Les réservoirs en plastique renforcé de fibres de verre (PRF) sont des réservoirs composites de stockage ou de procédé conçus en fonction du service chimique, de la température, des charges et des conditions d’installation. Ce terme désigne une famille de matériaux, et non un réservoir standard. Le choix de la résine, la barrière anticorrosion, le stratifié structural et la géométrie du réservoir doivent tous être adaptés au projet.
Si vous spécifiez un réservoir de stockage industriel, consultez les capacités de Troy Dualam en matière de réservoirs sur mesure en PRF et à double stratification. Cet article explique le matériau et les renseignements qu’un ingénieur ou un acheteur doit établir avant l’approvisionnement.
Qu’est-ce qu’un réservoir en PRF?
PRF signifie plastique renforcé de fibres de verre. Le renfort de fibres de verre confère résistance et rigidité, tandis qu’une résine thermodurcissable lie le renfort et contribue aux performances chimiques et thermiques du composite.
GRP est l’abréviation anglaise de glass-reinforced plastic. Dans la pratique industrielle, les abréviations anglaises FRP et GRP désignent généralement le même matériau composite; FRP est plus courante dans les spécifications nord-américaines. Dans le présent article, on emploie l’équivalent français PRF.
Comment est construit un réservoir en PRF?
Un réservoir classique en PRF présente normalement des zones aux fonctions distinctes plutôt qu’une paroi uniforme.
Barrière anticorrosion côté procédé
La barrière anticorrosion côté procédé est un stratifié intégral riche en résine qui comprend généralement un voile de surface interne et une couche intérieure de renfort discontinu en fibres de verre. Elle est fonctionnellement distincte du stratifié structural. La résine, le voile, la séquence de renforcement et l’épaisseur sont sélectionnés en fonction du fluide stocké; le seul nom du produit chimique ne suffit pas, puisque la concentration, la température, les contaminants, les matières solides, les fluides de nettoyage et les conditions anormales peuvent influer sur l’aptitude des matériaux.
Stratifié structural
Le stratifié structural reprend les charges mécaniques. Sa conception peut tenir compte de la hauteur de liquide, de la densité relative, de la pression ou du vide, du vent, des sollicitations sismiques, des conditions d’appui, des charges exercées par les buses et la tuyauterie, du levage, du transport et d’autres efforts propres au projet.
Surface extérieure
La surface extérieure reçoit une finition adaptée à l’environnement d’installation, y compris à une exposition extérieure, le cas échéant. La protection extérieure ne remplace pas une conception appropriée, l’inspection ni les contrôles d’exploitation.
PRF classique ou construction à double stratification
Dans un réservoir classique en PRF, une barrière anticorrosion intégrale riche en résine protège le côté procédé, tandis que le stratifié structural reprend les charges. Un appareil à double stratification utilise un revêtement thermoplastique comme barrière chimique côté procédé et un renfort en PRF comme structure porteuse; le revêtement n’est pas considéré comme la coque structurale. La sélection doit tenir compte de l’ensemble des conditions chimiques et thermiques de service, ainsi que de la perméation, des cycles thermiques, des soudures et des fixations, de l’agitation et des conditions anormales, selon le cas. La double stratification n’est pas automatiquement requise pour toute application corrosive.
Pour en savoir plus, consultez Construction de réservoirs à double stratification : lorsque le PRF standard ne suffit pas.
Renseignements requis pour la conception d’un réservoir en PRF
Une spécification utile d’un réservoir comprend plus que sa capacité. Avant de finaliser le stratifié et la géométrie, l’équipe de conception doit établir :
- le fluide stocké et sa concentration;
- les températures normales et anormales;
- la densité relative et le niveau d’exploitation du liquide;
- la pression, le vide et les cycles de fonctionnement;
- les matières solides, l’agitation et les conditions de nettoyage;
- la capacité requise et les contraintes dimensionnelles;
- une installation intérieure, extérieure, hors sol ou souterraine;
- les conditions de fondation et d’appui;
- les charges de vent, les charges sismiques et les autres charges externes;
- l’emplacement des buses et les charges transmises par la tuyauterie raccordée;
- les contraintes d’accès, de levage et de transport;
- les exigences relatives au confinement secondaire; et
- le code applicable au projet ainsi que les exigences d’inspection, d’essai et de documentation.
Configurations courantes des réservoirs en PRF
Les réservoirs en PRF propres à un projet peuvent être verticaux ou horizontaux, ouverts ou fermés, à simple ou à double paroi, et atmosphériques ou conçus pour des conditions précisées de basse pression ou de vide. Les raccords, les trous d’homme, les supports, les éléments internes et les dispositifs de confinement sont disposés en fonction du procédé et du site.
Troy Dualam fabrique en atelier des appareils pouvant atteindre 14 pieds de diamètre, sous réserve de la géométrie de l’appareil ainsi que des contraintes de transport et d’accès au site. Les équipements de plus grand diamètre peuvent être fabriqués en sections en atelier puis assemblés sur place dans le cadre d’une portée de travaux sur chantier distincte et propre au projet. Les réservoirs entièrement enfouis exigent une base de conception propre au projet qui couvre les conditions de service, la pression ou le vide, la profondeur d’enfouissement, les propriétés du sol et du remblai, les eaux souterraines et la flottabilité, les charges de surface et de circulation, le flambement et la déformation de la coque, les charges de la tuyauterie raccordée, l’ancrage, l’installation et l’inspection. La norme ASME RTP-1 exclut les appareils fermés entièrement enfouis; certaines dispositions peuvent donc être adoptées comme critères de projet expressément définis, mais le réservoir enfoui complet n’est ni conforme à la norme RTP-1 ni admissible au marquage RTP-1.
Utilisations industrielles des réservoirs en PRF
Lorsque le système de matériaux est compatible avec les conditions de service, les réservoirs et appareils en PRF peuvent servir aux applications suivantes :
- le stockage et le traitement de produits chimiques;
- le traitement de l’eau et des eaux usées;
- l’extraction minière et les procédés métallurgiques;
- la production de pâtes et papiers;
- la production d’engrais;
- la production d’énergie et le traitement des gaz de combustion;
- les systèmes de contrôle des odeurs;
- le stockage souterrain conçu à cette fin; et
- le stockage d’eau potable, les exigences du projet étant définies avant la fabrication.
L’aptitude doit être confirmée en fonction de l’ensemble des conditions de service. Le PRF n’est pas automatiquement compatible avec tout produit chimique ni toute température.
Quels facteurs influencent la durée de vie d’un réservoir en PRF?
Il n’existe pas de durée de vie unique applicable à tous les réservoirs en PRF. La durée de vie dépend de la compatibilité chimique à la concentration et à la température réelles; du choix de la barrière anticorrosion ou du revêtement; de la conception structurale; de la qualité de fabrication; de l’installation; de l’exposition aux rayons ultraviolets et aux intempéries, des cycles thermiques et de l’abrasion, le cas échéant; des conditions réelles d’exploitation; de l’inspection et de l’entretien; et du maintien de l’équipement dans ses limites de conception en matière de pression, de vide, de charge et de température.
Une planification utile des inspections commence par la base de conception et l’historique de service. Les changements de fluide, de concentration, de température, de pression, de charges de tuyauterie ou de conditions d’appui doivent être évalués plutôt que considérés comme sans conséquence.
Quels facteurs influencent le coût d’un réservoir sur mesure en PRF?
Le coût du projet est influencé par les dimensions et la géométrie du réservoir, le système de résine ou de revêtement, la conception de la barrière anticorrosion, les charges structurales, la pression ou le vide, les dispositifs de confinement, les buses et les accès, les essais, la documentation, le transport et la portée des travaux sur chantier. Une comparaison fondée uniquement sur la capacité nominale peut masquer d’importantes différences quant à l’aptitude des matériaux et à la portée de l’ingénierie.
Portée de la norme ASME RTP-1
Troy Dualam Inc. détient un certificat d’autorisation ASME RTP-51 actif. Sa portée autorisée est la suivante : “Fabrication of reinforced thermoset plastic corrosion resistant vessels through shop fabrication using hand lay-up and filament winding fabrication methods; and fabrication of reinforced thermoset plastic corrosion resistant vessels with fabric and chemically bonded thermoplastic linings (Dual Laminate) through shop fabrication.” La décision de construire un appareil donné conformément à la norme ASME RTP-1 et d’y apposer la marque de certification ASME avec le désignateur RTP est propre au projet. Le certificat RTP-51 ne couvre ni l’assemblage sur chantier, ni la fabrication sur chantier, ni les réparations sur chantier, et ne constitue pas une certification générale de tous les réservoirs. Consultez le certificat et la portée autorisée en vigueur.
Questions fréquentes sur les réservoirs en PRF
Les réservoirs en PRF et en GRP sont-ils différents?
Ces termes décrivent normalement le même composite thermodurcissable renforcé de fibres de verre. La terminologie peut varier selon les régions, mais les questions d’ingénierie importantes concernent la résine, le renfort, la barrière anticorrosion et la base de conception.
Le PRF est-il plus résistant que l’acier?
Cette comparaison est trop générale pour être utile. Le PRF et l’acier possèdent des propriétés différentes. Le PRF peut offrir un rapport résistance-poids élevé et une résistance à la corrosion dans les services appropriés, mais il ne doit pas être décrit comme étant universellement plus résistant que l’acier.
Peut-on utiliser des réservoirs en PRF sous terre?
Oui, lorsque le réservoir est conçu en fonction des conditions réelles d’enfouissement. Le sol, les eaux souterraines, la profondeur d’enfouissement, la circulation, l’ancrage, l’installation et les exigences d’inspection doivent être intégrés à la base de conception du projet.
Les réservoirs en PRF peuvent-ils stocker de l’eau potable?
Oui, lorsque l’ensemble du système de matériaux, les contrôles de fabrication et les exigences du projet conviennent au contact avec l’eau potable. Le fait qu’une résine, un revêtement ou un composant soit homologué ou certifié n’établit pas une certification NSF/ANSI 61 ni aucune autre homologation du réservoir complet. Les homologations, les approbations et les critères d’acceptation requis doivent être confirmés pour le projet particulier avant la fabrication.
Quelles sont les causes des problèmes prématurés des réservoirs en PRF?
Parmi les facteurs de risque courants, on compte une résine, une barrière anticorrosion ou un revêtement incompatible; des défauts de fabrication; des changements non signalés de la composition chimique, de la concentration ou de la température; une exploitation au-delà des limites de conception de pression ou de vide; une ventilation inadéquate; des supports ou un ancrage inadéquats; des charges excessives provenant de la tuyauterie, des buses, des agitateurs ou d’autres accessoires; les cycles thermiques, l’abrasion ou les dommages par impact; une mauvaise installation; et des constatations d’inspection qui passent inaperçues ou ne sont pas corrigées.
Parlez-nous de votre projet de réservoir sur mesure en PRF
Troy Dualam conçoit et fabrique des réservoirs sur mesure en PRF et à double stratification en fonction des conditions réelles de service. Fournissez les renseignements sur le fluide, la concentration, la température, la densité relative, les dimensions, la pression ou le vide, les raccords, les conditions du site et la spécification applicable au moyen du formulaire de contact de l’équipe d’ingénierie.
