Sécurité dans les Opérations
OPÉRATIONS DE MISE À DISPOSITION ET REMISE EN SERVICE MISE EN SERVICE
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Ingénieurs en Sécurité Industrielle
I - DIFFÉR DIFFÉRENT ENTES ES PHASES PHASES ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ ........ ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... 1 II - PRÉPAR PRÉPARATI ATION ON À LA MISE EN SERVIC SERVICEE ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 2 1 2 3 4 5
-
Procédure Procédure de mise en service ce ............... ....................... ................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ............. .....22 Vérificati Vérification on de l'achève l'achèvement ment correct correct et complet et des travaux travaux ................ ........................ ................ ................ ................ ............ 3 Nettoyage Nettoyage des circuits circuits et des équipemen équipements............... ts....................... ................ ................ ................ ................ ................ ..................... ............... 6 Tests d'étanchéi d'étanchéité té ................ ........................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ................ ................ ................ ..............9 ......9 Permis Permis de démarrage........... démarrage................... ................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ................ ................ ............ .... 11
III - MISE EN SERVICE SERVICE ..... ........... ........... ........... ........... .............. .............. ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ....... 12 1 2 3 4 5
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Désaératio Désaérationn ................ ........................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ................ ................ ................ ................ ..............12 ......12 Mise en ligne ................ ........................ ................ ................ ................ ................ .................... .................... ................ ................ ................ ................ ................. .............16 ....16 Mise en produit produit ............... ....................... ................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ................ ................ ................ ............ 16 Éliminati Élimination on de l'eau l'eau ............... ....................... ................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ................ ................ ........... ...17 17 Remise Remise en marche marche normale normale ................ ........................ ................ ................ ................ ................ ..................... ..................... ................ ................ ............. ..... 18
SE OPE - 00937_A_F - Rév. 2
26/04/2005
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I-
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DIFFÉRENTES PHASES La mise en service d'une installation nouvelle, la remise en service d'une installation existante après travaux de maintenance et inspection ou après profond remaniement sont des opérations qui doivent être parfaitement programmées, coordonnées et exécutées. Les différentes phases mises en jeu pendant ces opérations sont indiquées sur le schéma ci-dessous :
TRANSFERT DE RESPONSABILITÉ AU SERVICE PRODUCTION TRAVAUX DE MAINTENANCE OU DE CONSTRUCTION
DÉMARRAGE
PRODUITS RÉCEPTION AUX DÉFINITIVE SPÉCFIFICATIONS DE L'INSTALLATION
"COMMISSIONNING"
Levée des réserves
"Precommissionning" …
Essais dynamiques
Essais hydrauliques Réception mécanique Établissement et étude de la procédure
(Dans le cas d'une installation nouvelle !)
Permis de démarrage
Nettoyage circuits, et capacités
Chargement catalyseurs, …
Mise en service utilités
Tests d'étanchéité
PRÉPARATION À LA MISE EN SERVICE
Désaération Mise en produit
"Marche au design" Mise en marche normale
Tests de performance
MISE EN SERVICE
Différentes étapes de la mise en service d'une installation
On distingue deux phases principales : – la préparation à la mise en service – la mise en produits suivie de la mise en marche normale c'est-à-dire la mise en service.
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II -
PRÉPARATION À LA MISE EN SERVICE Pendant toute la phase de préparation , les liaisons de l'installation avec d'autres unités en service doivent demeurer isolées par joints pleins, en limite d'unité.
1-
PROCÉDURE DE MISE EN SERVICE a - Établissement de la procédure – Planning de démarrage Déroulement logique et chronologique de toutes les opérations, sur tous fluides conduisant à la mise en régime finale. Établissement du chemin critique. Répartition des tâches à exécuter respectivement par Production, Maintenance, Projet et leurs entreprises extérieures. – Organigramme et planning du personnel Définition de l'équipe. Programme de mise en place du personnel (nombre, qualification) en fonction du déroulement des opérations (planning précédent). – Définition des moyens Programme de mise en place des moyens mécaniques nécessaires, des produits chimiques, des fluides utilités et procédés, des stockages amont et aval, expéditions, des flexibles nécessaires. – Procédure de mise en route Établie à partir du manuel opératoire et des règles de sécurité et d'exploitation en vigueur dans l'usine. Comporte les instructions détaillées pour la mise en service, étape par étape et, en préliminaire, la description du fonctionnement de l'installation et des équipements.
Dans le cas de travaux de simples réparations , l'organisation, les moyens, la procédure et le personnel habituels demeurent inchangés et le redémarrage sera d'autant plus aisé que le personnel connaît bien son installation.
b - Étude par le personnel La procédure de mise en service est diffusée et expliquée au personnel concerné qui doit l'étudier soigneusement et la connaître parfaitement . L'apprentissage de ces procédures s'effectue dans un premier temps à partir de documents (schémas de procédés, PID, vues isométriques ou en 3D, plan fournisseur, …) puis sur le terrain .
À la fin de cette période d'étude le personnel : – connaît sont installation, la position géographique de tous les équipements, des machines, des appareils de régulation et de sécurité, les circuits procédés et utilités, les principales conditions de fonctionnement – maîtrise totalement la procédure d'arrêt et de démarrage des machines.
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VÉRIFICATION DE L'ACHÈVEMENT CORRECT ET COMPLET DES TRAVAUX Dans le cas d'une installation neuve ou après travaux importants, cette phase est généralement appelée "précommissionning". Elle est réalisée en commun par le donneur d'ordre (Services Maintenance / Projets / Travaux Neufs) et le Service Production.
a - Objectifs La vérification de l'achèvement correct et complet des travaux a pour but de vérifier que : – l'ensemble de l'installation est conforme aux plans – le matériel en place répond aux spécifications exigées – les standards, spécifications propres à l'usine ont été respectées – l'installation est opérable en toute sécurité pour le matériel et le personnel et dans le respect de l'environnement. INSTALLATION CONFORME AUX STANDARDS ?
MATÉRIEL CONFORME AUX SPÉCIFICATIONS ?
INSTALLATION OPÉRABLE ?
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Vérification de la "conformité" d'un équipement
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b - Exemples de vérifications • Vérification des circuits utilités, procédés :
– montages terminés et correctement exécutés – essais (épreuves) hydrauliques terminés – équipement en place, sauf équipement particulier – raccordements (électriques, instruments) – équipements importants pour la sécurité (EIPS) – calorifuge, traçage, … • Vérification des machines – lignage et accouplement – essais de rotation – réception mécanique • Vérification des capacités – propreté, absence de corps étranger – montage des internes et des équipements de sécurité – essais divers (étanchéité de plateau, possibilité de vidange complète, …)
MONTAGE TERMINÉS ?
MISE EN PLACE DES INTERNES ? MISE EN PLACE DES SÉCURITÉS ?
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Vérification d'une capacité et de ses circuits 00937_A_F
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• Vérification des protections collectives
– détecteurs de gaz – moyens de lutte contre l’incendie et les pollutions – moyens d’intervention (ARI, …) – douches, lave-œil
c - Réserves (“Punch List”) Toutes les réserves (non conformités) sont consignées sur une liste (“Punch list”) et classées suivant le degré d’urgence de leur résolution.
Classement des réserves
Urgence
A
À résoudre avant la réception mécanique des équipements
B
À résoudre avant la mise sous produit
C
Peuvent être terminés après le démarrage de l’installation
Lorsque les travaux sont terminés et vérifiés, à l’exception des réserves classées C, un “certificat d’achèvement des travaux” (“Mechanical Completion Certificate”) est approuvé par les différents partenaires.
Le service production, prend ou reprend en charge la responsabilité des installations.
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NETTOYAGE DES CIRCUITS ET DES ÉQUIPEMENTS a - Buts - Déroulement Cette phase intervient aussitôt après la fin du montage et des vérifications. Certains nettoyages spécifiques peuvent avoir lieu pendant les opérations de montage (ex : circuits d'huile des machines). Elle est généralement effectuée sous la supervision du Service Production pendant la phase de "Commissionning". Outre le nettoyage (soufflage, lavage) elle permet de vérifier la continuité et le libre passage des circuits, l'essai de la majorité des machines. Elle concerne tout d'abord les réseaux utilités puis les circuits procédés.
b - Précautions Pour toute opération, prendre les mesures suivantes : – démontage des équipements ou instruments qui risquent d'être détériorés (plaques à orifice, certaines vannes de régulation, débitmètre à effet vortex, …) et remplacement par des manchettes si nécessaire – nettoyage à grande vitesse pour accroître l'efficacité – repérage des tuyauteries en soufflage et/ou lavage – balisage des zones en soufflage et/ou lavage à cause des risques de projections (liquides/solides)
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Nettoyage d'une ligne avec balisage – nettoyage préférentiellement vers le bas (ou horizontalement) et évacuation en point bas (purge, joint "cassé", …).
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c - Réseaux utilités Ce sont ces réseaux qui doivent être nettoyés et mis en service les premiers : – pour des raisons de sécurité (air, eau, vapeur, azote) ou environnementales (égouts, évents, torche, …) – parce qu'ils sont généralement indispensables pour la suite des opérations (gaz combustible, …)
Les réseaux Eau-Air-Vapeur sont alimentés avec le fluide correspondant aux conditions normales de fonctionnement. L'étanchéité en tous points est alors systématiquement vérifiée. Précautions particulières sur les réseaux vapeur lors de la mise en température : dilatation thermique, "marteau d'eau".
Les autres réseaux sont soufflés à l'air ou à la vapeur. Après vérification de l'étanchéité, ces réseaux sont prêts à recevoir les fluides correspondants mais ne sont pas alimentés et demeurent isolés par joints pleins en limite d'unité.
d - Circuits procédés Nettoyage par : – soufflage à l'air (éventuellement vapeur) – lavage à l'eau – chimique (passivation) dans certains cas particuliers (aspiration de compresseurs alternatifs…) Toutes les machines sont essayées pendant cette opération et si possible avec leur régulation. Généralement, les capacités sont dans un premier temps lavées à l'eau par circulation avec purges en point bas puis remplies jusqu'à débordement aux évents.
e - Fin de nettoyage En fin de nettoyage : – vidange et drainage complets en tout point bas – vérification systématique de tous les filtres de pompes, de compresseurs, … – inspection des capacités pour absence de corps étrangers et propreté Nettoyage manuel si nécessaire puis fermeture définitive et complète.
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JFM
R ISATIO AUTO ITÉ : UN
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ABSENCE DE CORPS ÉTRANGERS ? PROPRETÉ ? K 4 6 0 1 C E S D
Inspection d'une capacité avant fermeture – vérification très détaillée de la remise en conformité des circuits. – remontage et reconnection de tous les appareils déposés pendant l'opération (instrumentation, analyseurs, …)
REMONTAGE CORRECT ?
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Vérification de l'instrumentation
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TESTS D'ÉTANCHÉITÉ Effectués après remise en conformité des circuits en fin d'opération de nettoyage, ces tests permettent de s'assurer que l'ensemble de l'installation est étanche.
Le platinage "travaux" a été enlevé, le platine "Process" est en place (en limite d'unité le plus souvent). a - Test d'étanchéité sous pression Pressurisation de l'installation (par paliers) avec : – – – – – –
de l'air de l'azote du gaz naturel ou du fuel-gaz de l'eau de l'hélium de la vapeur (opération particulièrement délicate)
La pression est au maximum la pression de calcul de l’équipement et est généralement limitée à quelques bars. Ce test n'est pas un test de résistance (comme les "épreuves hydrauliques") et ne doit pas être confondu avec une "épreuve pneumatique" dont les conditions sont strictement réglementées. En cas de rupture brutale d'équipement, l'énergie emmagasinée (10.000 fois plus qu'avec 1 liquide) peut entraîner des dommages graves par projection de missiles ou détente du gaz. Le schéma ci-dessous illustre l’énergie emmagasinée dans un récipient sous-pression de gaz et de liquide.
10 bar abs.
10 bar abs. V = 10 m 3
V = 10 m 3
AIR
EAU
E = 2,3 x 10 7 J (1)
E = 2 x 10 3 J (1) : 1 kg de TNT
4,5 x 10 6 J
A 4 4 2 1 H T D
≈
Énergie emmagasinée dans un équipement On s'attache : – à détecter les fuites : • à l'œil nu (test à la vapeur) • au moyen d'une solution savonneuse appliquée au pinceau sur les brides, raccords, bouchons, presse-étoupes, … 00937_A_F
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• au ruban adhésif collé sur les brides (dans un premier temps on recherche un gonflage éventuel puis on perce le ruban et on badigeonne le trou avec de l'eau savonneuse), • à l'explosimètre (test aux gaz combustibles) • avec un détecteur à ultrasons • avec un détecteur d'hélium – à vérifier une chute de pression L'étanchéité peut être considérée comme suffisante si la chute de pression n'est pas trop importante (0,1 à 0,2 bar pendant 8 h).
b - Tests d'étanchéité sous vide Il s'applique aux unités sous vide, aux unités catalytiques. Il s'effectue de préférence sur de petites sections d'unité.
Après s'être assuré de l'étanchéité de l'installation à la pression, le système de vide est mis en service pour créer le vide désiré puis isolé et arrêté . L'étanchéité est jugée suffisante si la perte de vide ne dépasse pas une valeur fixée (ex : 10 mm de mercure par heure pour une pression absolue de 40 mm de mercure ). Si le test sous vide n'est pas satisfaisant on reprend un test sous pression, puis nouveau test sous vide, etc.
ÉTANCH ÉITÉ CORRECTE ?
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Test d’étanchéité sous-vide d’une installation pilote 00937_A_F
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PERMIS DE DÉMARRAGE Le permis de démarrage représente une étape-clé de la procédure ; il permet de s'assurer que tous les services intervenants durant les travaux ont effectué les contrôles nécessaires avant la mise en service. Le permis de démarrage est le document officiel qui : – atteste de la fin des travaux et de la conformité de l'installation nécessaire au fonctionnement normal – autorise le responsable du Service Production à procéder à la mise en produits Il comporte : – une liste de contrôle (check list) par service concerné, visée par les responsables – une page de synthèse signée par les services concernés et le directeur – une feuille de réserves éventuelles (nature des réserves, date prévue de réalisation et responsable) En plus de l'ensemble des vérifications spécifiques à chaque service , il permet en outre de s'assurer : – de la propreté de l'installation (détritus, restes de calorifuge, chiffons, …)
DÉCHETS
NON SOUILLÉS
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Nettoyage du sol avant démar rage – que les simulations et les tests des boucles de régulation, des sécurités, des automatismes ont été réalisés – que, sauf utilisation pour la suite des opérations : - les flexibles temporaires sont débranchés - les échafaudages sont démontés ou ne gênent pas les manœuvres - les purges et évents sont fermés et bridés (brides pleines, bouchons) Dans certaines sociétés, le permis de démarrage n'est délivré qu'après la désaération de l'équipement ou de l'installation, juste avant le déplatinage process.
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III - MISE EN SERVICE 1-
DÉSAÉRATION a - Objectifs Avant l'introduction des produits, alors que le platinage process est encore en place (lignes procédés, produits chimiques, torche, évents communs, égouts, …) il est parfois nécessaire de chasser l'air interne présent dans l'équipement ou l'installation : – pour éviter la création d'un mélange explosif avec les produits combustibles futurs – dans le cas d'incompatibilité entre l'air et le procédé
Suivant les possibilités et les compatibilités on utilise : – un gaz inerte – l'eau liquide – la vapeur d'eau – la mise sous vide Les mêmes techniques que celles utilisées lors du dégazage sont utilisées . Les soupapes reliées au réseau torche sont platinées (pour éviter l'envoi d'air). Donc ne jamais dépasser la pression de calcul de l'équipement !
b - Désaération avec un gaz inerte – dilution/balayage en continu en ouvrant purges, évents et bras morts – cycles de compression-détente (préférable la plupart du temps) • Désaération d'une capacité PSV
JP Réseau fermé
GAZ INERTE
JP
O JP
O
PG
O
LG
Gaz inerte + air
O O
LSH
LC O O = ouvert F = fermé
JP
Désaération d'une capacité avec un gaz inerte 00937_A_F
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• Désaération d'un collecteur JP F
JP
(1)
(2)
GAZ INERTE
JP F
(1) joint plein + purge/ év ent ou joint Duch ê ne (2) joint plein + purge/ év ent ou joint Duch ê ne ou joint plein + joint cass é
(1)
GAZ INERTE
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Désaération d'un collecteur avec un gaz inerte Vérification à l'oxygénomètre et arrêt de la manœuvre lorsqu'on atteint par exemple : O2 ≤ 100 ppm Ensuite on maintient une légère surpression (quelques millibars). c - Désaération à l'eau Injection en point bas ; s'il n'existe pas de ligne fixe : – l'air est chassé aux évents et bras morts – fermeture au fur et à mesure pour limiter la consommation d'eau – remplissage jusqu'à débordement aux points les plus hauts • Désaération d'une capacité PSV
Réseau fermé
F
EAU O O
PG F
Air O
LG
O
O
LSH
Eau
LC O F
O
F
O = ouvert F = fermé
Flexible d'eau si pas de ligne fixe
Désaération à l'eau d'une capacité 00937_A_F
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H • Désaération d'un collecteur JP F
JP (1)
(2)
O F
O
Flexible EAU
JP
(2)
F
O (1) joint plein + purge/ év ent ou joint Duch ên e
E 5 2 4 1 D C P D
(2) joint plein + purge/ év ent ou joint Duch ê ne ou joint plein + joint cass é
Désaération à l'eau d'un collecteur Après désaération, on assure un léger débordement permanent jusqu'à la mise en produit.
d - Désaération à la vapeur d'eau Injection latérale et évacuation des condensats en points bas : – l'air est chassé aux purges, évents et bras morts. Laisser la vapeur s'échapper pendant plusieurs heures (en fonction du volume de l'installation et du temps de mise en température) • Désaération d'une capacité PSV
Réseau fermé
F
VAPEUR D'EAU O
(1) O
PG
Vapeur d'eau + air
O
LG
O O
LSH
LC O O
O = ouvert F = fermé
O
F
(1) manom è tre adapt é
Désaération d'une capacité à la vapeur d'eau
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• Désaération d'un collecteur JP F
JP (1)
(2)
O F
O
Flexible JP F
VAPEUR D'EAU
(2) O
(1) joint plein + purge/ év ent ou joint Duch ên e
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(2) joint plein + purge/ év ent ou joint Duch ên e ou joint plein + joint cass é
Désaération d'un collecteur à la vapeur d'eau Après désaération, réduire l'admission de vapeur et maintenir une légère pression. e - Désaération par le vide Cette méthode s'adresse aux unités : _ fonctionnant sous vide – catalytiques contenant des catalyseurs sensibles à l'eau ou à la vapeur d'eau – allant contenir des fluides très corrosifs vis à vis des matériaux en présence d'humidité L'air est éliminé par mise sous vide ou par une succession de compressions par gaz inerte/mises sous vide
SYSTÈME DE VIDE (ex ; compresseur à anneau liquide) Air
50 mb abs.
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Désaération par le vide d'un lit de catalyseur 00937_A_F © 2005
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MISE EN LIGNE La mise en ligne consiste à (re)disposer l'ensemble des circuits et des matériels pour permettre le (re)démarrage : – d'un équipement – d’une installation – d'une partie d'installation Elle comprend notamment le déplatinage process : manœuvre des obturateurs (joints pleins, joints réversibles, …), mise en place pendant l'arrêt, dans la configuration d'une mise en service. À l'aide d'une liste de contrôle ("Check List") qui définit l'ordre chronologique des opérations à effectuer et de schémas (schéma de platinage, de proc édé, de circulation des fluides), on contrôle, par un suivi sur place et une inspection méthodique et rigoureuse, les lignes et appareillages concernés.
3-
MISE EN PRODUIT À ce stade, l'installation est : – – – –
vérifiée étanche désaérée disposée pour opération sur les différents circuits
• Après désaération avec un gaz inerte
Mise en produit, liquide ou gazeux à faible débit. Évacuation du gaz inerte à l'air libre ou dans un réseau fermé (torche, évents, …)
Maintenir en permanence une légère pression dans l'installation pour éviter les entrées d'air. • Après désaération à l'eau
Remplissage du produit, liquide non miscible ou gazeux non soluble, si possible par le haut. GAZ
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LIQUIDE
Engazage d’une sphère après désaération à l’eau (ou après épreuve hydraulique) 00937_A_F
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Fermer les évents. Ouvrir une purge en point bas. Veiller en réglant l'admission et la purge d'eau à ne pas mettre l'installation en dépression.
En fin d'opération, purges à tous points bas et bras morts. • Après désaération à la vapeur
La fermeture de l'arrivée de vapeur, des évents et purges restés ouvertes, et l'admission du produit (liquide ou gazeux), doivent être progressives pour maintenir en permanence une légère surpression (refroidissement et risque de condensation de la vapeur). • Mise en produit sans désaération
Sous certains conditions, on peut être amené à remplir directement un équipement sans désaération préalable (ex : bac de stockage).
Cela concerne les produits non combustibles et les produits dont la température de mise en œuvre est inférieure à leur point d'éclair. Le remplissage s'effectue par le fond. L'air est chassé aux évents et bras morts.
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ÉLIMINATION DE L'EAU Dans les installations contenant des hydrocarbures chauds, l'élimination de la totalité de l'eau avant introduction de la charge est essentielle à cause des risques de vaporisation brutale. L'humidité ou l'eau restant dans l'unité peut être éliminée en faisant circuler d'abord la charge froide : "circulation froide" . Celle-ci entraîne l'eau vers les points bas de l'unité. Pendant la circulation, la purge de chaque point bas doit être ouverte à intervalles réguliers jusqu'à ce que l'on ne trouve plus d'eau. En purgeant l'eau, il faut prendre soin d'éviter d'envoyer inutilement du produit vers l'égout (sécurité, économie, pollution). Lorsque toute l'eau a été purgée, le produit de circulation est réchauffé progressivement jusqu'à environ 80°C : "circulation tiède". Dans certains cas, la circulation se poursuit après réchauffage jusqu'à ~ 180°C : "circulation chaude". Pour les unités traitant des produits lourds, un solvant à bas point de congélation est utilisé. Pour les unités travaillant à basse température, une méthode particulière de séchage doit être mise en place.
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REMISE EN MARCHE NORMALE La charge est introduite dans l'installation et la procédure de mise en service effective est entamée. La mise en marche normale implique un réglage des températures, des pressions, des débits et des niveaux et la remise dans les circuits appropriés des différents produits jusqu'à ce que l'unité atteigne des conditions opératoires stables. Les produits hors spécifications sont envoyés vers un stockage désigné à l'avance ou recirculés.
Une surveillance extérieure renforcée est indispensable : – vibrations – bruits _ odeurs – fuites – …
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Recherche de fuites après mise en service – purges et évents bouchonnés ou bridés
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Surveillance des évents et purges à obturer L'installation atteint sa marche industrielle lorsque les produits en sortie sont conformes aux spécifications.
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