NT 109.02

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C.D.U.

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656.56 : 6220692.4

NORME TUNISIENNE

M

Sécurité desouvrages de transport des hydrocarbures liquides par canalisation

NT 109.02 (1985)

S O M M A I R E

1- DISPOSITIONS GENERALES

2- CARACTERISTIQUES DU METAL ET LIMITES DES CONTRAINTES POUR TUBES ET LES ACCESSOIRES f,3-

ESSAIS ET EPREWES EN USINE DES TUBES ET DES ACCESSOIRES

'4.

4- REGLES DE POSE D'EXPLOITATION ET D'ENTRETIEN

5- EPREUVE SUR LE TERRAIN

6- MODIFICATION DES CONDITIONS D'EXPLOITATION

7- STATIONS DE POMPAGE ET TERMINAUX 8- VANNES DE SECTIONNEMENT EN LIGNES

ANNEXES

E

Annexe N o l : Essais AI BI C, D I E et F Annexe NO2 : Règles de qualification profesionnelle des soudeurs sur pipeline

-4,Annexe

-

NO3 : Calcul de la variation de pression en fonction de la différence de température au cours des épreuves hydrostatiques

Annexe NO4 : Epaisseur des gaines d'acier sous les voies ferrées

Descripteurs : Hydrocarboure, canalisation, sécurité, transport.

Norme homologuée par arrêté du Ministre d e I'Industrie et du Commerce du 17 septembre 1987. Page 1194

1.N.NOK.P.I. 1983 Droits de rrl)roduçtion r2servCr. poiir toiis ~ i i i y s "'

I

1. DISPOSITIONS GENERALES

La présente norme Tunisienne a pour objet de fixer les règles essentielles de l'art, applicables à la construction et à l'exploitation des pipelines qui transportent des hydrocarbures liquides,de point d'éclair au plus égal à 10O0C, à l'exception des ouvrages exclus par le paragraphe 1.3. Elle vise en particulier les parties de pipelines citées à ltintérieur des dépôts ou des raffineries de pétrole.

1 1

1.2 Définition : Est appelé pipeline l'ouvrage qui comprend une ou plusieures sta.8 tions de pompage, une ou plusieurs conduites, et qui dessert un O plusieurs terminaux. 1.3 Ouvrages exclus de la présente norme La présente norme Tunisienne ne s'applique pas aux pipelines ou parties de pipelines, dont la ou les conduites sont constituées par des tubes en acier d'au moins 3,5 millimètres d'épaisseur et lorsque la pression (1) maximale p en service n'excède pas 1,02 kgf/cm2* ou que le produit pD de la pression maximale p en service, exprimée en kgf/cm2*, par le diamètre extérieur D de tube exprimé en millimètres, ne dépasse pour aucun des produits transportés la valeur suivante :

- 2.000 si la conduite ou la partie considiérée occupe un , emplacement de catégorie 1, d'après la définition du paragraphe 1.5 -ou 3.000 si la conduite ou la partie considérée occupeun emplacement de catégorie II ou III. Si une partie de conduite se 2.000 stapplique à l'ensemble partie. La section désigne entre deux joints à brides et des épreuves.

trouve en catégorie 1, la valeur de de la section qui comprend cette une longueur de conduite comprise pouvant de ce fait être isolée lors

(1) Les pressions indiquées ci-dessus sont effectives. c'est-à-dire comptées à partir de la pression atmosphérique.

*

1,02 kgf/mm2 = lhbar

= 1

daN/mm2

=

10 MPa

1I I

Sont en outre exclues de la présente norme les tuyauteries de collecte des puits de pétrole, lorsqu~ellessont assemblées par des manchons vissés.

I

I

1

l

1.4 Pression de refoulement

La pression maximale de refoulement au départ d'une station de pompage ne doit pas entraîner de dépassement du régime des pressions maximales qui sont admissibles en service pour les tubes situés à ilaval, d'une part, et, de l'autre, pour les accessoires de la conduite.

1

Lorsque la conduite est télescopique, c'est-à-dire lorsque le calcul de l'épaisseur nominale des différentes sections tient compte des pertes de charge, des dispositifs convenables sont utilisés pour empêcher que la fermeture intempestive en un point de la conduite durant le pompage ne provoque de dépassement pour le ,>régime des pressions maximales admissibles en service dans les L.- 1 sections situées à 1 'amont.

1

1.5 Emplacement de la conduite

Les emplacements de la conduite se classent en trois catégories.

1 La catégorie 1 comprend

11 I

A

:

a) la partie des établissements pétroliers qui s'y trouve classée d'après les règles d'aménagement les concernant; b) Le domaine public ; c) les terrains du domaine privé qui sont situés :

- A moins de 40mètres d'un

établissement recevant du public assujetti aux dispositions relatives à la protection contre les risques d'incendie et de panique, et atteignant l'effectif indiqué pour chaque type dans les dites dispositions ;

- -1

Ou d'un établissement autre que pétrolier et rangé pour risque d'incendie ou dlexplosion dans la première classe des établissements ; Ou d'une installation de défense nationale présentant des risques d'incendie ou dfexplosion ;

-

A moins de 15 mètres de la limite du domaine public national ou d'un immeuble d'habitation ou d'un établissement recevant du public, autre que ceux visés précédemment. Cette limite peut toutefois être ramenée à 10 mètres lorsqu'elle concerne un immeuble isolé, c'està-dire situé à plus de 200 mètres de tout autre local habité ou occupé par du personnel à poste fixe.

La catégorie III comprend les terrains inhabités du Sahara et des autres régions désertiques. Sont classées en cette catégories les parties de la conduite qui sont situées à un kilomètre au moins de l'habitation de sédentaire la plus proche. La categorie II comprend les autres terrains. Le classement par catégorie se fait après consultation des services d'urbanisme et compte tenu des plans d'aménagement des communes traversées. (Voir Paragraphes 1.3 et 1.4 NT 109.01).

-

2. CARACTERISTIQUE DU METAL ET LIMITES DES CONTRAINTES POUR LES TUBES ET LES ACCESSOIRES - -----------

2.1 Qualité du métal des tubes

La conduite est constituée par des tubes sans soudures ou par des tubes soudés. Les tubes sont en acier Martin, ou en acier élaboré au-fourélectrique, ou en acier Thomas calmé. Les tôles utilisées pour la fabrication des tubes soudés doivent être de la qualité commerciale courante et en particulier ne pas présenter de doublage apparent sur les tranches ni sur les rives. Il en est de même pour les feuillards ou plat utilisés pour la fabrication des tubes à soudure héliocoïdale

.

L'acier des tubes finis est de qualité soudable. Le rapport de la limite d'élasticité Eo,2 à la charge unitaire R ne doit pas dépasser :

O,?., /

-

0,85 pour les tubes soudés terminés par dilatation ou

rétreint, 0,90 pour les autres tubes

La mesure de E0,2 et de R est specifiée au paragraphe 2.3

Les tubes soudés sont fabriqués en usine à partir de tale cintrées, de feuillards ou de plats enroulés, dont llassemblageest effectué au moyen de soudures exécutées bout à bout par fusion ou par résistance, suivant une génératrice ou une hélice. Le soudage est suivi d'un écrouissage a froid par dilatation ou par rétreint, lorsqulon veut relever la limite d'élasticité. Les tubes soudés peuvent être réalisés par raboutage de deux viroles soudées, lorsque la plus courte a une longueur d'au moins 1,50 mètre. Le coefficient nominal (a) de joint pour les soudures de fabrication, c'est-à-dire le rapport de la charge unitaire de rupture de l'assemblage à la charge unitaire nominale de rupture du métal du tube fini, est spécifié dans le cahier des charges de la commande, sans pouvoir être inférieur à 0 , 6 . Sa vérification est règlementée au paragraphe 3.

I

La pression maximale admissible en service pour chaque tube est telle que la contrainte transversale (t) correspondante du métal, exprimée en kgf*/mm2 et calculée à l'aide de la relation donnée au paragraphe 2.4, soit limitée par rapport à la limite d'élasticité Eo,2 et à la charge unitaire de rupture RI également exprimée en kgf/mm2, aux valeurs suivantes :

! 1

!

!

.

1

!Conduite ! !Conduite à l'air 1 !enterrée ! !libre (sauf pour !Emplacement !ou à l'air! Conduite enterrée !les traversées aé1 !1kbre 1 Iriennes du domaine el.! 1 I !public, paragraphe 1 1 !4.7 CS :Catégorie 1 i 0,675 1 O, 47 1 0,44 1

1

!Catégorie II!

0,75 , !

1

.

!CatégorieIII! I

1

I

0,82

1

.

I

I 1

0,59

I 1

0,44

1 1

0,65

I

0,65

1

I

I 1

! ! ! ! !

1

La limite d'élasticité Eo,2 et la charge unitaire de rupture R concernent le métal du tube fini à la température ordinaire. Ces caractéristiques Eo,2 et R se mesurent sur des éprouvettes prélevées sur les tubes finis et de longueur initiale entre repères Lo = 5,65 ou So désigne la section initiale de la partie calibrée. Les limites des taux de contrainte indiquées au premier alinéa sont applicables tant que la température des produits transportés n'excède pas 120°C. Lorsque la temprérature de ces produits est supérieure, mais sans dépasser 230°C, elles doivent être multipliées par le coefficient k = 1 -(O 120) 840

-

/

Les limites des taux de contrainte ci-dessus doivent être majorées de 10 % en cas de sunpression dynamique accidentelle, notamment de coup de bélier. 2.4 Dimensions des tubes a) Epaisseur: L'épaisseur e du tube, son diamètre extérieur maximal D l la pression p du liquide et la contrainte transversale t du métal sont liés par la relation :

1*

1,02 kgf/mm2

=

lhbar.

où p et t, d'une part, D et e, d'autre part, s'expriment respectivement dans la même unité, étant un coefficient ëgal à 1 pour les tubes sans soudures, ou au coefficient nominal(a) de joint pour les soudures de fabrication défini au paragraphe 2.2, lorsqu'il s'agit de tubes soudés. L'épaisseur e du tube est celle prévue à la spécification, diminuée de la tolérance de fabrication en moins. Les tolérances de fabrication pour l'épaisseur, non compris la surépaisseur de soudure lorsqu'il s'agit de tubes soudés, sont fixées dans le cahier des charges de la commande. Lorsqu'il s'agit de tubes soudés, la surépaisseur intérieure de soudure ne doit pas excéder 4 millimètre (1) et le bourrelet intérieur est éliminé à chaque extrêmité sur une longueur de 100 millimètres,le meulage devant ménager un raccordement en pente douce. Les tubes ne doivent pas présenter de défaut de surface dont la profondeur dépasse le dixième de l'épaisseur e. b) Diamètre : Les tolérances de fabrication pour le diamètre extérieur sont fixées dans le cahier des charges de la commande. La paroi de chaque tube ne doit pas présenter d'enfoncement local dépassant 6,35 millimètres de profondeur ou affectant une plage dont la plus grande corde excède la moitié du diamètre D. c) Flèche. 2.5

Les tubes finis doivent être convenablement droits.

Chanfreinage des extrémités des tubes

Les tubes d'épaisseur au plus égale à 3 millimètres dans le cas d'assemblage par soudage électrique à l'arc et à 4 millimètres dans celui par soudage oxyacétylénique peuvent être terminés par une coupe droite sans chanfrein. pour les autres tubes, les extrémités sont chanfreinées par usinage ou pa oxycoupage mécanique, suivant un angle de 30 à 35" mesuré à partir d'une perpendiculaire à l'axe du tube, et de maniere à ménager sur chaque extrêmité un méplat de hauteur comprise entre 0,8 et 2,4 millimètres.

(1) Les tubistes devront s'efforcer d'améliorer leurs conditions de fabrication, de manière à réduire cette surépaisseur à 2 millimètres.

.O

Si le chanfreinage fait apparaître un doublage de la paroi, partie défectueuse du tube doit être chutée.

la

la coupe droite ou le méplat doit être plan et le plan ainsi déterminé, sensiblement perpendiculaire à la droite reliant les centres des sections terminales. 2.6 Accessoires

Les coudes, les raccords, les réductions et les tés sont prévus pour supporter en service une pression au moins égale à celle des tubes sur lesquels ils se montent. Les robinets-vannes, les robinets à tournant et les clapets de retenue sont en acier ou en bronze. E S S A I S ET E P R E W E S EN U S I N E DES TUBES ET DES ACCESSOIRES

3.1 Vérification du

coefficient de joint pour les fabrication des tubes soudés

soudures de

Le transporteur (1)détermine en usine le coefficient réel (a) de joint pour les soudures, défini comme le rapport de la charge unitaire nominale de rupture de l'éprouvette, visée au paragraphe suivant, à la charge unitaire nominale de rupture spécifiée dans le cahier des charges de la commande popUr le métal du tube fini. La détermination se fait d'après des essais de traction (essai A) sur des éprouvettes transversales découpées dans les tubes finis de manière que la soudure occupe le milieu de l'éprouvette. Il est prélevé une éprouvette par lot de :

-

-

400 tubes, quand le diamètre D est au plus égal millimetres

170

200 tubes, quand D est compris entre 170 millimètres et 320 millimètres, 100 tubes, quand D est au moins égal à 320 millimetres, les tubes constitués par deux viroles raboutées comptant pour deux.

L'essai A se fait suivant les conditions définies dans l'annexe nOl.

1) Dans la présente norme, le transporteur désigne toute personne physique ou morale entreprenant la construction ou l'exploitation d'un pipeline à hydrocarbures liquides.

Le résultat de l'essai est considéré comme satisfaisant lorsque al est au moins égal à 1 + a 2 ' Lorsqu'il n'en est pas ainsi, le lot est refusé si a est égal à 0,6 , mais, si a est supérieur, l'essai est renouvelé sur trois autres éprouvettes la valeur a2 finalement retenue pour al étant la plus petite de celle obtenues sur les quatres éprouvettes. \

Si a2"est inférieure à 0,8 , le lot est refusé. Si a2 est au moins égal à 0,8, le lot et accepté. Toutefois, il ne peut être utilisé que dans la partie de la conduite ou la pression maximale admissible en service et la contrainte transversale du métal sont liées par la relation donnée 1. au paragraphe 2.4 et dans laquelle e s t a remplacé par 2a 2

-

3.2 Contrôle des soudures de fabrication des tubes soudés

Les soudures effectuées en usine sont contrôlées et réparées, en tant que nécessaire, par le fabriquant des tubes suivant une technique ayant reçu l'approbation d'un organisme agréé par le Ministre chargé de l'énergie. Cette technique doit permettre de déceler tout défaut systématique qui serait de nature à compromettre la sécurité des tubes en service. Lorsque le coefficient nominal (a) de joint spécifié dans le cahier des charges de la commande est au moins égal à 0,8, les soudures de fabrication font l'objet d'une vérification complémentaire conformément à la règlementation en vigueur. Pour les soudures longitudinales ou hélicoïdales la vérification porte sur des éprouvettes transversales, prélevée dans les conditions définies au deuxième alinéa du paragraphe 8,sauf en ce qui concerne la proportion qui est fixée à une éprouvette par cinq cents mètres de tubes soudés. La vérification se fait par des essais d'évasement (essais B) quand le diamètre extérieur des tubes soudés est au plus égal à 150 millimètres, ou par des essais de pliage (essais C) dans les autres cas. Pour les soudures circulaires de raboutage de viroles, la vérification se fait par des essais de traction (essais D) sur des éprouvettes longitudinales, chevauchant la soudure et prélevées à raison d'une éprouvette par deux cents raboutages. Ce prélèvement d'éprouvettes peut toutefois être remplacé par un contrôle radiographique (essais = E) portant sur un pourcent des raboutages, une seule éprouvette longitudinale est alors prélevée par un essai mécanique destiné à vérifier, d'autre part, la bonne adaptation des électrodes utilisées à la nuance de l'acier des tubes, et, d'autre part, la bonne exécution de la soudure.

Le mode de prélèvement des éprouvettes, la définition des essais B I C, D et E l ainsl que les résultats exigés sont indiqués dans l'annexe n e 1. 3.3 Caractéristiques de ruptures par choc, sur barreaux entaillés, des tubes soudés terminés par dilatation ou par retreint

Les tubes soudés passés par un expenseur ou dans un laminoir à cannelures décroissantes font en outre l'objet d'une mesure de la caractéristique de rupture par choc, sur barreaux entaillés, apres un veillessement artificiel (essai F)

.

L'essai F porte sur des éprouvettes transversales, découpées en pleine tôle dans la zone opposée à la soudure et à raison de trois par tube prélevé tous les 400 tubes. Lorsque l'épaisseur du tube dépasse 10 millimètres, celle des éprouvettes est réduite à 10 millimètres,celle des éprouvettes est réduite à 10 millimètres par rabotage de la surface externe. L'essai F I dont la définition est indiquée dans l'annexe nOl, est destiné à fournir des informations techniques. 3.4 Epreuve des tubes Le fabricant des tubes effectue en usine et sous sa responsabilité une épreuve hydraulique de chaque tube à la pression fixée par le transporteur et en présence d'un organisme de contrôle agrée par le Ministre. Cette pression doit être telle que la contrainte transversale t, calculée à l'aide de la relation donnée au paragraphe 2.4, soit au moins égale à 60% de la limite d'élasticité Eo,2 du métal du tube finilau maximum-égale à 90% de cette limite. Pour les tubes soudés la durée de l'épreuve est de 15 secondes, pendant lesquelles ils sont martelés. Seul sont acceptés par le transporteur les tubes dont l'épreuve n'a pas provoqué de déformation apparente ni révélé de défaut. Toutefois, lorsque le fabricant a réparé un défaut de soudure apres llépreuve, le représentant* peut accepter le tube si l'importance du défaut, sa réparation, son contrôle, ainsi que le renouvellement éventuel de l'épreuve répondent aux exigences techniques prescrites par l'organisme visé au premier alinéa du paragraphe (3.2) 3.5 Epreuve des accessoires

Les coudes formés en usine à partir de tube acceptés par le transporteur dans les conditions définies au paragraphe 3.4 ne subissent pas d'épreuve chez le fabricant. Les autres coudes, les raccords, les réductions et les tés sont soumis en usine à une épreuve hydraulique dans les conditions fixées au paragraphe 3.4 pour les tubes. * Organisme de contrôle (représentant du transporteur)par exemple.

L

Les robinets-vannes, les robinets à tournant et les clapets de retenue sont soumis en usine à une pression hydraulique au moins égale à 120 % de la pression maximale prévue en service, sans que cette pression d'épreuve puisse provoquer en un point quelconque des contraintes dépassant 90% de la limite d'élasticité du métal. Ils sont acceptés par l'organisme de contrale s'ils ont supporté une cette pression d'épreuve sans fuite ni déformation pendant durée suffisante. - . 3.6 Marquage des tubes et des accessoires Les tubes, les coudes, les raccords, les réductions et les tés, qui ont subi avec succès l'épreuve définie au paragraphe 3.4 ainsi que les coudes formés en usine à partir de tubes acceptés par le transporteur dans les conditions fixées audit paragraphe portent une ou plusieurs marques indélébiles distinctives permettant de les identifier. Les autres accessoires acceptés par le transporteur dans les conditions fixées au troisième alinéa du paragraphe 3.6 portent également une marque indélébile d'identification. Les tubes et les accessoires acceptés doivent porter visiblement le poinçon de l'organisme de contrôle. 3.7 Procès-verbaux des essais et des épreuves en usine Le transporteur conserve dans ses archives les procès-verbaux des épreuves en usine et des essais mentionnés aux paragraphes 3.1,3.2.,3.3 3.4.,3.5, ainsi que les justifications établies par le fabricant des tubes pour la qualité et les caractéristiques de l'acier mentionnées aux paragraphes 2.1 et 2.2 et le métal d ' apport. Ces procès-verbaux en vigueur.

sont rédigés conformément à la

règlementation

4. REGLES DE POSE, D'EXPLOITATION ET D'ENTRETIEN 4.1 Pose de la conduite dans le sol

La conduite est enterrée lorsqu'elle traverse ou emprunte le domaine public, sauf en certains cas exceptionnels et en particulier dans ceux visés au dernier alinéa du point b et au premier alinéa du point c du paragraphe 4.7. Elle l'est en principe dans rie 1 et en catégorie II.

les autres emplacements de la catégo-

Toutes dispositions sont prises lors de la pose dans le sol, pour que la conduite soit parfaitement assise au fond de la tranchée et qu'elle ne risque pas, une fois posée, d'être soumise à des tensions anormales.

-

En catégorie 1, la hauteur de recouvrement définie comme la distance verticale entre la surface du sol et la génératrice supérieure de la conduite est d'au moins 80 centimètres. En catégorie II, la hauteur de recouvrement est d'au moins 80 centimetres en l'absence de particularités locales, telles la présence de terrains rocheux, la raversée de zones incultivables, la faible épaisseur de la couche arable la pratique du sous-solage, la présence d'un réseau de drainage ou d'un champ de captage. D'autre part, la hauteur de recouvrement peut être localement diminuée, sur avis conforme du service du contrôle technique, la protection du pipeline étant assurée soit par une enveloppe annulaire en béton d'au moins 5 centimetres d'épaisseur, soit par une dalle en béton placée au-dessus de la génératrice supérieure, soit par tout autre moyen équivalent. Lorsque ces particularités locales existent, la hauteur de recouvrement est fixée après consultation des administrations publiques compétentes, sans pouvoir être inférieure à 40 centimètres, ni supérieure à 100 centimetres. 4.2 Pose de la conduite à l'air libre

En certains cas exceptionnels concernant le domaine public et en particulier dans ceux visés au dernier alinéa du point b- et au premier alinéa du point C- du paragraphe 4.7, dans les emplacement de la catégorie 1 situés hors du domaine public et en catégorie II, une longueur de conduite peut être posée à l'air libre suivant les conditions fixées au paragraphe 2.3, lorsque la nature du terrain ou toute autre considération technique le justifie. Le transporteur prend alors toutes dispositions pour limiter les conséquences des éfforts supplémentaires qui pourraient solliciter la conduite; il tient notamment compte des contraintes dues au variations de température. 4.3 Voisinage d'ouvrages souterrains

Lorsque la conduite est posée dans le sol au voisinage dlouvrages souterrains, tels que des canalisations ou des câbles de toute nature, elle est protégée en vue d'éviter les détériorations que pourraient provoquer les conditions d'exploitation de ces ouvrages ou les travaux auxquels ceux-ci donnent lieu. En particulier, lorsque la conduite est placée à proximité de lignes électriques souterraines, elle est installée en conformité des prescriptions légales en la matière. Lorsque la conduite enterrée suit une direction commune avec une ligne souterraine de télécommunication, elle ne doit pas s'en apLorsqu'elle la croise, elle procher à moins de 40 centimetres. passe au-dessous de celle-i à une distance minimale de 40 centimètres et elle est extérieurement protégée par un revêtement renforcé sur une longueur de 3 nhtres de part et d'autre du point de croisement. *

t

Lorsque la conduite enterrée doit postérieurement à sa pose être croisée par une canalisation nouvelle d'hydrocarbures, de gaz, d'eau, d'électricité, ou par une ligne souterraine de télécommunication, celle-ci est en principe posée au-dessous de la conduite et en tout cas de manière à lui éviter toute détérioration. 4.4 Traversée de région minière

Lorsque la conduite traverse des régions affectées de mouvements de terrain, le transporteur prend toutes dispositions propres à remedier autant que possibles aux efforts dus aux affaissements. 4.5 Voisinage de ligne à haute tension

Lorsque la conduite doit croiser une ligne électrique aérienne de haute tension ou s'en approcher à une distance, mesuré suivant llhorizontale, inférieure à la hauteur des câbles électriques par rapport au sol, et que des dispositions particulières de sécurité s'imposent concernant en particulier la mise à la terre de certains pylônes,le transporteur fait prendre les mesures qui pemettent de palier les inconvénients résultant du croisement ou du voisinage, sous réserve des dispositions du paragraphe 8. 4.6 Traversée

de cours d'eau domaine public

et de

canal non compris dans le

Lorsque la conduite est posée dans le lit d'un cours dleau,oud'un canal, qui n'est pas compris dans le domaine public, le transporteur prend toutes dispositions permettant d'assurer sa conservation et de ne pas modifier les conditions dlécoulementdes eaux,ni la contamination de celles-ci. 4.7 Occupation du domaine public

Lorsque la conduite doit occuper une partie du domaine public, le transporteur se conforme aux prescriptions suivantes qui visent également les zones réservées le long des routes nationales faisant l'objet d'un plan de réservation : a) Les traversées de voies ferrées ou de deux types :

routes sont classées en

-

Le premier type applicable aux voies ferrées et en principe aux autoroutes ainsi qu'aux voies à grande circulation ;

-

Le deuxième type applicable aux autres voies routières sauf en certains cas spéciaux.

Dans les traversées des deux types la conduite est extérieurement protégée par un revêtement renforcé, comprenant par exemple :

-

Une couche dlimpre,ssion;

- Une couche d'émail bitumineux,

de 2 , 5 millimètres d'épaisseur, dans laquelle est noyée une armature de voile de verre ;

-

Un feutre d'amiante imprégné d'un produit à la nature de l'émail et formant enveloppe.

adapté

Les traversées du premier type sont aménagées de manière à permettre de réparer ou de remplacer la portion intéressée de conduite, sans creuser de tranchée dans le domaine public. A cet effet la conduite est placée dans une gaine constituée par un tube d'acier établie de manière à résister aux efforts auxquels la soumettront le remblai susjacent et les charges roulantes appelées à circuler sur la voie traversée : (l'Annexe NO4 contient un abaque donnant l'épaisseur minimale de la gaine sous les voies ferrées). La conduite est posée à une profondeur telle que la génératrice supérieure de la gaine soit située au moins : Pour la traversée de voie ferrée, à 1 metre sous les traverses

;

Pour la traversée d'autoroute ou de voie à grande circulation, à 1 metre sous la chausée et à 60 centimètre sous les fossés. La gaine a une longueur telle que ses extrêmités soient situées au moins : pour la traversée de voie ferrée, à 13 mètres du rail le plus proche ; Pour la traversée d'autoroute ou de voie à grande circulation, à 60 centimètres de la limite des emprises et en dehors de cellesci.

1

Le diametre intérieur de la gaine excède d'au moins 10 centimètres le diametre extérieur de la conduite. Si la gaine est constituée par plusieurs éléments, ceux-ci sont assemblés bout à bout par soudage électrique par fusion, de maniere à réaliser un ensemble étanche: le métal d'apport a la qualité définie au paragraphe 4.10 et les soudeurs employés doivent présenter la qualification exigée au paragraphe 4.11. La conduite est isolée de la gaine par un dispositif approprié. L'espace compris entre la conduite et la gaine est laissé vide, sauf aux extrêmités de cette dernière, ou il est obturé par un tampon annulaire, étanche à l'eau. A proximité des tampons d'extrêmité, deux reniflards sont piqués sur la gaine. Chaque reniflard est muni à son extrêmité d'un bouchon fileté en bronze, qui ne peut être dévissé qu'au moyen d'une clé spéciale; il débouche dans un ouvrage enterré, qui porte un couvercle métallique étanche et ne pouvant être enlevé qu'à l'aide de clés spéciales.

Toutefois, lorsque les conditions locales de la traversée des autoroutes et des voies à grande circulation ne permettent pas de mettre en place la gaine métallique, par exemple faute de dégagement suffisant, un autre mode de traversée est adopté dans les conditions indiquées plus loin. Les traversées du deuxième type sont en principe aménagées sans gaine métallique. La conduite est placée sur un lit de sable de 10 centimètres environ d'épaisseur et protégé par un dispositif avertisseur placé à au moins 60 cm de la génératrice supérieure consistant en une galette de béton maigre de 10 centimètres au moins d'épaisseur ou en un grillage galvanisé. Toute£ois, lorsque les conditions locales des voies routières non classées voies à grande circulation, telle que l'intensité de la circulation au point de traversée, rendent inopportun de creuser une tranchée et que la traversée est faite par forage horizontal, une gaine métallique est mise en place dans les conditions fixées pour la traversées du premier type. Si, par contre, la traversée est faite par galerie, elle est aménagé suivant des dispositions fixées dans les conditions indiquées à l'alinéa suivant. Dans les cas spéciaux de traversée du domaine public routier, la détermination de la variante à la gaine métallique, lorsque celleci ne peut être mise en place, le choix entre la galette de béton maigre et le grillage avertisseur, le recours à la gaine métallique ou la fixation des dispotions d'aménagement de la traversée qui sont prévus à l'alinéa précédent résulteront de l'instruction administrative précédant llexécution des travaux, que llautorisationintervienne sous la forme d'un arrêté d'occupation temporaire ou sous toute autre forme. b) L'occupation longitudinale d'une voie ferrée, d'une autoroute, d'une route nationale à grand parcours, moyenne, communication, route vicinale dlEtat ou moyenne communication en état de piste ne dépasse pas en principe une longueur de 50 metres. Elle ne doit pas intéresser :

La zone d'appui des traverses, s'il s'agit d'une voie ferrée, la conduite étant alors au moins distante de 2 metres du rail le plus voisin et de 1,50 mètre des bâtiments et des fondations d'ouvrages d'art ; La chaussée, s'il s'agit d'une voie routière. Un grillage galvanisé destiné à signaler la présence de la conduite enterrée est placé à au moins 60 cm de la génératrice supérieure

.

Lorsque la conduite enterrée doit emprunter longitudinalement les emprises d'une voie ferrée, la tranchée ouverte à cet effet est

éloignée d'au moins 2 mètres de la crête du talus si la voie est en tranchée, ou du pied de remblai.La tranchée destinée à recevoir la conduite est coffrée en terrain non argileux si la profondeur dépasse la moitié de la distance au rail le plus voisin, et en terrain argileux.

Sur une ligne électrifiée, la tranchée est située à l'extérieur des massif de caténaire et des dispositions particulières sont prises pour éviter de compromettre la stabilité des massifs. Si la tranchée est ouverte à moins de 3,50 mètres des pylônes, ceuxci sont étayés pendant toute la durée de son ouverture. De plus, si elle est ouverte à moins de 1,75 metre des pylônes, elle est coffrée. Enfin, si elle se trouve à moins de 1 metre d'un massif, elle est ouverte jusqu'à ce massif puis remplie de gros béton. Lorsque la conduite doit emprunter longitudinalement les emprises d'une vole ferrée et qu'en raison des conditions locales elle doit être posée à l'air libre, elle est en principe placée dans un caniveau d'ouvrage. Si cette solution ne peut être adoptée et que la conduite doive être fixée à un ouvrage d'art, la résistance de l'ouvrage ne doit pas être diminuée par les dispositifs de fixation retenus. Enfin, si la conduite doit emprunter un ouvrage donnant passage à la voie ferrée, elle est protégée sur toute la longueur de l'ouvrage par une gaine du type prévu pour la traversée de la voie. c) Lorsque la conduite doit occuper une partie du domaine public maritime du domaine public fluvial, le transporteur observe, pour la traversée ou l'emprunt des chaussées et des voies ferrées, les prescriptions énumérées aux paragraphes a et b. Dans le cas d'une traversée aérienne, le rapport, t/R défini au paragraphe 2.3 pour les tubes de la conduite est au plus de 0,33 et les supports de la conduite sont également calculés avec un coefficient de sécurité, rapporté à la résistance à la traction au moins égal à 3 . Lorsque la conduite traverse un canal, elle ne doit pas en compremettre l'étanchéité. Lorsque la conduite est posée dans le lit d'une voie navigable ou dans les eaux portuaires, elle doit être placée dans une souille dont la profondeur sera fixée dans chaque cas d'espèce par le Ministre des transports et des télécommunications. d) Dans le cas d'une traversée du domaine public d'une importance exceptionnelle, le transporteur doit appliquer les mesures particulières de protection demandées par l'autorité chargée de la gestion de ce domaine.Si ces mesures comprennent la mise en place de robinets-vannes aux deux extrémités de la traversée

ces accessoires seront disposés de manière à être inaccessibles au public. 4.8 Traversée des forêts domaniales Sauf dérogation accordée par l'administration publique compétente, la conduite ne doit pas emprunter de layons créés dans les forêts domaniales pour la pose de lignes électriques aériennes de haute tension. 4.9 Assemblage par soudure Sur le chantier, les tubes sont assemblés bout à bout par soudage électrique par fusion*, le désaffleurement intérieure de deux tubes à assembler une fois les tubes centrés et les clames en place, ne devant pas dépasser 2 millirnetres,lorsque le diametre extérieur est au plus égal à 513 millimètres, ou 3 millimètres dans les autres cas. Le soudage oxyacétylénique est toutefois admis lorsque le diametre extérieur de la conduite est de 100 millimètres au plus, que ltépaisseurne dépasse pas 6 millimètres et que la charge unitaire de rupture du métal n'excède pas 45 kgf/mm2. (1) Dans un premier stade, un certain nombre de tubes sont assemblés sur un côté de la tranchée, avant de subir l'essai pneumatique défini au paragraphe 5.1, leur ensemble constitue un trançon, qui peut ensuite être rabouté au tronçon suivant. Dans un second stade, le tronçon ou les tronçons raboutés sont descendus dans la tranchée, puis raccordés à ltextrêmité libre de la partie déjà en place de la conduite. 4.10 Qualité du métal d'apport Dans le cas du soudage électrique à l'arc, les électrodes sont enrobées et appropriées à la nuance de l'acier des tubes, ainsi qu'à la technique de mise en oeuvre. Elle déposent un métal, dont les caractéristiques mécaniques correspondent à la qualité définie par les normes tunisiennes NT 42.07 et NT 42.02 et dont la charge unitaire de rupture est au moins égale à celle du métal des tubes finis. elles sont conservées jusqu'au moment de ltemploi dans les conditions hygroscopiques prescrites par le fabricant.

*

Voir les normes tunisiennes NT 42-13 et NT 42-18. (1) 1 kgf/mm2 = 1 hbar = 1 daN/mm2 = 10 MPa.

9

Dans le cas du soudage o~yacétylénique~le métal d'apport est de la nuance définie par les teneurs suivantes pour les éléments autre que le fer :

.................................. 0108 à 0116 % ................................. 0,40 à 0,80 % 0,07 % au plus .............................. .................................. .................................. 0,04 % au plus

C Mn S + P S

P

0,04 % au plus

Si (cet élément étant nécessaire si la teneur en carbone est au moins égale à 0,12 %, mais indésirable si la teneur est inférieure). 0,20% au plus. 4.11 Qualification des soudeurs L'éxécution des soudures est confiée exclusivement à des soudeurs entraînés et ayant satisfait à l'épreuve définie par la norme tunisienne relative aux règles de qualification professionnelle des soudeurs sur pipelines. Les soudeurs sont placés sous la surveillance d'agents compétents et sont soumis à des épreuves périodiques de contrôle. 4.12 Exécution des soudures Les conditions de preparation, d'exécution et de contrôle des soudures sont précisées en une notice technique, remise à chacun des agents d'exécution ou de surveillance. Dans le cas du soudage oxyacétylénique, le transporteur utilise de l'acétylène convenablement épuré. Si un doublage de la paroi du tube apparaît lors du soudage, l'assemblage est interrompu et la partie défectueuse du tube, chutée. Lorsque les tubes ont été soudés en usine suivant une génératrice, les cordons longitudinaux de soudure des tubes raccordés doivent être décalés à l'assemblage d'environ 4 5 " et de manière à occuper la partie supérieure de la conduite en place. 4.13 Contrôle des soudures circulaires Les soudures doivent conférer à l'assemblage une résistance d'ensemble à la rupture au moins égale à celle des tubes. Il est fait un prélevement destructif toutes les cent soudures circulaires au début du chantier. Le taux de prélèvement peut être abaissé à 1 : 300 dès-que la qualité des soudures circulaires se fait par des essais de traction (essaiD). en annexe 1. Ce prélevement d'éprouvettes peut toutefois être remplacé par un contrôle radiographique (essai E) en Annexe 1 portant sur 20% des

soudures circulaires pour les zones de catégorie 1 et au moins 10%des soudures circulaires pour les zones de catégorie II et III. Au début du chantier, une seule éprouvette est alors prélevée pour un essai mécanique destiné à vérifier, d'une part, la bonne adaptation des électrodes utilisées à la nuance de l'acier des tubes, et d'autre part, la bonne exécuton de la soudure, il est fait de même à chaque changement du type d'électrodes. Le mode de prélèvement des éprouvettes, la définition des essais D et E, ainsi que les résultats exigés sont indiqués dans l'annexe nOl. 4.14 Assemblage à brides L'assemblage par soudure bout à bout peut être remplacé par l'assemblage à brides, lorsque ce mode de liaison s'impose, notamment pour des raisons d'isolement électrique ou de facilité de démontage, et sous réserve que la résistance à la rupture, suivant l'axe de la conduite des brides et de la boulonnerie les équipant soit au moins égale au six dixième de celle des tubes. Les matières utilisées le cas échéant pour assurer la parfaite étanchéité des joints doivent être imputrescibles et résister à l'action du sol, de l'eau, des produits transportés et de tous autres liquides qui au cours des épreuves pourraient être mis en contact avec les joints. 4.15 Coudes cintrés à froid Le transporteur peut utiliser des coudes formés à froid par cintrage de tubes acceptés en usine dans les conditions fixées au paragraphe 3.4, lorsque leur rayon axial de courbure est supérieur à vingnt fois le diamètre extérieur du tube. 4.16 Piquages Lorsqu'un tube est perforé en vue d'un piquage, des dispositions sont prises pour maintenir à cet endroit la résistance à une valeur-suffisante. 4.17 Surveillance et prévention de la corrosion interne en vue de déceler, de suivre et de limiter en catégorie 1 l'action corrosive que les produits transportés ou leurs impuretés pourraient exercer sur la surface interne de la conduite, le transporteur prend une des dispositions suivantes : Ou bien il met en place, lors de la pose de la conduiteldes pièces témoins, baignant en permanence dans le liquide transporté en des endroits convenables pour l'exploitation et se prêtant à un contrôle commode au cours de celle-ci.

Ou bien il confie le contrôle systématique des boues provenant de la conduite à un personnel spécialisé et chargé d'appliquer des consignes particulières. Lorsque le résultat de ce contrôle en fait apparaître la nécessité, le transporteur prend immédiatement des mesures pour limiter l'action corrosive des produits transportés. Il peut notamment utiliser un inhibiteur de corrosion obligatoirement normalisé. NOTE : Le transporteur se doit pour des raison de sécurité aviser les Ministres de la Défense Nationale et celui de l'Intérieur, comme il est tenu d'aviser pour des raison de faisabilité , les Ministres de l'agriculiture, de ltEquipementet des Transports (PTT notamment) et ce, dès la planification des travaux. Le Ministre de la Culture doit être aussi consulté si le tracé des travaux passe à proximité d'un monument ou d'un site classé. Ces services sont tenus d'émettre leurs avis au transporteur dans un délai de 2 mois. 4.18 Prévention

de

la

corrosion

externe

Lorsqu'un risque particulier de corrosion existe, du fait de llagressivité du sol ou de courants vagabonds les parties correspondantes de la conduite sont protégées exterieurement par un moyen approprié, à savoir : un revêtement, ou un dispositif de protection cathodique, ou l'ensemble de ces deux moyens conjugués, et conformément aux prescriptions suivantes : a) Avant de poser la conduite le transporteur procède à l'examen du tracé et à des mesures sur place, afin de déterminer l'agressivité des terrains, quelle qu'en soit la cause; Si ces mesures font apparaître un risque de corrosion, le transporteur doit mettre en place dans le plus bref délais un dispositif efficace de protection cathodique, établi en tenant compte du revêtement adopté; c) Dans les zones exemptes de courants vagabonds, si la conduite possede un revêtement, le transporteur en apprécie l'efficacité d'après la valeur du potentiel de la conduite Dans ces zones, si la résistivité du sol au niveau de la conduite est inférieure à 80 ohm/m2/m* en un point quelconque durant une partie notable de l'année, le transporteur met en place un dispositif efficace de protection cathodique dans la partie correspondante, un an au plus tard après la descente en tranchée, que la conduite possede ou non un revêtement. ou te fois si la résistivité est comprise entre 20 et 80 ohm/m2/mt le transporteur est dispensé d'appliquer cette prescription lorsque la conduite est de faible longueur ou que le pipeline a un caractère temporaire.

*

par mètre de profondeur.

d) Dans toutes les zones où le transporteur a mis en place un dispositif de protection cathodique, il en contrôle l'efficacité au moins deux fois par an, à des époques judicieusement choisies. c) Si après la pose de la conduite le transporteur craint une aggravation notable de l'agressivité du sol le long du tracéfil effectue les mesures correspondantes de contrôle. f) Lorsque le résultat des mesures visées aux paragraphes d et e en font apparaître la nécessité, le transporteur prend immédiatement toutes dispositions propres à maintenir ou à réaliser une protection cathodique efficace. g) Enfin le dispositif de protection cathodique visé aux paragraphes b, c, et f doit être réalisé en conformité, d'une part, des prescriptions règlementaires en la matière et, d'autre part, des instructions sur la protection des câbles " souterrains de télécommunication contre la corrosion. 4.19 Contrôle de la corrosion

Le transporteur conserve dans ses archives le compte rendu détaillé des mesures et des examens visés aux paragraphes 4.17 et 4.18 ainsi que des dispositions prises pour rémédier aux defauts constatés. Ces documents restent à la disposition de la jurisprudence en la matière pour contrôle et action décisive en cas de nécessité. Ces documents doivent être accessibles à tout instant. Utilisation de racleurs et d'indicateurs radio-actifs L'utilisation de racleurs se fait suivant des règles définies dans une consigne particulière établie par le transporteur conformément à la règlementation tunisienne en vigueur. Il en est de même pour l'utilisation d'indicateurs radio-actifs. 4.21 Détection des fuites et travaux d'entretien

La détection des fuites et les travaux d'entretien de la conduite se font suivant les règles spéciales de sécurité en la matière. En particulier, avant toute opération entraînant l'emploi de feux nus, le transporteur prend les dispositions permettant d'éviter tout danger d'explosion ou d'incendie. En outre, dans le cas d'une conduite enterrée transportant des produits chauds, lorsque les travaux d'entretien ont .nécessité l'ouverture de la tranchée, celle-ci doit être comblée avant la remise en service.

,

M

*

A chaque tournée d'inspection de la conduite et pour le moins une fuis l'an, le transporteur visite les ouvrages enterrés munis de regards visés au paragraphe 4.7, devisse les bouchons filetés des reniflards et s'assure que ceux-ci ne présentent aucune odeur révélatrice de fuite.

1 4.22 Accidents et incidents (Voir

NT 109.01 paragraphe 6.4)

En cas d'accident causé par le pipeline ou d'incident risquant de compremettre la sécurité publique, le transporteur prend d'urgence toute mesure qu'il juge nécessaire.

1

l

5. EPREWE SUR LE TERRAIN

1

5.1 ~ s s a ipneumatique de tronçon avant de revêtir, s'il y a lieu, les soudures de chantier et de combler la tranchée, le transporteur essaie chaque tronçon de la conduite à l'air comprimé à une pression d'au moins 6 kgf/cm2 et pendant deux heures au minimum. Pour cet essai les soudures effectuées sur le chantier sont enduites d'un liquide permettant de déceler par moussage toute fuite éventuelle.

1

5.2 epreuve de section apres l'assemblage de ses tronçons - et le cas échéant apres l'achèvement du revêtement visé au paragraphe 4.18 - chaque section de la conduite posée en catégorie 1, II et III est soumise à une épreuve hydraulique, à une pression égale à 120% de la pression maximale prévue en service. Toutefois, le transporteur peut utiliser l'un des produits à transporter, lorsque la pression d'épreuve sur le terrain ne dépasse pas celle des tubes en usine. La durée de l'épreuve est au moins de six heures.

1

Lorsque la conduite est télescopique, le transporteur doit avoir prévu, lors de la construction, les dispositifs qui permettent d'effectuer l'épreuve de chaque section dans les conditions définies au présent paragraphe. 5.3 Vérification des joints restant à contrôler

Les joints dont l'étanchéité n'a pas été verifiée au cours des épreuves de sections, notamment les raccordements de section , sont ensuite contrôlés, avant de compléter le revêtement s'il y a lieu,en s'assurant de l'absence de fuite au droit des assemblages. La vérification se fait en refoulant l'un des produits à transporter, à la pression maximale prévue en service.

I

5.4

Dispositons opératoires

Pour l'épreuve de section définie au paragraphe 5.2, il est tenu compte de la densité du liquide utilisé et du profil en long de la conduite. L'eau lorsqu'elle est utilisée, doit être exempte de sédiments en suspension, mais peut être additionnée d'un inhibiteur de corrosion. Avant l'épreuve, le remplissage de la conduite doit avoir été fait de manière à en évacuer l'air. Si un défaut apparaît lors d'un essais de tronçon, d'une épreuve de section ou d'une vérification de joint, le transporteur y remédie, puis renouvelle l'épreuve, avant de passer à la suivante. En particulier, tout défaut de soudure est entièrement éliminé par gougeage ou par meulage, poussé jusqulà la racine de la soudure, et la reprise, effectuée par soudage électrique à l'arc, le soudage oxyacétylénique étant admis si le procédé a été utilisé pour llassemblage.

u \

Le transporteur conserve dans ses archives les procès-verbaux des essais de tronçons visés au paragraphe 5.1 des épreuves de sections définies au paragraphe 5.2, ainsi que des vérifications de joints prévues au paragraphe 5.3. Ces documents restent à la disposition de la jurisprudence en la matière. Le transporteur ne doit mettre le pipeline ou une partie de l'ouvrage en service qui si les épreuves de sections et les vérifications correspondantes de joints ont donné des résultats satisfaisants conformément à la règlementation tunisienne en vigueur. 5.5

Réépreuve décennale

L'épreuve défini au paragraphe 5.2 une pression égale :

renouvelée tous les dix ans A

En catégorie 1, II et III à 110 % de la pression maximale admise en service et suivant les autres prescriptions des paragraphes 5.2 et 5.4

I

-y

-, i

l

Toutefois, le transporteur peut utiliser l'un des produits transportés,quelle qu'ait été la pression d'épreuve des tubes en usine. De plus lorsque la conduite est télescopique et que les sections d'épaisseurs différentes ne sont pas munies de robinets-vannes permettant de les isoler, la vérification de l'étanchéité se fait en refoulant l'un des produits transportés, à la pression maximale admise en service. Le transporteur conserve dans ses archives le procès-verbal de réépreuve décennale. 6. MODIFICATION DES CONDITIONS D'EXPLOITATION

I 'f Toute modification apportée au pipeline se fait suivant les règles 6.1 Modification du pipeline

1,

-

rappelées au paragraphe 4.2.1 pour les travaux d'entretien. Lorsque la modification porte sur le remplacement d'une partie de la conduite, chaque section intéressée fait l'objet d'un essai pneumatique, d'une épreuve et, s'il y a lieu, d'une vérification de joints dans les conditions de pression et de durée fixées aux paragraphe 5.1, 5.2, 5.3, et 5.4. Le transporteur effectue llépreuve et la vérification de joints selon la réglementation tunisienne en vigueur dès que les possibilités de l'exploitation le permettent; il en conserve les proces-verbaux dans ses archives. Lorsque le transporteur établit une connexion temporaire au cours de la modification de la conduite, les tubes, les accessoires et l'appareillage mis en oeuvre doivent avoir subi avec succès en usine une épreuve hydraulique à une pression P et ne peuvent être utilisés que la ou la pression locale temporaire en service est limitée 2i : P

dans les emplacements de catégorie 1, II, et III.

1,2

En outre, les assemblages réalisés par soudage doivent, avant d'être branchés sur la conduite, avoir subi avec succès un essai pneumatique dans les conditions de pression et de durée fixées au paragraphe 5.1. 6.2 Relèvement de la pression de refoulement

Le transporteur peut relever la pression maximale de refoulement si les taux de contrainte pour les tubes restent limités aux valeurs fixées au paragrahe 2.3, si de plus les accessoires mentionnés au deuxième alinéa du paragraphe 3.5 ont subi avec succès en usine l'épreuve hydraulique à une pression au moins égale à 120% de la nouvelle pression maximale prévue en serviceletqu'en outre des résultats satisfaisants aient été obtenus lors d'une épreuve complémentaire sur le terrain faite en conformité des paragraphes 5.2 et 5.4, sauf en ce qui concerne la pression qui est égale : En catégorie 1, et II et III à 110% de la nouvelle pression maximale prévue en service. Enfin les joints restant à contrôler se vérifient dans tions définies au paragraphe 5.3.

les condi-

Le transporteur conserve dans ses archives les proces-verbaux de ces épreuves et de ces vérifications de joints. Quant à la réépreuve décennale, elle sera effectuée suivant les prescriptions du paragrahe 5.5.

i

7. STATIONS DE POMPAGE ET TERMINAUX 7.1 règles générales

Les stations de pompage et les terminaux des pipelines sont construits et exploités,quel que soit leur emplacement, conformément à celles des règles d'aménagement des dépôts d'hydrocarbures liquides qui leur sont applicables (Voir règlementation tunisienne en vigueur)

.

7.2 Appareils de contrôle

Au départ de chaque station de pompage, un manomètre indique la pression de refoulement. Si le fluide transporté est réchauffé, un thermomètre indique la température du fluide au départ. La pression maximale de refoulement est indiquée de façon apparente dans chaque pomperie. Des dispositifs convenables doivent être utilisés pour empécher le déplacement de la pression maximale de refoulement et en cas de coup de bélier, un dépassement en un point quelconque de la conduite des taux de contrainte visés au dernier alinéa du paragraphe 2.3.

8.

VANNES DE SECTIONNEMENT EN LIGNE

Les vannes de sectionnement en ligne doivent être situées à 30 mètres au moins des immeubles d'habitation, des établissements recevant du public, des établissements autres que pétroliers et rangés pour risque d'incendie ou d'explosion dans la première classe des établissements dangereux insalubres ou incommodes, ou des installations de défense nationale présentant des risques d'incendie ou d'explosion. Les vannes de sectionnement en ligne, leurs organes de commande et les câbles électriques armés alimentant les moteurs électriques des vannes doivent être à l'abri des chocs et de toute autre cause de détérioration. une clôture doit être installée de manière à rendre inaccessible de l'extérieure les volants de manoeuvre des vannes. La clôture doit avoir une hauteur minimale de 3 mètres, sa partie inférieure devant être maçonnée, en dehors de l'emplacement de la porte, sur une hauteur d'au moins O I 8 O mètre hors sol, le reste devant être grillagé avec du fer 8 8. La clôture doit être munie d'une porte incombustible fermant a clé. Lorsque la vanne de sectionnement est actionnée par un moteur électrique, le moteur de la vanne et le matériel électrique de commande doivent être d'un type de sécurité pour atmosphères explosives. Lorsque l'installation située a l'intérieur de la clôture est munie de l'éclairage électrique, celui-ci doit être réalisé au moyen de matériel étanche à l'immersion.

REGLEMENT DE SECURITE POUR LES PIPE-LINES A HYDROCARBURES LIQUIDES OU LIQUIFIES SOUS PRESSION

N'1 A N N E X E (fait partie de la NT 109.02) ESSAIS A, B, C, D, E et F

Essai A (Essai de traction d'éprouvette transversale) Dans le tube fini. rél lever Dar sciaae. ou sar fraisaae. ou Dar oxycoupage suivi du-meulage Ides chants; une-éprouvett& transbersale de traction (fg.l), de 40 millimètres de largeur, découpée de manière que la soudure en occupe la partie médiane.

I

I

7IS/r‘

Laisser le cordon brut de soudure et redresser l'éprouvette par une flexion lente à froid sans choc. avant de lui faire subir l'essai de traction conforme à la norme NT 25.03 (1984)

Soudure longitudinale

Le résultat de l'essai A est satisfaisant lorsque sont remplies les conditions précisées au 3.1 de la norme NT 109-02.

Soudure hélicoidale

.

Fig. 1

- - - -DI- -1

Essais B (Essai d'évasement)* Dans le tube fini de diamètre D, découper une portion, de longueur 1 compris entre 0 , 7 5 D et D (fig.2). En dresser une extrémité et abattre les arêtes de celle-ci dans le sens circulaire, afin de faire disparaftre tout sillon risquant d'amorcer une entaille, puisque araser, s'il y a lieu, le cordon de soudure sur les deux faces. L'essai B se fait en enfonçant lentement à la presse un poinçon conique en acier dur, ayant un angle au sommet de 45', de manière à évaser l'extrémité dressée de la portion de tube éprouvé.

Fig.2

Le résultat de l'essai B et satisfaisant lorsque est obtenu sans fissuration l'évasement; mesuré par le rapport du diamètre extérieur Dl de l'extrémité évasée au diamètre initial D qu'indique le tableau suivant : ICaracteristique [du tube fini

1

I

I

IEpaisseur e.....

*

1

Charge unitaire de rupture 48 kqf/mm2 48 kgf/mm2 (1) 1 8 mm

I

I

Voir aussi la NT 25-39. (1) 1 kgf/mm2 = 1 hbar = 1 daN/mm2 = 10 NPa.

I

I

I

I

Essai

C

(Essai de pliage guidé)

*

Dans le tube fini, prélever deux éprouvettes transversales d'au moins 150 millimètres de longueur, suivant les modalités définies au premier alinéa de l'essai A pour les éprouvettes transversales de traction.

.'

Araser le cordon de soudure sur les deux faces de chaque éprouvette.Blanchir a la lime et dans le sens de la longueur la face appelée à venir au contact de la matrice (voir l'alinéa suivant), afin de faire disparaitre tout sillon risquant d'amorcer une entaille, la plage blanchie doit avoir une longueur d'environ douze fois l'épaisseur du tube et comprendre le cordon de soudure dans sa partie médiane. Dresser les flancs dans le sens de leur longueur. Adoucir les angles, en abattant les arêtes de manière à ne laisser aucune strie transversale. Mandrin La tireté représente les rouleaux trempés pouvant être utilisés aux époulements

Coles porte-mandrin lorsqu'elles existent /-

Motrice en

L'essai C se fait en pliant d'environ 180' chaque éprouvette, l'une dans le sens de la concavité, l'autre dans le sens opposé, de façon que la soudure soit située dans la zone de cambrage et en utilisant un outillage en acier dur (fig.3) composé :

*

i

Voir aussi la NT 25-04.

d

D'un mandrin qui a la forme d'un prisme rectangulaire, de dimension transversale cotée 2rl et se terminant par un demi-cylindre de rayon rl; D'une matrice en forme d l U , qui peut porter des cales appelées à retenir le porte-mandrin, qui est munie d'épaulements trempés et graissés ou de rouleaux trempés de rayon 2c 1 (voir lfalin&a suivant) destinés à faciliter le cambrage, et qui se termine par un demi-cylindre de rayon r2. Les rayons rl et r2 ont une valeur en millimetres fixée dans le tableau suivant en fonction de l'épaisseur nominale cl du tube, également exprimée en millimètres.

1 i~imensionsessentielles Ide l'outillage

I

i 1

Charse unitaire minimale de rupture du tube fini (kgf/mm2) 42

1

44

1

46

1 I

1

Le résultat de l'essai C est satisfaisant lorsque sont réalisées les trois conditions suivantes : 1" Les éprouvetes ne sont pas rompues; 2' Aucune fissure excédant 3 , 5 millimètres ne s'est formée dans la 3'

soudure ni dans la zone de liaison; Les fissures formées sur les bords des éprouvettes n'excèdent pas 6,5 millimètres.

Essai D (Essai de traction d'éprouvettes longitudinales) Dans le tube fini, prélever par oxycoupage des éprouvettes longitudinales équidistantes, en nombre n (voir tableau ci-après), de 25 millimètres de largeur et de longueur appropriée a la machine de traction utilisée; les découper de manière que la soudure en occupe la partie médiane (fig.4) et conduire lloxycoupagede façon à ne pas créer de sillon risquant d'amorcer une entaille dans le corps des éprouvettes.

Fig. 4

Soumettre les éprouvettes à l'état essai de traction.

brut à un

." Le résultat de l'essai D est satisfaisant lorsque le nombre d'éprouvettes rompues dans la soudure est au plus égal à la quantité p '

portée dans le tableau suivant :

I

1 1 1 1 I

I I I I I I

.

I

n I P I 1 (nombre d ' éprou- 1 (nombre d ' éprou- 1 Diamètre extérieur D du tube Ivettes longitu- Ivettes dont la 1 en mm

91 171 251 351 501

à à à A à

90 170 250 350 500 700

Idinales préle1 vées)

......... ......... ......... ......... ......... .........

1 1

1 1 1 1

I

3

4 6 8 10 16

lrupture dans la [soudure est 1 admise)

I I I I I l

1 1 2 2 2 3

1

I I I I I

I

I

I

Essai E(contrÔ1e radiographique des soudures circulaires) Les radiographies portent sur une longueur de joint pour 100 soudures circulaires successives. Elles peuvent se fraire soit sur une soudure entière, soit sur des portions de soudure d'orientation différente et couvrant au total une longueur identique. L'indice de visibilité des radiographies exprimé suivant la norme NT 4 2 . 2 6 * . Indicateur de qualité d'image. Examen radiographique pour les essais destructifs - Principes et Identification est au moins égal à O. Toutefois, l'intérieur du tube étant inaccessible, l'indicateur de qualité d'image est, placé sur la face de sortie du rayonnement. Dans ces conditions, la qualité de l'image obtenue s'apprécie en deux temps de la manière suivante : 1' les-conditionsde radiographie choisies sont contrôlées en radiographiant une soudure circulaire sur un tube témoin de mêmes caractéristiques que celles de la conduite et de longueur permettant la mise en place, en plus d'un indicateur de qualité d'image A disposé sur la face de sortie du rayonnement, d'un indicateur de qualité d'image B, placé sur la face d'entrée du rayonnement. L'image de l'indicateur B sert à exprimer l'indice normal de visibilité pour la radiographie type ainsi obtenue.

La qualité d'image des radiographies de production prises dans les mêmes conditions est appréciée en rapprochant l'indice de visibilité de comparaison, donné par l'image de leur indicateur placé sur la face de sortie du rayonnement, de l'indice de visibilité donné par ltindicateurA de la radiographie type. 2'

*

Voir NT

42.26

et NT

42.28

u-

La voile des films utilisés dans les conditions retenues de développement ne doit pas correspondre à une densité dépassant 0,3. L'interprétation des radiographies se fait sur un appareil de lecture de puissance lumineuse convenable. Le résultat de l'essai E est satisfait lorsqu'on ne constate aucun des défauts suivants :

1 a. Fissures;

b. manque de pénétration sur une longueur cumulée dépassant 20% de la longueur d'un joint; c. Soufflures généralisées. En cas de difficulté d'interprétation, recourir à l'essai mécaD (Essai de traction d'éprouvettes longitudinales).

Essai F(Essai de rupture par choc, sur barreaux entaillés, après vieillissement artificiel pour les tubes soudés terminés par dilatation ou par rétreint)

.-

.... .. -. .......,.... ... . .....

Dans le tube fini, prélever trois éprouvettes transversales de 65 millimètres de longueur et de 10 millimètres de largeur, découpées en pleine tôle dans la zone opposée à la soudure

Fig. 5 Les éprouvettes ont l'épaisseur du tube lorsque celle-ci ne dépasse pas 10 millimètres; dans le cas contraire, réduire l'épaisseur des éprouvettes à 10 millimétres par rabotage de la surface externe. Tiédir les éprouvettes en les plaçant pendant une demi-heure dans une étuve à 2 5 0 a C t puis les redresser par une flexion lente à froid sans choc. Pratiquer ensuite dans chaque éprouvette une entaille UF (Fig. 6), orientée de façon que l'axe du fond semi-cylindrique soit perpendiculaire à la surface interne du tube, et profilée, sauf en ce qui concerne l'épaisseur, aux cotes prescrites par la n o m e NT 25.14 (1984). 3 F Réduire la longueur de chaque éprouvettes à 55 millimétres, en opérant de manière que l'entaille en occupe la partie médiane. Exécuter l'essai de rupture par choc à O'C suivant les conditions indiquées dans la norme NT 25.14 (1984)

.

Eprouvette entaillée UF Fig. 6

Exprimer les résultats en kilogrammétres par centimétre carré de la section réelle de l'éprouvette au droit de l'entaille avant 1 ' essai.

REGLES DE QUALIFICATION PROFESSIONNELLE DES SOUDEURS SUR PIPE-LINE (fait partie de la NT 109.02)

1. DEFINITION DE LA QUALIFICATION PROFESSIONNELLE

Les soudeurs à l'arc ou au chalumeau oxyacétylénique qui travaillent sur un pipe-line sont dénommés :

-

soudeurs en rotation, lorsqulilssoudent exclusivement à plat; ou soudeurs en position, dans le cas contraire, de tels soudeurs étant a fortiori qualifiés pour souder en rotation.

.Ils doivent être titulaires d'un certificat de qualification professionnelle correspondant à leur catégorie et délivré dans les conditions fixées au paragraphe III lorsqu'ils ont subi avec succès l'épreuve de qualification au paragraphe II. II. EPREWE DE QUALIFICATION PROFESSIONNELLE* a. Définition de l'épreuve - Le soudeur exécute suivant sa catégorie c'est-à-dire en opérant à l'arc ou au chalumeau oxyacétylénique, et soit en rotation, soit en position - L'assemblage de deux portions de tube, de 200 millimètres au moins de longueur, ayant le diamètre et l'épaisseur des tubes du pipe-line sur lequel il doit travailler ou s'en écartant au maximum de 20% en plus ou en moins. Toutefois, lorsque le diamètre nominal du tube tronçonné n'excède pas 170 millimètres, le soudeur excécute deux assemblages et, quand ce diamètre dépasse 500 millimètres, il fait seulement le soudage sur une demi-circonférence. Les portions à assembler sont prélevées à la suite dans le même tube, de façon que les surfaces à joindre aient les mêmes dimensions. La préparation de l'assemblage pour l'épreuve, c'est-à-dire la forme des chanfreins et l'écartement des bords se fait dans les conditions de travail du chantier. Le soudeur utilise les électrodes, ou le métal d'apport suivant le cas, les appareils de soudage ainsi que le matériel accessoire qui sont prévus pour les travaux du pipe-line, et il applique la méthode en usage sur le chantier. En soudage à l'arc, le nettoyage entre passes se fait avec les outils prévus pour l'éxécution des travaux.

*

Voir aussi la NT 42.32 et l'annexe B de la NT 109.04.

L'épreuve est effectuée avec succès lorsque,conformément aux dispositions des paragraphes b, d et c, l'aspect de l'assemblage exécuté par le soudeur - ou des deux assemblages effectués lorsque le diamètre nominal du tube n'excède pas 170 millimètres n'appelle aucune observation et que l'examen de texture ainsi que les essais mécaniques donnent des résultats satisfaisants.

-

b. Aspect de llassemblage Les deux portions de tube assemblées ne doivent presenter aucune dénivellation entre elles. La soudure soit être bien centrée sur le joint. A l'endroit le cordon de soudure doit être régulier, ne ni creux, ni caniveau, ni morsure d'arc et sa surépaisseur ne doit pas excéder 2 millimètres. A l'envers le cordon ne doit pas presenter de saillie dépassant 1,5 millimètre. c. Prélèvement des éprouvettes pour les essais mécaniques et des côtes pour l'examen de texture - Dans l'assemblage exécuté par le soudeur ou dans les deux assembalges effectués lorsque le diamètre nominal du tube n'excède pas 170 millimètres - prélever par oxycoupage des éprouvettes longitudinales équidistantes, en nombre n (voir tableau page 3 6 ) , de 25 millimeres de largeur et de longueur appropriée à la machine de

-

/' éprouvettes longitudinales

traction utilisée; les manière que la soudure partie médiane (fig.7) l'oxycoupage de façon à de sillon risquant d entaille dans le éprouvettes.

découper de en occupe la et conduire ne pas créer amocer une corps des

Ces n éprouvettes longitudinales sont destinées aux essais mécaniques.

-

Après leur découpage l'assemblage ou les deux assemblages effectués lorsque le diamètre nominal du tube n'excède pas 170 millimètres présente n côtes, qui sont détachées par oxycoupage pour subir l'examen de texture.

-

d. Examen de texture des côtes. - Dans l'axe de la soudure de chaque côte effectuer une saignée à la scie d'une profondeur de Smillimètres sur les chants et de 2 à 3 millimères sur le dessus suivant l'importance de la surépaisseur de soudure, puis éliminer le bourrelet intérieur et rompre l'assemblage par pliage dans le métal déposé. Examiner les cassures obtenues et retenir pour l'examen de texture la face de chaque côte qui présente les défauts de compacité les plus apparents. Dénombrer les défauts de compacité et avaluer approximativement leur aire en substituant a chaque défaut laminé un rectangle fictif de superficie équivalente (fig.8).

soient : ' s la somme des surfaces des rectangles fictifs équivalents. -

T

,

--

-

1

la section de la côte rompue. s Le rapport k = exprime en centièmes le défaut de texture affec-

S

-

S

la côte examinée. I1 tant En désignant par :

1

ZS

la somme des surfaces des défauts de compacité,

1 zs la somme des sections rompues, le rapport K ='Es - exprime en centièmes de défaut de texture pour 2s 1 'ensemble du joint.

L'examen de texture est satisfaisant lorsque sont remplies les trois conditions suivantes : 1' La plus grande dimension du plus gros défaut de compacité

observé ne dépasse pas les 2,5 de l'épaisseur du tube; 2" k est au plus égal à 0,05 pour la côte présentant le plus de défauts de compacité; 3" K est au plus égal à 0,03 pour llensemble des côtes. e. Essais mécaniques des éprouvettes longitudinales.- Laisser les cordons bruts de soudure. Soumettre à un essai de traction les n éprouvettes longitudinales qui ne devront avoir subi aucun usinage sauf dans le cas ou une strie profonde d'oxycoupage formerait une amorce de rupture. Les essais mécaniques sont satisfaisants lorsque le nombre d'éprouvettes longitudinales rompues dans la soudure ou dans la zone de liaison de la soudure est au plus égal à la quantité p portée dans le tableau suivant. IDiametre lnominal Idu tube 1 en mm

1 1 1 1 1

91 1171 1251 1351 1501

à à à à à

1 1 n 1 . P I 1 nombre [Nombretotal d'ép-1 (nombre d'éprouvettesl ~d'assemblage~rouvettes longitu-llongitudinales dont 1 1 Idinales pré1evées)lla rupture dans la 1 1 1 ]soudure ou dans la ( 1 1 lzone de liaison de la1 Isoudure est admise) 1 1 2 1 6 1 1 I 1 2 8 1 I I I 1 1 6 1 I I I 1 1 1 1 8 I L1 1 1 10 1 1

90 170 250 350 500 700 1

I/ 2

I

8

I

1

I

III. CERTIFICAT DE QUALIFICATION PROFESSIONNELLE Le certificat de qualification professionnelle est établi par le transporteur ou par une personne physique ou morale agréée par lui. Il doit être daté, indiquer la catégorie du soudeur auquel il est destiné et préciser le diametre et l'épaisseur du tube sur lequel a porté l'épreuve de qualification. Il permet le soudage de tubes dont le diametre et l'épaisseur diffèrent de 20% au plus des dimensions du tube utilisé pour l'épreuve. Le certificat de qualification professionnelle est valable pour la durée du chantier, à la condition que le soudeur n'ait pas interrompu son travail pendant plus de trois mois et que le mode de soudage utilisé n'ait pas subi de modification notable. Lorsqutunedéfaillance est constatée au cours du soudage,le renouvellement de l'épreuve de qualification peut être exigé. Si apreç-cette nouvelle épreuve le travail du soudeur prksente encore des défauts, le certificat de qualification professionnelle de l'intéressé peut être retiré.

e

w

A N N E X E N"3 (fait partie de la NT 109.02) CALCUL DE LA VARIATION DE PRESSION EN FONCTION DE LA DIFFERENCE DE TEMPERATURE AU COURS DES EPREWES HYDROSTATIQUES La présente annexe a pour objet de calculer la variation de pression en fonction de la différence de température, lorsqu'une conduite en acier, estimée en équilibre thermique, est soumise à une épreuve hydrostatique d'étanchéité à l'eau ou à un produit pétrolier La relation cherchée s'établit en observant que le volume du liquide d'épreuve subit la même variation que le volume intérieur de la conduite, lorsque celle-ci est étanche. Deux catégories d'ouvrages sont à distinguer, suivant que la conduite est ou non constituée par des tubes de mêmes caractéristiques géométriques nominales. Dans chaque cas, avant d'établir la relation cherchée, il paru intéressant d'étudier les conséquences de la mise en pression de la conduite. Voici les notations utilisées : D : diamètre extérieur des tubes de la conduite; d : diamètre intérieur des tubes de la conduite; e : épaisseur des tubes, exprimée dans la même unité que D et d; E : module d'élasticité, en kgf-mm2*,de l'acier des tubes (E = 20 000); 0': coefficient de poisson de l'acier des tubes (G = 0,3); ;y : coefficient de dilatation cubique de l'acier des tubes (y = 0,000 036) ; L : longueur de la conduite; v : volume intérieur de la conduite; p : pression effective, en kgf-cm2*,du liquide dans la conduite; -x : compressibilité isotherme du liquide d'épreuve; Ap : coefficient de dilatation du liquide remplissant la conduite à la pression p. 1. CONDUITE A L'AIR LIBRE

A. Cas particulier d'une conduite à l'air libre constituée par des tubes de mêmes caractéristiques géométriques nominales. 1". Mise en pression de la conduite - Supposons que la conduite soit mise en pression à température constante. Sa déformation se borne alors à une dilatation élastique.

a. Augmentation du volume intérieur de la conduite sous l'effet de la pression. - La contraitne transversale p(D-e)** augmente le 200e diamètre de la conduite et la contrainte longitudinale p(D-e), 400e * 1,02 kgf/mm2 = 1 hbar = 1 daN/mm2 = 10 MPa ** Dans la règlementation des pipe-lines, cette expression de la contrainte transversale en fonction du diamère moyen a &té simplifiée dans un sens favorable à la sécurité.

2

exprimée également en kgf-cm , sa longueur. si on désigne par d l'augmentation du diamètre intérieur et par A L celle de la longueur, on a :

A ~ L (1 =-

2o) p(D-e)

L

400 Ee

Le volume intérieur de la conduite, qui était à l'origine v = V d2 L a subi une augmentation relative qui est, en négligeant 4

les termes du second ordre : Av = 2 A d + A L = 9,5 p ( D-e) v d L 1 000 Ee d'ou : -6 A v = 0,475 pv D-e 10 e b. Volume complémentaire à injecter dans une conduite remplie à la pression atmosphérique pour la mettre en pression. Lorsque la conduite a été remplie & la pression atmosphérique de manière à ne plus contenir d'air, sa mise en pression nécessite l'injection d'un volume complémentaire &v destiné à compenser, d'une part, l'augmentation hv du volume intérieur de la conduite, donnée par la formule (l), et, d'autre part, la diminution - A v l du volume du liquide sous l'effet de la pression p. Commex désigne la compressibilité isotherme du liquide utilisé pour mettre la conduite en pression, on a Avl

=-Sp v

d'ou Av1

=hv

-

A vl

-6 =

0,475 pv D-e e

10

+ YPv=

-6 pv(y+0,475 E . 1 0 e

)

(2)

Pour tous les liquides, la compressibilité isotherme xdécroit régulièrement lorsque la pression augmente. Pour lveau,la table 1 donne la valeur de %en fonction de la pression et de la température d'après Amagat. Pour les produits pétroliers liquides, on admet en pratique que la compressibilité isotherme 3: dépend seulement de la densité. La table 3 transpose en unités du système métrique les données utilisées aux Etats-Unis.

2) Variation de la pression en fonction de la différence de température au cours des épreuves hydrostatiques d'étanchéité. -Lorsque la conduite en équilibre thermique est étanche et qu'elle est soumise à une épreuve hydrostatique à la pression plune variation de température 4 provoque une variation du volume intérieur AV et une variation de pression dp. La variation A V du volume intérieur de la conduite résulte, d'une part, de la dilatation élastique sous l'effet de A d'autrela Utilisant part, de la dilatation thermique sous l'effet de A formule (1), on a :

8.

(3) A v = O , ~ ~ ( 1~ +V6 4 q ~ pE l 0-6 + e Quand à la variation égaieAv du volume du liquide d'épreuve, elle est provoquée, d'une part, par la compressibilité et, de l'autre, par la dilatation thermique sous l'effet de A G . Elle s'écrit :

AV= -Y

v (1 +

TAO) d p+

VA@

(4)

Les termesena Apétant négligeables, le rapprochement de (3) et de (4) fournit la relation cherchée : 6

p =

A?

(Ap-1010 6

(5)

-e e Pour l'eau, la table 2 reproduit la valeur du coefficient de dilatation déduite de la publication d1Amagat déjà utilisée. X .10

+

0,475 D

Pour les produits pétroliers liquides 2î la pression atmosphérique, une formule quadratique de dilatation a été appliquée par l'auteur des Tables de mesurage des produits pétroliers, publiées à Londres en 1953 par l1Instituteof Petroleum d'après les données moyennes admises lors de la conférence internationale tenue à Bruxelles les 8 et 9 juin 1949 sous les auspices de la Société belge pour 1'Etude du Pétrole. En raison de la très faible valeur du coefficient du terme du second degré et de l'intervalle restreint de température qui intéresse le transporteur, il suffit de retenir le coefi ficient du terme du premier degré, A. à la pression atmosphérique, reproduit la table 4. Le coefficient de dilatation Ap diminue légèrement la pression croit et on admet que jusqu'à la pression de lOOh p$ il suit la relation linéaire * : Ap

= Ao (1

-

kp)

k doit être interpolé à partir des valeurs mentionnées en tête de la table 4.

* Le caractère linéaire de cette relation est indiqué par J.B MAXWELL,Data book on hydrocarbons. Application to process enginee New York, 1950,p 143-147. Quant aux valeurs de k mentionnées dans la table 4 , elles sont tirées de la publication de R.S JKSSUP y est citée.

-

-

B. Cas général d'une conduite à l'air libre constituée par des tubes de caractéristiques géométriques nominales différentes.

1) Mise en pression de la conduite - Supposons également que la conduite soit mise en pression à température constante. En considérant les différentes portions de la conduite qui sont constituées par des tubes de mêmes caractéristiques géométriques nominales et en généralisant les calculs élémentaires précédents, on trouve les résultats suivants : a. L'augmentation du volume intérieur de la conduite sous l'effet -6 de la pression est : T _ A ~ =0,475 p ~ (D v - e) (1.0) (1'1 e b. Le volume complémentaire à injecter dans une conduite remplie à la pression atmosphérique pour la mettre en pression est : ZAV

= p O ( L V + Q , ~ ~z ~ v (D

-

e

-6

e)10

(2'1

2) Variation de la pression en fonction de la différence de température au cours des épreuves hydrosta d'étanchéité. De même la relation (5) devient :

-

A p =

(Ap

6

- %)10

v(D

x II. CONDUITE ENTERREE

6

10

+ 0,475

-

e)

e

v

A. Cas particulier d'une-conduite enterrée constituée par des tubes de mêmes caractéristiques géométriques nominales. 1" Mise en pression de la conduite. Supposons également que la conduite soit mise en pression à température constante. La dilatation élastique, à laquelle se borne la déformation, n'est pas la même que dans les cas précédents, car la conduite se trouve alors bloquée dans le sens de la longueur sous l'action de son poids propre des poussées de terres. A L devient négligeable, de même que la contrainte longitudinale, et l'augmentation relative du diamètre intérieur est : ad = v (D - e) d 200 Ee L'augmentation relative du volume intérieur de la conduite devient : A v = 2 A d = p (D e) v 2 100 Ee

-

a) L'augmentation du volume intérieur sous l'effet de la pression (1") est en conséquence : A v = pv D - e 10 -6 2e

b. Le volume complémentaire à injecter dans une conduite remplie à la pression atmosphérique pour la mettre en pression est, en reprenant la même méthode de calcul :

~

v = ipv ( X +

-6

-

e(10) 2 e

D

j

(2")

2) Variation de la pression en fonction de la différence de température au cours des épreuves hydrostatiques dlétanchéité.Le calcul donne : 6 A p = (Ap y ) 10 Ae 6 X10 + D - e 2e

-

B. Cas général d'une conduite enterrée constituée par des tubes de caractéristiques géométriques nominales différentes.

-

1. Mise en pression de la conduite. En admettant que la conduite soit mise en pression à température constante,on trouve les résultats suivants : a) l'augmentation du volume de la conduite sous l'effet de la pression est : -6 Z A V= p v (D e) 10 2 e

-

b. Le volume complémentaire à injecter dans une conduite remplie à la pression atmosphérique pour la mettre en pression est : -6 (2") I A vi = p CXIV + t v (D e) (10) 3 2 e

-

2. La variation de la pression en fonction de la différence de température au cours des épreuves hydrostatiques d'étanchéité est: 6 AP = (np $1 10 A0 (5") -zv (D - e) y.ïb+ 2e v

-

*

*

*

En définitive le calcul conduit à des formules très voisines pour les deux catégories d'ouvrages, en sorte que l'ignorance de la valeur exacte de la contrainte longitudinale, lorsque la conduite est enterrée, n'introduit pas de cause sensible d'incertitude, d'autant plus qu'au dénominateur des formules ( 5 ' ) et (5") le second terme est assez faible par rapport au premier.

III. APPLICATIONS NUMERIQUES Lorsqu'une conduite d'hydrocarbures liquéfiés, posée dans le sol et estimée en équilibre thermique, est soumise à une épreuve hydrostatique d'étanchéité, on vérifie celle-ci en contrôlant que la variation de la pression pendant une heure est inférieure à celle qu'entraînerait une variation de 0,2"C de la température du liquide d'épreuve. Cette valeur de 0,2'C a été adoptée à la suite des essais dlétanchéité effectués du 24 septembre au 2 octobre 1954 sur la section Oetting-Bettancourt de la canalisation de transport du gaz de l'Est qui alimente la région parisienne. Les essais ont fait ressortir que la température relevée le matin en chacune des vingtdeux prises thermométriques situées au voisinage immédiat de la canalisation diminuait chaque jour de 0,l à 0,2"C. Cette baisse traduisait l'établissement graduel de l'équilibre thermique entre la canalisation de gaz et les terrains dans lesquels elle est posée Il a été considéré que l'écart maximal relevé chaque matin par rapport au résultat de la veille à la même heure pouvait être retenu comme valeur de la variation horaire de température. Calculer la variation de pression correspondant à une différende température de 0,2"C pour une conduite de 88,9 millimètres diamètre extérieur et de 5,5 millimetres d~épaisseur,lorsqu~ela été remplie à 15°C de gaz-oil de densité 0,837,puis de butacommercial de densité 0,579, et qu'elle a été soumise dans le 2 premier cas à une pression de 36 kgf-cm , dans le second à une 2 pression de 26,4 kgf-cm

a. ce de le ne

La formule (5") donne : Pour 1 'épreuve au gaz-oil : Ak Pour 1 ' épreuve au butane

:A

2 kgf-cm ; 2 1,2 kgf-cm

= 1,9

P=

.

La première épreuve a été supposée faite à un hydrocarbure liquide car on évite en général d'introduire de l'eau dans une canalisation d'hydrocarbures liquéfiés, afin de ne pas provoquer la formation d'hydrates qui risqueraient de l'obstruer. Si toutefois cette épreuve avait été faite à l'eau, la formule (5") donnerait : 2 A p = 0,4 kgf-cm On notera la sensibilité de l'épreuve au gaz-oil, plus de quatre fois supérieure à celle de l'épreuve à l'eau. b. Il n'est pas sans intérêt de rapprocher ce résultat de celui que fournit l'application de la formule ( 5 " ) à une conduite d'hydrocarbures liquides. Considérons par exemple une conduite de 273,l millimètres de diamètres intérieur et de 6,5 millimètres d'épaisseur, qui a été remplie à 15°C d'eau, puis de gas-oil de densité 0,837 et qui a été soumise dans les deux cas à une pression de 70 kgf-cm2.

On trouve : Pour l'épreuve à l'eau : h p

=

2 0,4 kgf-cm

Pour l'épreuve au gas-oil : A p

=

2 1,6 kgf-cm

La conclusion est analogue pour la sensibilité des deux épreuves.

TABLE 1 VALEUR DE LA COMPRESSIBILITE ISOTHERME MOYENNE DE L'EAU EN FONCTION DE LA PRESSION ET DE LA TEMPERATURE Source : Emile-Hilaire AMAGAT, "Mémoires sur l'élasticité et la dilatation des fluides jusqu'aux très hautes pressionsw, Annales de Chimie et de Physique, 6e série, t. XXIX, Paris, 1893, p. 548549.

1

I I 1 I

Température ( " C) I I I I I 15 1101151201301401501 I I I I I I

1

Intervalle de pression 2

en kgf-cm

*

1 1 1

1 1 1

I I

I

1 O - 24,8........ ........ 1 24,8 - 50,6................ 1 50,6 - 76,5................ 1 76,5 -102,3................ 1 O -102,3................

I

*

1,02 Kgf/mm2 = 1 hbar

= 1

Compressibilité isotherme moyenne1 de l'eau rapportée à la pression 1 en kgf-cm2 et exprimée en I millionièmes I

I

I

I

I

I I I I

I I I I I

I I I I I I 14717146,7145,8145,314415143,5143151 I I I I I I I

I

149,6148,4147,9147,5I 148,0147,6146,5(46,1I 146,9145,8145,0144,lI 146,6145,5144,2143,8I

daN/mm2 = 10 MPa

m..

TABLE II VALEUR DU COEFFICIENT MOYEN DE DILATATION DE L'EAU EN FONCTION DE LA PRESSION ET DE LA TEMPERATURE Source : Emile- Hilaire AMAGAT, @IMérnoires sur l'élasticité et la dilatation des fluides jusqulaux très hautes pression^^^, Annales de Chimie et de Physique, 6e série, t, XXIX, Paris, 1893, p. 544, 551.

1

1

I

1 I

1 1

-

Pression en 2 * kgf-cm

1 (

Intervalle de température (OC)

I

I

I

I 1 5-10 1 10-15 1 15-20 1 20-30 1 30-40 1 40-50 1

1

I Coefficient moyen de dilatation de l'eau (en millionièmes) 52 1 120 1 180 ( 257 ( 334 1 422 58 1 122 1 182 1 I I 60 1 128 1 184 1 258 1 346 1 419 66 1 132 1 188 1 I I 72 1 139 1 191 1 265 1 345 1 422

1 I I

O 2418 5016 I 7615 1 102,3

1 1 1 1 1 1

I

I

*

1,02 Kgf/mm2 = 1 hbar = 10 MPa

I

1 I 1

I

1

I

1

I

*

TABLE III VALEUR DE LA COMPRESSIBILITE ISOTHERME DES PRODUITS PETROLIERS LIQUIDES EN FONCTION DE LA DENSITE 15'/4"C ET DE LA TEMPERATURE

.

Speckmann and M. L. Barrett, ltProgressreport on Source : R.E large capacity pipe-line meter-proving practices, proceeding, Américan Petroleum, Institute, 1954, Section V (Transportation) New York, 1954 p 122.123) p désignant la pression effective en kgf-cm2 dans la conduite, la variation de l'unité de volume s'obtient en multipliant la compar : pressibilité isotherme

x

P P P

1 ( 1 I 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I

-

017 619

Densité

pour les produits pétroliers liquides ; pour le butane commercial; pour le propane commercial.

P

1

15"/4"CI

1

I 1 0,500 0,520 0,540 0,560 0,585 0,610 0,640 0,670 0,700 0,740 0,780 0,825 0,875 0,930

I

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1

I I O 1 5 110 115 120 125 130 135 140 145 150 1 I Comprssibilité isotherme (en mil1ioniemes)l I Température ( OC)

5411567159616261658I69OI728~767I8lOI8551902~ 4431466148915121541I569I599I63OI655I70517471 3621379140014201443I466I492I518I548I582I6171

301~315~332~349~368~388~410~434~460~490~5 2451257127012811297I311I329I348I370I397I426~

203~211~221~231~243~254~270~286~305~328~3 167~173~181~187~196~206~217~230~246~265~2 140~145~150~155~161~169~178~188~201~217~2 118~122~125~129~135~42~150~158~169~182~1 96~100(103~106~110~155~120~128~136~147~5

801 701 571 491

821 721 591 501

851 751 611 521

881 781 641 531

911 811 661 551

95(10111071114112111281 851 891 931 98110511121 671 701 731 771 821 871 561 591 631 661 701 731

I

I

TABLE IV VALEUR DU COEFFICIENT MOYEN DE DILATATION Ap DES PRODUITS PETROLIERS LIQUIDES EN FONCTION DE LA DENSITE 15'/4OC

"

Source : R. S. JESSUP, Compressibility and thermal expansion of petroleum oils in the range O " to 300 "Cl1,Bureau of Standards Journal of research, Washington, novembre 1930, p.985-1040. A.S.T.M.I.P, Tables de mesurage des produits pétroliers, édition métique, London 1953.

-

Le coefficient Ap = Ao (1 Kp) se calcule d'après Ao, fonction de la densité p15'/4'~ et en interpolant k à partir des valeurs suivantes :

1 I ~k

P

......

I

O, 569

1 1

0,697

1

I

0,768

1

I

(

1 1 1 1 1 1 1 1 (

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

P 0,500 0,505 0,510 0,515 0,520 0,525 0,530 0,535 0,540 0,545 0,550 0,555 0,560 0,565 0,570 0,575 0,580 0,585 0,590 0,595 0,600 0,605 0,610 0,615 0,620 0,625 0,630 0,635 0,640 0,645

10,883

I

1

I

1 0,00192 1 0,00110 ( 0,00082 1 0,00068 1 0,000561 VALEUR DE Ao EN FONCTION DE

1 1 1 1 1 1 1 1

0,802

1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Ao 1 0,0030 1 0,0029 1 0,0028 1 0,0027 1 0,0027 1 0,0026 1 0,0025 1 0,0025 1 0,0024 1 0,0023 1 0,0023 1 0,0022 1 0,0022 1 0,0021 1 0,0021 1 0,0020 1 0,0019 1 0,0019 1 O,OOl8 1 0,0018 1 0,001731 0,00170~ 0,001671 0,001631 01001601 0,001571 0,001551 0,001521 0,001491 0,00147(

0,650 0,655 0,660 0,665 0,670 0,675 0,680 0,685 0,690 0,695 0,700 0,705 0,710 0,715 0,720 0,725 0,730 0,735 0,740 0,745 0,750 0,755 0,760 0,765 0,770 0,775 0,780 0,785 0,790 0,795

Ao 10,00145 1 0,00142 1 10,00140 1 ( 0,00138 1 1 0,00136 1 10,00134 / 10,00132 1 1 0,00130 1 1 0,00128 1 10,00126 1 1 0,00125 1 10,00123 1 1 0,00121 1 1 0,00119 1 10,00118 1 1 0,00116 1 10,00114 1 1 0,00113 1 10,00110 1 1 0,00109 1 1 0,00109 1 1 0,00106 1 1 0,00104 1 1 0,00102 1 10,00100 1 1 0,00098 1 1 0,00097 1 1 0,00095 1 1 0,00094 1 1 0,00092 1

1 1 1

15"/4"C 0,800 0,805 0,810 0,815 0,820 0,825 0,830 0,835 0,840 0,845 0,850 0,855 0,860 0,865 0,870 0,875 0,880 0,885 0,890 0,895 0,900 0,905 0,910 0,915 0,920 0,925 0,930 0,935 0,940 0,945

Ao 1 0,000911 0,00090~ 10,000881 1 0,000871 1 O,OOO861 10,000851 10,000841 1 0,000831 1 0,000821 10,000811 1 OIOOO8O1 10,00079~ 1 0,000791 1 0,000781 )0,000771 1 0,00077) 10,000761 1 0,000751 ~0,00075~ 1 0,00074~ 1 0,00074~ 1 0,000731 1 0,000731 1 0,00072~ 1 0,00072~ 1 0,000721 1 0,00071~ 1 0,000711 1 0,000701 1 0,000701

1 1 1

.

7

ANNEXE Ne4 EPAISSEUR DES GAINES D'ACIER SOUS LES VOIES FERREES Sous la ou les voies ferrées la gaine constituée par un tube d'acier de diamètre extérieur Dl est mise en place dans un forage horizontal exécuté à un diametre de très peu supérieur à D g . Elle se déforme sous l'action des efforts transmis par le sol, qui proviennent du poids des terres et du passage des trains. Son épaisseur el peut se calculer en considérant que sous l'effet combiné des charges et de surcharges roulantes l'augmentation de son diamètre horizontal reste inférieure à une certaine valeur. Aux Etats Unis on admet, pour faire le calcul, 2,54 centimètres (1 pouce) comme limite de cette augmentation et en pratique on se borne à lire llépaisseur minimale el de la gaine en fonction du diametre Dl et de la profondeur H, à laquelle est située la partie supérieure de la gaine par rapport au niveau du dessous des traverses, sur l'une de trois familles de courbes, dont chacune correspond à un type déterminé de sol (sol grenu, argile ordinaire, argile saturée) et que reproduit le Code n o 1102 de l'Institut américain du Pétrole ( * ) . Ces courbes sont basées sur les publications de MM SPANGLER ( * * ) et SLADE ( * * * )

'Niveau du désçous des traverses

Fig. 9

-

M. SPANGLER a établi une formule qui peut s'écrire : 3

D t = 1,5 x 0,09

Pr EI

+

4 0,061 fr

Pression maximale f AD '

fig. 10 et dans laquelle : &IV désigne l'augmentation du diamètre horizontal de la gaine; 1,5 représente le rapport de la déformation à long terme à celle instantanée; 0,09 exprime l'influence de l'assise inférieure de la gaine, supposée être un arc de 120"; P est le poids total résultant des charges et des surcharges roulantes que supporte la gaine par unité de longueur; r le rayon de la gaine (r = Dl ) ;

2 ( * ) Recommended practice on from of agreement and specifications for pipe line crossings railroad tracks, API code n01102, 3rd ed, may 1957, Washington. La Ire édition date de novembre 1934 (code 26) la 2e de novembre 1949 (code n01102) ( * * ) M.G SPANGLER, The structural design of flexible protective casings for pipe lines. Proceeding 31 st Annual Meeting American Petroleum InstitutelSection V:Transportation, New YorkI1951p29-40. ID, Stresses in pressure pipe-lines and protecting casing pipes, Journal of the Structural Division of the American Society of civil Engineers, vol, 82 no ST 5, septembre 1956, p 1-33. ( * * * ) Ernest A. SLADE, Solution of a pipe line problem using an electronic calculator, Proccedings Americain Petroleum Institute 1953, Section V : Transportations, New York, 1953, p 25-34.

E = le module d'élasticité de l'acier 1 le moment d'inertie de la section de la gaine par unité de longueur ;

f le module de réaction horizontale du terrain. La formule (1) s'applique aux gaines en acier doux ou mi-dur pour lequel une contrainte de l'ordre de 21 Kgf-mm2 est admissible. Voici les hypothèses admises par l'auteur pour établir sa formule: a. Les charges et surcharges sont également réparties sur toute la longueur de la gaine, de sorte que le problème de résistance des matériaux peut se traiter dans un plan vertical normal aux génératrices. b. Le sol transmet à la gaine des efforts verticaux et horizontaux c. Les efforts verticaux sont uniformément répartis de haut en bas sur la demi-circonférence supérieure et de bas en haut sur un arc de 120" de la demi-circonférence inférieure. d. Les efforts horizontaux sont répartis sur deux arcs de 100' suivant une loi parabolique. e. La charge verticale totale Pl appliquée à la gaine par unité de longueur est une fraction du poids'l(~~' du prisme de sol, de poids spécifique 5, découpé par deux plans verticaux tangents à la gaine en sorte qulonpeut écrire : Pl

=

c

DI

2

où le coefficient C est fonction de la nature du sol et de la profondeur relative H Le coefficient C est donné par les courbes D' publiées par MARSTON ( * )

.

.

f. La surcharge verticale P2 appliquée à la gaine provient d'une surcharge rectangulaire uniformément répartie et obéissant à la loi de Boussines q de transmission d'une charge dans un milieu élastique limité par un plan, la surcharge unitaire étant multipliée par 1,75 pour tenir compte de l'effet dynamique. g. Les efforts horizontaux dus à la réaction du sol sont calculés en admettant la proportionnalité de la pression maximale horizontale A l'augmentation du diamètre, suivant llhypothèsesimplifiée de Winkfer ou de Westergaad. h. Enfin, l'auteur admet la validité des formules usuelles de la résistance des matériaux pour les petites déformations. ( * ) Anson MARSTON, The theory of external loads on closed conduits in the light of the latest experiments, Iova State College Engineering Experiment Station Bulletin 96, Ames, 1930.

-

Bien que ces hypothèses puissent être critiquées, l'expérience américaine a montré le comportement satisfaisant des gaines d'épaisseur déterminée par application de la formule (1). La présente annexe a pour objet de présenter un abaque à point alignés établi en unités du système métrique a partir de cette formule et compte tenu des surcharges roulantes françaises. Données numériques retenues Poids spécifique du sol : 0,002 kgf-cm3 Module de réaction horizontale du sol : f

=

0,83 kgf-cm3

Surcharge roulante : la locomotive française réglementaire a un poids de 200 tonnes, réparties en longueur 17,50 mètres de voie et en largeur sur une longueur de traverses de 2,44 metres. Compte tenu de l'effet dynamique, la surcharge unitaire est : 200 x 1,75 17,50 x 2,44

q =

=

8,197 tf-m2, soit 0,82 Kgf-cm2.

Module d'élacticité de l'acier : E = 2.000.OQO kgf-cm2 Augmentation du diamètre horizontal de la gaine : A D ' = 2,5 cm.

-

Formule pratique utilisée

La formule (1) peut s'écrire : 4 EI = 1,5 x 0,09 Pr3 0,061 fr (2) D'

-

3

on a :

1 = el

12 r = Dl 2

D'autre part : P

=

Pl

+

2 P2 = C ~ D '+ P2

Calculons P2 suivant la théorie de Boussinesq, publiée en 1885, la surcharge unitaire q détermine à la profondeur H une tension verticale égale à 4qF, ou F,désigne le facteur d'influence qui est H

H

fonction de 8,75 et de 1,22 H

(8,75 m et 1,22 m sont les moitiés

H

des dimensions du rectangle d'application de la surcharge roulante)

.

J

.

La valeur F est donnée par l'abaque de R H TERZAGHI ( * ) On a : P 2 = 4 q f D' H En définitive :

E. FADUM reproduit par

.

soit en tfm :

+

32,8 F ) H En transportant les valeurs numériques dans la relation (2), on obtient finalement la formule pratique : 3 5 4 el = 810 CD' + (13.280 F 1.901)D1 H P = Dl (2 CD'

-

dans laquelle e V est exprimé en millimètres et Dl en metres. L'abaque à points alignés ci-joint a été construit pour les cinq types de sol étudiés par Marston (sol grenu : sable et galets; sable et gravier, terre arable humidejargile 0rdinaire;argile saturée) d'après la formule (3) pour les valeurs suivantes : < 10 mm <1,25m < 4,s <13m

4,5 mm < el 0,15 m < D l 0 < c O < H

-

Exemple d'utilisation de l'abaque. Soit à déterminer l'épaisseur d'une gaine métallique de 83 centimètres de diamètre posée sous les voies ferrées dans un sol argileux, le sommet de la gaine étant à 3/50 metres sous le niveau du dessous des traverses

.

Dans cet exemple :

H = 3,s D'

= 4/22

0,83

Le point a se détermine en rappelant le point de la courbe caractéristique de l'argile qui correspond à cette valeur de H D'

.

Le point b se trouve à l'intersection de la verticale d'abscisse D t = 0,83 et de l'oblique correspondant à H = 3,50 metres. L'alignement des points a et b donne en c l'épaisseur cherchée, à savoir 8/42 millimètres. ( * ) Karl TERZAGHI, Mécanique théorique des sols, traduit par M. BUISSON, Paris 1951, p 459.