2% de déformation plastique afin
d'évaluer leur tenue à la fissuration à chaud. Ils ont mesuré la longueur totale de
fissures développées durant l'essai, et ont classé les bandes en trois catégories
:
- les bandes présentant, à l'issue de l'essai, une longueur totale de fissures inférieure
ou égale à 2 mm ont été considérées comme présentant une excellente tenue à la fissuration
à chaud,
- les bandes présentant, à l'issue de l'essai, une longueur totale de fissures comprise
entre 2 mm et 7 mm ont été considérées comme présentant une bonne tenue à la fissuration
à chaud, tandis que
- les bandes présentant une longueur totale de fissures strictement supérieure à 7 mm
ont été considérées comme présentant une tenue à la fissuration à chaud insuffisante.
[0083] Les résultats de ces essais sont exposés dans la colonne intitulée «Essais Varestraint
» du tableau 1 ci-après. Dans cette colonne, on a noté :
« 1 » : les bandes présentant une excellente tenue à la fissuration à chaud ;
« 2 » : les bandes présentant une bonne tenue à la fissuration à chaud ;
« 3 » : les bandes présentant une tenue à la fissuration à chaud insuffisante.
[0084] La tenue à la fissuration à chaud constitue un aspect important de la soudabilité
d'un alliage, la soudabilité étant d'autant meilleure que la tenue à la fissuration
est importante.
[0085] Les inventeurs ont également testé la tenue à la corrosion par la réalisation d'essais
potentiométriques. A cet effet, ils ont réalisé les tests suivants :
- évaluation de la corrosion généralisée par mesure du courant critique de corrosion
Jacier Mn en milieu H2SO4 (2 mol.l-1) et comparaison de ce courant à celui mesuré pour des bandes en Invar®-M93 (JInvar M93 ∼ 230mA/cm2) ;
- évaluation de la corrosion localisée par mesure du potentiel de piqûre V en milieu
NaCl (0,02 mol.l-1) et comparaison de ce potentiel V avec celui de l'Invar®-M93 (VInvar M93/EENH ∼ 40mV), où EENH est le potentiel de référence par rapport à l'électrode à hydrogène.
[0087] Si J
acier Mn < J
Invar M93 et V
acier Mn/E
ENH > V
Invar M93/E
ENH, l'acier testé est jugé plus résistant à la corrosion que l'Invar M93.
[0088] Si J
acier Mn > J
Invar M93 OU V
acier Mn / E
ENH < V
Invar M93/E
ENH, l'acier testé est jugé moins résistant à la corrosion que l'Invar®-M93.
[0089] Les résultats de ces tests sont résumés dans la colonne intitulée « Tenue à la corrosion»
du tableau 6 ci-après. Dans cette colonne :
- la mention « > Invar » correspond à des bandes pour lesquelles Jacier Mn < JInvar M93 et Vacier Mn/EENH > VInvar M93/EENH ;
- la mention « < Invar » correspond à des bandes pour lesquelles Jacier Mn > JInvar M93 ou Vacier Mn / EENH < VInvar M93/EENH ; et
- la mention « ∼ Invar » correspond à des bandes pour lesquelles Jacier Mn ≈ JInvar M93 ou Vacier Mn / EENH ≈ VInvar M93/EENH.
[0090] Les inventeurs ont également réalisé des essais de résilience à -196°C sur éprouvette
réduite (épaisseur ∼ 3,5mm) et mesuré l'énergie de rupture par choc de la bande (notée
KCV), conformément à la norme NF EN ISO 148-1. L'énergie de rupture est exprimée en
J/cm
2. Elle traduit la résilience de la bande. Les résultats de ces tests sont résumés
dans la colonne intitulée « KCV à -196°C » du tableau 1 ci-après.
[0091] Les inventeurs ont également réalisé des essais dilatométriques :
- de -180°C à 0°C afin de déterminer le coefficient moyen de dilatation thermique de
l'alliage ; et
- de 20°C à 500°C afin de déterminer la température de Néel TNéel de l'alliage. La température de Néel correspond à la température au-dessus de laquelle
un matériau antiferromagnétique devient paramagnétique.
[0092] Plus particulièrement, le coefficient moyen de dilatation thermique est déterminé
en mesurant la variation de longueur en micromètres entre -180°C et 0°C d'une éprouvette
de longueur 50 mm à 0°C. Le coefficient moyen de dilatation thermique est alors obtenu
par application de la formule suivante:
où
L0 -
L1 représente la variation de longueur en micromètres entre 0°C et -180°C, L
0 représente la longueur de l'éprouvette à 0°C, T
0 est égale à 0°C et T
1 est égale à -180°C.
[0093] La température de Néel est déterminée en mesurant L(T), où L est la longueur de l'échantillon
à la température T, puis en calculant la pente dL/dT. La température de Néel correspond
à la température de changement de pente de cette courbe.
[0094] Les résultats de ces essais sont indiqués respectivement dans les colonnes intitulées
« CTE [-180°C à 0°C] » et « T
Néel » du tableau 1 ci-après.
[0095] Enfin, les inventeurs ont réalisé des essais mécaniques par traction plane à -196°C
pour mesurer la limite élastique à 0,2% d'allongement Rp
0,2 à -196°C. Les résultats de ces essais sont résumés dans la colonne intitulée « Rp
0,2 à -196°C » du tableau 1 ci-après.
Tableau 6 : Compositions d'alliages et résultats des essais
N° |
Fe |
Mn |
Cr |
Ni |
N |
Ce +La |
Y |
Si |
C |
Al |
Se S P O |
Autres |
Essai Varestraint |
Tenue à la corrosion |
KCV à -196°C (J/cm2) |
TNéel (°C) |
CTE [-180°C à (10-6/°C) |
Rp0,2 à -196°C (Mpa) |
1 |
Bal. |
25,0 |
3,6 |
0,18 |
mini |
mini |
mini |
0,30 |
0,4 |
mini |
mini |
mini |
3 |
< Invar |
n.d. |
n.d. |
n.d. |
n.d. |
2 |
Bal. |
25,0 |
3,6 |
0,18 |
mini |
mini |
mini |
0,30 |
mini |
mini |
mini |
mini |
3 |
< Invar |
n.d. |
n.d. |
n.d. |
n.d. |
3 |
Bal. |
23,0 |
6,5 |
0,18 |
mini |
mini |
mini |
0,28 |
0,45 |
mini |
mini |
mini |
3 |
< Invar |
n.d. |
58 |
n.d. |
n.d. |
4 |
Bal. |
23,0 |
6,5 |
0,18 |
mini |
mini |
mini |
0,28 |
mini |
mini |
mini |
mini |
3 |
< Invar |
n.d. |
60 |
n.d. |
n.d. |
5 |
Bal. |
28,0 |
6,5 |
2,1 |
0,1 |
mini |
mini |
0,25 |
mini |
mini |
mini |
mini |
3 |
> Invar |
120 |
88 |
8,5 |
710 |
6 |
Bal. |
28.0 |
8,0 |
2,1 |
0,1 |
mini |
mini |
0,25 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
> Invar |
122 |
72 |
8,4 |
740 |
7 |
Bal. |
28,0 |
10,2 |
1,8 |
mini |
mini |
mini |
0,30 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
< Invar |
n.d. |
n.d. |
n.d. |
n.d. |
8 |
Bal. |
28.0 |
10,2 |
1-8 |
0,1 |
mini |
mini |
0,30 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
> Invar |
125 |
62 |
8,3 |
760 |
9 |
Bal. |
28,0 |
12,1 |
1,8 |
0,35 |
mini |
mini |
0,30 |
mini |
mini |
mini |
mini |
3 |
> Invar |
< 50 |
52 |
8,3 |
1220 |
10 |
Bal. |
28,0 |
13.5 |
2,0 |
0,1 |
mini |
mini |
0,28 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
> Invar |
120 |
42 |
8,3 |
815 |
11 |
Bal. |
28,0 |
16,0 |
2,0 |
0,1 |
mini |
mini |
0,28 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
> Invar |
< 50 |
< 40 |
9,2 |
1260 |
12 |
Bal. |
27,8 |
10,1 |
0-3 |
0.15 |
mini |
mini |
0,26 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
> Invar |
120 |
75 |
7,7 |
880 |
13 |
Bal. |
27,8 |
10,1 |
2,8 |
0,15 |
mini |
mini |
0,26 |
mini |
mini |
mini |
mini |
2 |
> Invar |
n.d. |
n.d. |
8,8 |
875 |
14 |
Bal. |
22,0 |
9,9 |
2,0 |
0,15 |
0,015 |
mini |
0,20 |
mini |
mini |
mini |
mini |
1 |
> Invar |
115 |
< 40 |
8,1 |
690 |
15 |
Bal. |
25,5 |
9,9 |
2,0 |
0,15 |
0.035 |
mini |
0,20 |
mini |
mini |
mini |
mini |
1 |
> Invar |
122 |
51 |
8,3 |
815 |
16 |
Bal. |
28.0 |
10,0 |
1,8 |
0.15 |
0,050 |
mini |
0,25 |
mini |
mini |
mini |
mini |
1 |
> Invar |
95 |
61 |
8,3 |
880 |
17 |
Bal. |
31,5 |
10,0 |
1-8 |
0,15 |
0,075 |
mini |
0,25 |
mini |
mini |
mini |
mini |
1 |
> Invar |
105 |
70 |
8,4 |
1020 |
18 |
Bal. |
31,5 |
10,0 |
1,8 |
0,15 |
0,150 |
mini |
0,25 |
mini |
mini |
mini |
mini |
3 |
> Invar |
95 |
72 |
8,4 |
990 |
19 |
Bal. |
28,0 |
9,5 |
1,9 |
0,2 |
mini |
0,040 |
0,24 |
mini |
mini |
mini |
mini |
1 |
> Invar |
100 |
63 |
8,3 |
1010 |
20 |
Bal. |
28,0 |
9,5 |
1,9 |
0,2 |
mini |
0,080 |
0,24 |
mini |
mini |
mini |
mini |
1 |
> Invar |
105 |
64 |
8,4 |
980 |
21 |
Bal. |
28,0 |
9,5 |
1,9 |
0,2 |
mini |
0,200 |
0,24 |
mini |
mini |
mini |
mini |
3 |
> Invar |
85 |
63 |
8,3 |
1000 |
[0096] Dans le tableau 6 ci-dessus, « n.d. » signifie que la valeur considérée n'a pas été
déterminée. Par ailleurs, les essais conformes à l'invention ont été soulignés.
[0097] Dans ce tableau :
- pour les éléments C, Al, Se, S, P, O, « mini » signifie :
C < 0,05% en poids,
Al < 0,02% en poids,
Se < 0,001% en poids,
S < 0,005% en poids,
P < 0,04% en poids,
O < 0,002% en poids,
- les éléments notés « Autres » incluent Co, Cu, Mo, Sn, Nb, V, Ti et Pb, et, dans cette
colonne, « mini » signifie :
- Co, Cu, Mo < 0,2% en poids,
- Sn, Nb, V, Ti < 0,02% en poids, et
- Pb < 0,001 % en poids.
[0098] Pour l'azote, « mini » signifie N < 0,03% en poids. A ces teneurs, l'azote est considéré
comme un élément résiduel.
[0099] Pour les terres rares, à savoir Ce, La et Y, « mini » signifie que l'alliage comprend
au plus des traces de ces éléments, de préférence une teneur en chacun de ces éléments
inférieure ou égale à 1 ppm.
[0100] Les essais numérotés 6, 8, 10, 12, 15 à 17, 19 et 20 sont conformes à l'invention.
[0101] On constate que les bandes réalisées suivant ces essais présentent une bonne, voir
une excellente, tenue à la fissuration à chaud (cf. colonne essais Varestraint), et
présentent donc une bonne soudabilité.
[0102] Par ailleurs, ces bandes présentent une résistance à la corrosion supérieure ou égale
à celle de l'Invar M93, un coefficient moyen de dilatation thermique CTE entre -180°C
et 0°C inférieur ou égal à 8,5.10
-6/°C, une température de Néel supérieure ou égale à 40°C, une résilience KCV à -196°C
supérieure ou égale à 80 J/cm
2 et une limite d'élasticité Rp
0,2 à -196°C supérieure ou égale à 700 MPa.
[0103] Les bandes réalisées dans l'alliage à base de fer-manganèse présentent donc des propriétés
de dilatation thermique, de résilience et de résistance mécanique satisfaisantes pour
leur utilisation pour des applications pour lesquelles une stabilité dimensionnelle
élevée sous l'effet des variations de température est requise, notamment à température
cryogénique.
[0104] Les alliages selon les essais numérotés 1 à 5 présentent une teneur en chrome strictement
inférieure à 7,0% en poids. On constate que les bandes correspondantes présentent
une mauvaise tenue à la fissuration à chaud, et donc une soudabilité peu satisfaisante.
Par ailleurs, les essais 1 et 3 montrent que cette mauvaise tenue à la fissuration
à chaud n'est pas compensée par l'ajout de carbone, même à des teneurs relativement
élevées.
[0105] L'alliage selon l'essai 11 présente une teneur en chrome strictement supérieure à
14,0% en poids. On observe que les bandes correspondantes présentent une fragilité
importante à température cryogénique, se traduisant par une résilience KCV strictement
inférieure à 50 J/cm
2. On observe également que cet alliage présente une température de Néel strictement
inférieure à 40°C.
[0106] L'alliage selon l'essai numéroté 13 présente une teneur en nickel strictement supérieure
à 2,5% en poids. On observe que les bandes correspondantes présentent un coefficient
moyen de dilatation thermique CTE entre -180°C et 0°C strictement supérieur à 8,5.10
-6/°C.
[0107] La comparaison des essais 7 et 8 montre que, toutes choses étant égales par ailleurs,
l'augmentation de la teneur en azote permet d'améliorer la tenue à la corrosion. Par
ailleurs, l'alliage selon l'essai numéroté 9 présente une teneur en azote strictement
supérieure à 0,30% en poids, et on observe qu'il présente une soudabilité et une résilience
KCV à -196°C dégradées.
[0108] Par ailleurs, comme le montre la comparaison des essais 14 et 15, la diminution de
la teneur en manganèse, toutes choses étant égales par ailleurs, résulte en une diminution
de la température de Néel.
[0109] On observe également que les bandes correspondant aux essais 14, 17, 19 et 20, qui
comprennent des terres rares dans des proportions comprises entre 0,010% et 0,14%
en poids présentent une excellente résistance à la fissuration à chaud, avec des longueurs
de fissures inférieures à 2 mm. Au contraire, les bandes correspondant aux essais
18 et 21 présentent une teneur en terres rares strictement supérieure à 0,14% en poids,
et l'on constate que ces bandes présentent une soudabilité dégradée.
[0110] L'alliage à base de fer-manganèse peut être avantageusement utilisé dans toute application
dans laquelle une bonne stabilité dimensionnelle, associée à une bonne résistance
à la corrosion et une bonne soudabilité sont désirées, notamment dans le domaine cryogénique
ou encore dans le domaine de l'électronique.
[0111] Compte tenu de leurs propriétés, les alliages sélectionnés ci-dessus peuvent être
avantageusement utilisés pour la fabrication d'assemblages soudés destinés à des applications
cryogéniques, et notamment de cuves ou de tubes de transport ou de stockage de gaz
liquéfiés.
[0112] Les alliages Fe-Mn sélectionnés ci-dessus conviennent particulièrement pour des applications
de stockage et de transport des gaz liquéfiés, en particulier pour réaliser des systèmes
de confinement relativement minces aussi appelés membranes, par exemple dans des épaisseurs
inférieures ou égales à 3mm, de préférence inférieures ou égales à 2mm, voire inférieures
ou égales à 1mm.
[0113] Selon un mode de réalisation correspondant, le système de stockage et/ou transport
est réalisé sous la forme d'une cuve étanche et thermiquement isolante et comporte
en outre une structure porteuse et une barrière thermiquement isolante disposée entre
la structure porteuse et le contenant. Dans une telle cuve, le contenant est essentiellement
réalisé sous la forme d'une membrane métallique retenue sur une surface intérieure
de la barrière thermiquement isolante.
[0114] Selon un mode de réalisation du système de confinement, les tôles métalliques formant
la membrane métallique sont ondulées et comportent au moins une série d'ondulations
parallèles pour favoriser un allongement élastique de la membrane dans au moins une
direction. De telles ondulations peuvent être saillantes sur une surface intérieure
ou extérieure de la membrane métallique.
[0115] De telles ondulations peuvent être réalisées sous différentes formes. Selon un mode
de réalisation, une première série d'ondulations parallèles s'étend selon une première
direction et une deuxième série d'ondulations parallèles s'étend selon une deuxième
direction sécante, de préférence orthogonale, à la première direction. Dans des modes
de réalisation, les ondulations des deux séries peuvent présenter des intersections
ou, au contraire, ne pas présenter d'intersections.
[0116] Les ondulations de la membrane métallique peuvent en particulier être réalisées dans
les tôles métalliques par pliage ou par emboutissage. Par un procédé de pliage, il
est notamment possible de réaliser une ondulation s'étendant d'un bord à l'autre de
la tôle métallique sans étirement significatif de la tôle métallique, ce qui préserve
sa résistance mécanique à la fatigue. En assemblant les tôles métalliques, ces ondulations
peuvent être disposées dans l'alignement les unes des autres pour former, sur une
surface intérieure ou extérieure de la membrane métallique, un canal continu s'étendant
sur tout ou partie de la paroi de cuve. Un tel canal continu peut être utilisé pour
faire circuler un gaz neutre dans la paroi de cuve. Par un procédé d'emboutissage,
il est notamment possible de réaliser une ondulation plus courte, ne s'étendant pas
d'un bord à l'autre de la tôle métallique, ce qui limite ou évite la formation de
canaux de grande longueur.
[0117] Selon un mode de réalisation, les tôles métalliques ondulées sont faites de l'alliage
à base de fer-manganèse et présentent une taille de grain mesurée selon ASTM E112-10
comprise entre 6 et 8. Cette taille normalisée qui désigne des grains relativement
gros et influence la limite élastique. Par exemple les tôles métalliques ondulées
faites de l'alliage à base de fer-manganèse présentent ainsi une limite élastique
Rp
0,2 à 20°C inférieure à 350 MPa, de préférence comprise entre 300 et 350 MPa. Une telle
limite élastique favorise la formabilité de l'alliage.
[0118] Selon un mode de réalisation du système de confinement, la cuve étanche et thermiquement
isolante présente au moins une paroi plane et la membrane métallique de la paroi plane
est réalisée sous la forme d'une membrane tendue dans une direction longitudinale
de la paroi plane, les tôles métalliques qui forment la membrane métallique étant
réalisées sous la forme de bandes s'étendant dans la direction longitudinale et dont
une portion centrale est plane pour reposer sur la surface intérieure de la barrière
thermiquement isolante.
[0119] Dans ce cas, les tôles métalliques réalisées sous la forme de bandes peuvent présenter
des bords longitudinaux relevés qui font saillie vers l'intérieur de la cuve par rapport
à la portion centrale plane et qui sont soudés deux à deux pour former des soufflets
de dilatation favorisant un allongement élastique de la membrane métallique dans une
direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale.
[0120] De préférence dans ce cas, la membrane métallique de la paroi plane comporte en outre
un support de soudure agencé longitudinalement entre deux bandes de la membrane tendue,
le support de soudure étant lié à la barrière thermiquement isolante pour retenir
la membrane tendue sur la barrière thermiquement isolante, un bord relevé de chacune
desdites deux bandes étant soudé au support de soudure pour former un dit soufflet
de dilatation.
[0121] Selon un mode de réalisation, le long d'au moins un bord d'extrémité longitudinale
de la paroi plane, la cuve comporte une poutre de raccordement attachée à la structure
porteuse et une extrémité de la membrane tendue est soudée sur la poutre de raccordement
pour reprendre la force de tension de la membrane tendue dans la direction longitudinale.
La poutre de raccordement est avantageusement réalisée dans l'alliage à base de fer-manganèse.
La poutre de raccordement peut aussi être réalisée en Invar®.
[0122] Selon un mode de réalisation, les deux bandes et le support de soudure sont faits
de l'alliage à base de fer-manganèse. Le support de soudure peut aussi être réalisé
dans un autre métal, par exemple acier inoxydable ou Invar®.
[0123] Selon un mode de réalisation les tôles métalliques réalisées sous la forme de bandes
sont faites de l'alliage à base de fer-manganèse et présentent une taille de grain
mesurée selon ASTM E112-10 comprise entre 8,5 et 12. Cette taille normalisée qui désigne
des grains relativement fins influence la limite élastique. Par exemple, les tôles
métalliques réalisées sous la forme de bandes sont faites de l'alliage à base de fer-manganèse
et présentent une limite élastique Rp
0,2 à 20°C supérieure à 350 MPa, de préférence comprise entre 350 et 450 MPa. Dans ce
cas, la limite élastique à -163°C est de préférence comprise entre 750 et 950 MPa.
[0124] Une telle cuve étanche et thermiquement isolante peut être réalisée de différentes
manières, par exemple avec une seule barrière étanche ou plusieurs barrières étanches
successives. Dans une cuve à barrières multiples, l'alliage à base de fer-manganèse
peut être employé dans la membrane secondaire et/ou dans la membrane primaire. On
rappelle qu'une membrane secondaire désigne une membrane étanche agencée autour d'une
membrane primaire et destinée à contenir le gaz liquéfié en cas de défaut ou de rupture
de la membrane primaire.
[0125] Selon un mode de réalisation correspondant, le contenant est une membrane secondaire
et la barrière thermiquement isolante est une barrière isolante secondaire, la cuve
étanche et thermiquement isolante comportant en outre une barrière isolante primaire
reposant sur la membrane secondaire et une membrane primaire retenue sur la barrière
isolante primaire, de préférence une membrane primaire ondulée en acier inoxydable,
par exemple inox 304L.
[0126] Selon un autre mode de réalisation, le contenant est une membrane primaire et la
barrière thermiquement isolante est une barrière isolante primaire, la cuve étanche
et thermiquement isolante comportant en outre une membrane secondaire agencée entre
la barrière isolante primaire et la structure porteuse et retenue sur une barrière
isolante secondaire agencée entre la membrane secondaire et la structure porteuse.
[0127] Une telle cuve étanche et thermiquement isolante peut faire partie d'une installation
de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une
structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une
unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production
et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle cuve peut présenter différentes
géométries, par exemple prismatique, cylindrique, sphérique ou autre.
[0128] Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un ouvrage flottant comportant
une double coque et le système de stockage et/ou de transport précité peut être intégré
dans la double coque. Une coque interne de l'ouvrage flottant forme alors la structure
porteuse.
[0129] Par exemple, l'ouvrage flottant est réalisé sous la forme d'un navire de transport
de gaz liquéfié, notamment un méthanier.
[0130] Selon un mode de réalisation, le système de stockage et/ou de transport pour un gaz
liquéfié constitue un réservoir de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
[0131] Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un système de chargement
ou déchargement, comportant un ouvrage flottant précité, des canalisations isolées
agencées de manière à relier la cuve étanche et thermiquement isolante installée dans
la coque à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe apte à
entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis ou vers
l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et
thermiquement isolante.
[0132] Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement
ou déchargement d'un ouvrage flottant précité, dans lequel on achemine un flux de
gaz liquéfié à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de
stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante.
[0133] Selon un autre mode de réalisation, le système de stockage et/ou de transport pour
un gaz liquéfié est réalisé sous la forme d'un système de stockage terrestre. Le contenant
peut aussi être réalisé sous la forme d'une cuve autoporteuse ou sous la forme d'une
canalisation. Une telle cuve autoporteuse peut présenter différentes géométries, par
exemple prismatique, cylindrique, sphérique ou autre.
[0134] L'invention fournit aussi un procédé de fabrication d'un contenant destiné à être
en contact avec un gaz liquéfié pour le stockage, le transfert et/ou de transport
du gaz liquéfié, comportant :
fournir une pluralité de tôles ou bandes métalliques réalisées en l'alliage à base
de fer-manganèse précité, et
souder lesdites tôles ou bandes métalliques ensemble de manière étanche sous la forme
du contenant.
[0135] Par gaz liquéfié, on désigne un corps qui se présente à l'état de vapeur dans les
conditions normales de température et de pression et qui a été refroidi pour se présenter
dans une phase liquide. Différents gaz liquéfiés pouvant être stockés dans un tel
système sont par exemple le GNL, le GPL, l'éthylène etc.
Brève description des figures
[0136] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages
de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs
modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif
et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue écorchée en perspective d'une paroi de cuve à membrane selon
un premier mode de réalisation.
La figure 2 est une vue écorchée en perspective d'une paroi de cuve à membrane selon
un deuxième mode de réalisation.
La figure 3 est une vue écorchée en perspective d'une paroi de cuve à membrane selon
un troisième mode de réalisation.
La figure 4 est une vue schématique en perspective d'une membrane étanche ondulée
formée de tôles embouties.
La figure 5 est une vue schématique en coupe d'une cuve autoporteuse embarquée dans
la coque d'un navire.
La figure 6 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier
et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
Description des modes de réalisation
[0137] La figure 1 est une vue schématique en perspective écorchée des parois étanches et
isolantes d'une cuve prismatique, au niveau d'un angle entre une paroi de fond et
une paroi transversale. La structure porteuse de la cuve est ici constituée par la
coque interne d'un navire à double coque, dont on a représenté la paroi de fond au
chiffre 1, et par des cloisons transversales 2, qui définissent des compartiments
dans la coque interne du navire. Sur chaque paroi de la structure porteuse, une paroi
correspondante de la cuve est réalisée par superposition de, successivement, une couche
d'isolation secondaire 3, une membrane étanche secondaire 4, une couche d'isolation
primaire 5 et une membrane étanche primaire 6.
[0138] Au niveau de l'angle entre les deux parois, les membrane étanches secondaires 4 des
deux parois et les membranes étanches primaires 6 des deux parois sont reliées par
un anneau de raccordement 15 sous la forme d'une poutre à section carré qui permet
de reprendre les efforts de tension des membranes étanches résultant de la contraction
thermique, de la déformation de la coque à la mer et des mouvements de la cargaison.
Une structure possible de l'anneau de raccordement 15 est décrite plus en détails
dans
FR-A-2549575.
[0139] Les membranes étanches secondaires 4 et primaires 6 sont ici des membranes tendues.
Chacune d'elles est constituée d'une série de virures parallèles à bords relevés 8,
qui sont disposées alternativement avec des supports de soudure allongés 9. Les supports
de soudure 9 sont retenus à chaque fois à la couche d'isolation sous-jacente, par
exemple en étant logés dans des rainures 7 ménagées dans les plateaux de couvercles
de boîtes remplies de matière isolante. Cette structure alternée est réalisée sur
toute la surface des parois, ce qui peut impliquer de très grandes longueurs. Sur
ces grandes longueurs, les soudures étanches entre les bords relevés des virures et
les supports de soudure intercalés entre eux peuvent être réalisées sous la forme
de cordons de soudure rectilignes parallèles à la paroi.
[0140] Les alliages Fe-Mn précités peuvent être employés pour réaliser les virures 8 à un
coût moins élevé que l'invar ®. L'épaisseur des virures 8 est par exemple comprise
entre 0,5 et 1,5 mm, de préférence environ 0,7mm.
[0141] Les alliages Fe-Mn précités peuvent être aussi employés pour réaliser les supports
de soudure 9 à un coût moins élevé que l'invar ®. L'épaisseur des supports de soudure
9 est par exemple comprise entre 0,5 et 1,5 mm.
[0142] Enfin, les alliages Fe-Mn précités peuvent être aussi employés pour réaliser l'anneau
de raccordement 15 à un coût moins élevé que l'invar ®. L'épaisseur des tôles formant
l'anneau de raccordement 15 est par exemple comprise entre 0,5 et 1,5 mm. Les virures
8 réalisées en alliage Fe-Mn peuvent aussi être soudées à un anneau de raccordement
15 en invar ®, compte-tenu de la bonne soudabilité des deux métaux.
[0143] Les soudures des virures parallèles à bords relevés 8 disposées alternativement avec
les supports de soudure allongés 9 peuvent être réalisées au moyen d'une machine automatique
de soudure par induction. D'autres détails sur la réalisation de ces soudures peuvent
être trouvés dans la publication
WO-A-2012072906.
[0144] Dans le mode de réalisation de la figure 2, les éléments analogues ou identiques
à ceux de la figure 1 portent le même chiffre de référence.
[0145] La membrane secondaire 4 reste une membrane tendue analogue à la figure 1 tandis
que la membrane primaire 6 est ici une membrane ondulée formée de tôles rectangulaires
21 soudées à clin au niveau de zones de recouvrement 20. Les tôles rectangulaires
portent deux séries d'ondulations équidistantes 22 et 23 s'étendant dans deux directions
orthogonales, parallèlement aux bords des tôles rectangulaires. Les ondulations 22
et 23 présentent des intersections 24.
[0146] Les alliages Fe-Mn précités peuvent être employés pour réaliser tout ou partie de
la membrane secondaire 4 comme indiqué précédemment. Dans ce cas, selon un premier
mode de réalisation, les tôles rectangulaires 21 de la membrane primaire 6 sont en
acier inoxydable 304L.
[0147] Selon un deuxième mode de réalisation, les alliages Fe-Mn précités peuvent être aussi
employés pour réaliser les tôles rectangulaires 21. L'épaisseur des tôles 21 est par
exemple comprise entre 0,5 et 1,5 mm, de préférence environ 1,2 mm. Les ondulations
22 et 23 peuvent être formées par pliage.
[0148] Du fait de la bonne soudabilité des alliages Fe-Mn précités sur l'acier inoxydable,
l'acier inoxydable peut être employé pour réaliser des pièces auxquelles la membrane
primaire 6 en alliage Fe-Mn est localement soudée, notamment des bandes de d'ancrage
28 fixées sur la barrière thermiquement isolante primaire 5, omises sur la figure
2 mais représentées sur la figure 3.
[0149] Une membrane tendue et une membrane ondulée fonctionnent différemment et nécessitent
des propriétés mécaniques différentes. Dans une membrane tendue, la contraction thermique
a pour effet de créer une forte contrainte de tension statique dans la direction longitudinale.
De plus, sensiblement aucun déplacement des tôles ne peut avoir lieu dans la direction
longitudinale. Il est donc souhaitable que la limite élastique des virures 8 soit
très élevée. Pour cela, on préfère une taille de grain relativement petite, par exemple
G compris entre 8 et 12,5.
[0150] Dans la membrane ondulée, une déformation des ondulations et un déplacement des portions
planes de la membrane située entre les ondulations ont lieu en réponse aux sollicitations
thermiques ou autres. Il n'est donc pas nécessaire que la limite élastique des tôles
21 soit aussi élevée. Pour cette application on préfère une taille de grain relativement
plus grosse, par exemple G compris entre 6 et 8.
[0151] Dans le mode de réalisation de la figure 3, les éléments analogues ou identiques
à ceux de la figure 2 portent le même chiffre de référence.
[0152] La membrane primaire 6 reste ici une membrane ondulée formée de tôles rectangulaires
21 dont les ondulations font saillie vers l'intérieur de la cuve.
[0153] La membrane secondaire 34 est une autre membrane métallique ondulée, également formée
de tôles rectangulaires soudées à clin au niveau de zones de recouvrement. Ses ondulations
35 font saillie vers l'extérieur de la cuve et sont logées dans des rainures ménagées
sur la surface intérieure de la barrière d'isolation secondaire 3. Des tiges 36 fixées
sur la surface intérieure de la barrière d'isolation secondaire 3 traversent la membrane
secondaire 34 et servent à fixer des panneaux isolants formant la barrière d'isolation
primaire 5.
[0154] Les alliages Fe-Mn précités peuvent être employés pour réaliser tout ou partie de
la membrane secondaire 34 et/ou la membrane primaire 6 ondulée.
[0155] Les soudures des tôles rectangulaires ondulées peuvent être réalisées au moyen d'une
machine automatisée comportant une torche de soudure mobile, par exemple comme décrit
dans
EP-A-0611217.
[0156] Les membranes ondulées 6 et 34 des figures 2 et 3 présentent des ondulations continues
s'étendant d'un bord à l'autre des plaques de tôles. Des ondulations peuvent être
réalisées avec d'autres géométries.
[0157] Dans une cuve à membrane intégrée dans un structure porteuse telle qu'illustrée au
figures 1 à 3, les membranes étanches forment deux contenant étanches imbriqués l'un
dans l'autre et destinés à confiner le gaz liquéfié, à savoir un contenant primaire
essentiellement constitué de la membrane primaire et un contenant secondaire essentiellement
constitué de la membrane secondaire. Certaines parties du contenant primaire et/ou
du contenant secondaire peuvent cependant être réalisées par d'autres pièces, éventuellement
plus épaisses que les tôles formant la membrane elle-même. Ces autres pièces sont
par exemple situées au niveau des arêtes entre deux parois de la cuve, selon la technique
connue, par exemple sous la forme de pièces d'angle auxquelles sont raccordées les
membranes des deux parois adjacentes à l'arête, comme dans le cas de la poutre à section
carré précitée.
[0158] Par exemple la figure 4 représente une membrane métallique 40, pouvant être réalisée
dans les alliages Fe-Mn précités, formée de tôles rectangulaires soudées à clin au
niveau de zones de recouvrement 41 et qui comporte des ondulations embouties 42 et
43. Les ondulations embouties 42 et 43 sont interrompues à distance les unes des autres
et ne présentent donc pas d'intersections. La membrane métallique 40 peut être employée
en tant que membrane unique et/ou membrane primaire et/ou membrane secondaire.
[0159] En référence à la figure 5, on a partiellement représenté, en coupe transversale,
une cuve autoporteuse 50 pouvant être réalisée dans les alliages Fe-Mn précités. La
cuve autoporteuse 50 est formée de tôles plus épaisses soudées ensemble, par exemple
avec une épaisseur de 5 à 20mm, et qui forment une enveloppe étanche 51, par exemple
de forme polyédrique, ainsi que des raidisseurs, à savoir raidisseurs transversaux
52 et raidisseurs longitudinaux 53. Dans l'exemple représenté la cuve autoporteuse
50 est embarquée dans la coque 55 d'un navire. Elle est supportée sur la paroi de
fond de la coque 55 par des supports 54. Une isolation thermique non représentée est
de préférence insérée dans l'espace 56 entre la cuve autoporteuse 50 et la coque 55.
La cuve autoporteuse 50, qui est illustrée ici en coupe, peut présenter une géométrie
tridimensionnelle prismatique.
[0160] .Les cuves décrites ci-dessus peuvent être utilisées dans différents types d'installations
de stockage telles que des installations terrestres ou dans un ouvrage flottant comme
un navire méthanier ou autre.
[0161] En référence à la figure 6, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une
cuve étanche et isolante 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque
72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée
à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire
agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux
barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la
barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque
72.
[0162] De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées
sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées,
à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou
vers la cuve 71.
[0163] La figure 6 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement
et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77.
Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant
un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74
porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations
de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits
de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la
tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement
du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves
de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite
sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine
76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement
75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui
permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations
de chargement et de déchargement.
[0164] Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en oeuvre
des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à
terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
[0165] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation
particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend
tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si
celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
[0166] L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées
n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans
une revendication.
[0167] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être
interprété comme une limitation de la revendication.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel la teneur en chrome est comprise entre
8,5% et 11,5% en poids dans l'alliage à base de fer-manganèse.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la teneur en nickel est comprise
entre 0,5% et 2,5% en poids dans l'alliage à base de fer-manganèse.
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la teneur en azote est comprise
entre 0,15% et 0,25% en poids dans l'alliage à base de fer-manganèse.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les terres
rares comprennent un ou plusieurs éléments choisis parmi : lanthane (La), cérium (Ce),
yttrium (Y), praséodyme (Pr), néodyme (Nd), samarium (Sm), ytterbium (Yb).
6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la fraction massique cumulée
des terres rares choisies parmi Ce et La est comprise entre 100ppm et 200ppm dans
l'alliage à base de fer-manganèse.
7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, réalisé sous la forme d'une cuve étanche
et thermiquement isolante et comportant en outre une structure porteuse (1, 2) et
une barrière thermiquement isolante (3, 5) disposée entre la structure porteuse et
le contenant, et dans lequel le contenant est réalisé essentiellement sous la forme
d'une membrane métallique (4, 6, 34) retenue sur une surface intérieure de la barrière
thermiquement isolante.
8. Système selon la revendication 7, dans lequel les tôles métalliques (21, 40) formant
la membrane métallique sont ondulées et comportent au moins une série d'ondulations
parallèles pour favoriser un allongement élastique de la membrane dans au moins une
direction.
9. Système selon la revendication 8, dans lequel les tôles métalliques (21, 40) formant
la membrane métallique comportent une première série d'ondulations parallèles (22,
42) s'étendant selon une première direction et une deuxième série d'ondulations parallèles
(23, 43) s'étendant selon une deuxième direction sécante, de préférence orthogonale,
à la première direction.
10. Système selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les ondulations de la membrane
métallique sont réalisées dans les tôles métalliques par pliage ou par emboutissage.
11. Système selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel les tôles métalliques ondulées
sont faites de l'alliage à base de fer-manganèse et présentent une taille de grain
mesurée selon ASTM E112-10 comprise entre 6 et 8.
12. Système selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel les tôles métalliques ondulées
sont faites de l'alliage à base de fer-manganèse et présentent une limite élastique
Rp0,2 à 20°C inférieure à 350 MPa, de préférence comprise entre 300 et 350 MPa.
13. Système selon la revendication 7, dans lequel la cuve étanche et thermiquement isolante
présente au moins une paroi plane et la membrane métallique (4, 6) de la paroi plane
est réalisée sous la forme d'une membrane tendue dans une direction longitudinale
de la paroi plane, les tôles métalliques qui forment la membrane métallique étant
réalisées sous la forme de bandes (8) s'étendant dans la direction longitudinale et
dont une portion centrale est plane pour reposer sur la surface intérieure de la barrière
thermiquement isolante (3, 5).
14. Système selon la revendication 13, dans lequel les tôles métalliques réalisées sous
la forme de bandes (8) présentent des bords longitudinaux relevés qui font saillie
vers l'intérieur de la cuve par rapport à la portion centrale plane et qui sont soudés
deux à deux pour former des soufflets de dilatation favorisant un allongement élastique
de la membrane métallique dans une direction transversale perpendiculaire à la direction
longitudinale.
15. Système selon la revendication 14, dans lequel la membrane métallique de la paroi
plane comporte en outre un support de soudure (9) agencé longitudinalement entre deux
bandes de la membrane tendue, le support de soudure (9) étant lié à la barrière thermiquement
isolante pour retenir la membrane tendue sur la barrière thermiquement isolante, un
bord relevé de chacune desdites deux bandes (8) étant soudé au support de soudure
pour former un dit soufflet de dilatation.
16. Système selon la revendication 15, dans lequel les deux bandes (8) et le support de
soudure (9) sont faits de l'alliage à base de fer-manganèse.
17. Système selon l'une des revendications 13 à 16 dans lequel, le long d'au moins un
bord d'extrémité longitudinale de la paroi plane, la cuve comporte une poutre de raccordement
(15) attachée à la structure porteuse (1, 2) et sur laquelle est soudée une extrémité
de la membrane tendue (4, 6) pour reprendre la force de tension de la membrane tendue
dans la direction longitudinale, la poutre de raccordement étant réalisée dans l'alliage
à base de fer-manganèse.
18. Système selon l'une des revendications 13 à 17, dans lequel les tôles métalliques
réalisées sous la forme de bandes (8) sont faites de l'alliage à base de fer-manganèse
et présentent une taille de grain mesurée selon ASTM E112-10 comprise entre 8,5 et
12.
19. Système selon l'une des revendications 13 à 18, dans lequel les tôles métalliques
réalisées sous la forme de bandes (8) sont faites de l'alliage à base de fer-manganèse
et présentent une limite élastique Rp0,2 à 20°C supérieure à 350 MPa, de préférence comprise entre 350 et 450 MPa.
20. Système selon l'une des revendications 7 à 19, dans lequel ledit contenant est une
membrane secondaire (4, 34) et la barrière thermiquement isolante est une barrière
isolante secondaire, la cuve étanche et thermiquement isolante comportant en outre
une barrière isolante primaire (5) reposant sur la membrane secondaire et une membrane
primaire (6) retenue sur la barrière isolante primaire, de préférence une membrane
primaire ondulée en acier inoxydable.
21. Système selon l'une des revendications 7 à 19, dans lequel ledit contenant est une
membrane primaire (6) et la barrière thermiquement isolante est une barrière isolante
primaire (5), la cuve étanche et thermiquement isolante comportant en outre une membrane
secondaire (4, 34) agencée entre la barrière isolante primaire et la structure porteuse
et retenue sur une barrière isolante secondaire agencée entre la membrane secondaire
et la structure porteuse (1, 2).
22. Ouvrage flottant (70) comportant une double coque (72) et un système (71) selon l'une
des revendications 7 à 21 intégré dans la double coque, dans lequel une coque interne
de l'ouvrage flottant forme ladite structure porteuse.
23. Ouvrage flottant (70) selon la revendication 22, réalisé sous la forme d'un navire
de transport de gaz liquéfié, notamment un méthanier.
24. Ouvrage flottant (70) selon la revendication 22, dans lequel le système de stockage
et/ou de transport (71) pour un gaz liquéfié constitue un réservoir de carburant pour
la propulsion de l'ouvrage flottant.
25. Système de chargement ou déchargement, comportant un ouvrage flottant (70) selon l'une
des revendications 22 à 24, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de
manière à relier la cuve étanche et thermiquement isolante (71) installée dans la
coque (72) à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe
apte à entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis
ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche
et thermiquement isolante (71).
26. Procédé de chargement ou déchargement d'un ouvrage flottant (70) selon l'une des revendications
22 à 24, dans lequel on achemine un flux de gaz liquéfié à travers des canalisations
isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou
terrestre (77) vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante (71).
27. Système selon l'une des revendications 7 à 21 réalisé sous la forme d'un système de
stockage terrestre.
28. Système selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le contenant est réalisé
sous la forme d'une cuve autoporteuse (50).
29. Système selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le contenant est réalisé
sous la forme d'une canalisation.
30. Procédé de fabrication d'un contenant (4, 6, 34, 40, 50) destiné à être en contact
avec un gaz liquéfié pour le stockage, le transfert et/ou de transport du gaz liquéfié,
comportant :
fournir une pluralité de tôles ou bandes métalliques en un alliage à base de fer-manganèse
qui comprend, en fraction massique :
optionnellement 0,010% ≤ terres rares ≤ 0,14%
le reste étant du fer et des éléments résiduels résultant de l'élaboration et souder
lesdites tôles ou bandes métalliques ensemble de manière étanche sous la forme d'un
contenant.