Inspection des émissions fugitives à l’aide de l’imagerie acoustique | SonaVu™

L’appareil SonaVu™, conçu par SDT, est une caméra acoustique multifréquence qui combine la détection visuelle et la détection auditive des émissions fugitives, du gaz naturel et des fuites de pétrole.

L’un des problèmes auxquels sont confrontés les raffineries et les sites gaziers et pétroliers est l’identification et l’élimination des sources de fuites dans l’atmosphère. On utilise le terme général « émissions fugitives » pour décrire à la fois les fuites intentionnelles et les fuites accidentelles. Ce terme attire notre attention sur leur détection et leur élimination. Les menaces représentées par les émissions fugitives varient des odeurs désagréables aux risques graves et dangereux pour la sécurité des employés de l’usine et celle des populations vivant à proximité des installations.

Les sources d’émissions fugitives

Il existe de nombreuses sources d’émissions fugitives dans le secteur pétrolier et gazier. Malheureusement, nombre de ces sources sont intentionnelles, ou au minimum une partie du processus l’est, qu’il s’agisse de la fabrication, du raffinage, du transport, de l’évacuation, du brûlage et du stockage. Cependant, les sources accidentelles d’émissions fugitives sont classées dans les catégories des « fuites d’équipements » et des « accidents et défaillances d’équipements ». C’est dans ces catégories que l’on trouve le risque le plus élevé, car les fuites peuvent se produire sur le long terme ou être soudaines et avoir un fort impact.

David Picard de Clearstone Engineering Ltd a identifié cinq sources d’émissions fugitives.

1. Fuites d’équipements;
2. Ventilation du système;
3. Pertes par évaporation;
4. Élimination de flux de gaz d’échappement (évacuation, brûlage de gaz);
5. Accidents et défaillances d’équipements.

Les fuites « durables ou permanentes » ne sont généralement pas répertoriées. Nous ignorons leur existence, ou bien... dans le cas contraire nous ne nous en préoccupons pas vraiment. S’en soucier ne fait d’ailleurs peut-être pas partie de votre travail, mais, dans l’industrie, vous devez maitriser les risques encourus et les mesures à prendre pour les éviter. Les fuites ne doivent pas être ignorées, sauf si l’on peut prouver que leur contribution globale au total des émissions fugitives est négligeable. – Fugitive Emissions from Oil and Natural Gas Activities (Émissions fugitives des activités liées au secteur du pétrole et du gaz naturel), David Picard, Clearstone Engineering Ltd.

Les vannes sont l’une des sources principales d’émissions fugitives, en particulier leur garniture d’étanchéité. Malheureusement, dans de nombreuses industries, l’approche adoptée vis-à-vis des vannes est « l’exploitation jusqu’à la panne ». Sans maintenance prévisionnelle régulière, il est difficile de comprendre que les vannes mal entretenues sont l’une des principales sources des émissions fugitives.

Les tuyaux sont une autre source de fuites coutantes. Les joints d’étanchéité et la garniture autour des raccords à bride, la corrosion, une main-d’œuvre de mauvaise qualité et des connecteurs usés sont les principaux coupables. En outre, les joints des compresseurs, les limiteurs de pression et les systèmes de vidange des procédés doivent également être considérés comme sources supplémentaires d’émissions fugitives.

Méthodes de détection des émissions fugitives

Il existe de nombreuses méthodes de détection des émissions fugitives, notamment la surveillance de l’air ambiant, la détection de gaz, les ultrasons et les caméras acoustiques ultrasonores.

La surveillance de l’air ambiant consiste à prélever des échantillons d’air à proximité d’un complexe pour en analyser la qualité. La détection du méthane (CH⁴), du dioxyde de carbone (CO²) et même de l’oxyde nitreux (N2O) révèle que les émissions fugitives sont présentes et que la détection et la réparation des fuites sont indispensables. La surveillance de l’air ambiant alerte les entreprises sur le problème, sans le résoudre cependant.

La détection de gaz implique l’utilisation d’instruments de détection qui détectent la présence d’un certain type de gaz, puis quantifient sa concentration en termes de parties par million (ppm). La détection des gaz n’est pas une science exacte, car l’efficacité des détecteurs est affectée par le vent et l’humidité. Leurs capteurs peuvent atteindre un point de saturation en présence d’émissions fugitives importantes, auquel cas leur utilité pourra être remise en question.

La technologie ultrasonore fonctionne bien dans la plupart des environnements, à condition que la fuite présente une pression différentielle qui produit un phénomène de turbulence. Les fuites laminaires ne sont pas détectables avec les ultrasons. Cependant, la plupart des fuites de gaz impliquent un déplacement du gaz du côté haute pression vers le côté basse pression. La turbulence créée par la fuite (ou le gaz s’échappant) présente des pics à 40 kHz, fréquence qui correspond à la gamme de fonctionnement des instruments ultrasonores SDT.

Ces instruments sophistiqués sont extrêmement sensibles, ils peuvent localiser des fuites de gaz à grande distance (si nécessaire, par sécurité), ne sont pas affectés par le vent et sont relativement bon marché. De plus, l’utilisation d’instruments ultrasonores ne nécessite qu’un minimum de compétences. Après simplement quelques heures de formation, les nouveaux inspecteurs seront opérationnels. Outre la détection des émissions fugitives, les instruments ultrasonores SDT peuvent également avoir de nombreuses autres utilisations.

• Surveillance de l’état mécanique
• Lubrification assistée des roulements
• Détection des fuites d'air comprimé
• Contrôle des purgeurs de vapeur
• Détection des défauts électriques
• Contrôle des vannes
• Détection de la cavitation
• Analyse des boîtes de vitesses

SonaVu™ de SDT Ultrasound Solutions intègre une nouvelle technologie prometteuse pour la détection des émissions fugitives dans les conduites de pétrole et de gaz des raffineries. SonaVu™ est une caméra acoustique multifréquence qui combine la détection visuelle et la détection auditive des émissions fugitives.

Chaque caméra SonaVu™ est équipée de 112 microphones ultrasonores extrêmement sensibles qui forment un large champ de détection. Ce même champ de détection est visualisé à l’aide d’une caméra optique de précision. Quand ils ont la caméra SonaVu™ en main, les inspecteurs peuvent entendre chaque fuite via une sortie audio et les voir en même temps sur écran couleur de 5 po.

Avec SonaVu™ de SDT, la détection, la documentation et la réparation des émissions fugitives et des fuites de gaz naturel et de pétrole n’ont jamais été aussi faciles. SonaVu™ traduit sa capacité d’audition surhumaine sur son écran couleur. La plupart des émissions fugitives restent inaudibles et invisibles pour les humains. Les tentatives de détection sont en outre gênées par les bruits ambiants de l’usine. Mais l’appareil SonaVu™ est conçu pour entendre uniquement la composante ultrasonore créée par la turbulence à l’endroit de la fuite. En même temps, il reste insensible au bruit ambiant, et sonore. La détection d’émissions fugitives et leur gestion est indépendante du niveau sonore ambiant d’une usine et peut se pratiquer à tout moment, même si elle tourne à plein régime.

Procédure de détection des fuites

Après vous être saisi du SonaVu™ et l’avoir allumé, connectez le casque à atténuation du bruit haute qualité afin de percevoir ce que SonaVu™ entend. Il suffit de pointer les capteurs embarqués vers une source potentielle d’émissions fugitives. En cas de présence d’une fuite vous entendrez son sifflement caractéristique dans le casque et vous visualiserez son emplacement précis sur l’écran couleur.

Toutes les commandes sont disponibles sur l’écran tactile du SonaVu™.

1. Pour régler la distance :
   • choisir courte distance (< 1 m) ou longue distance (> 1 m) ou réglage automatique pour laisser SonaVu™ décider.
2. Pour régler la fréquence :
   •  pour les fuites d’air comprimé, choisir 35-40 kHz
3. Pour régler le gain :
   • différence entre la pression acoustique min et max

Chaque source d’émissions fugitives doit être documentée pour suivre la réparation. Les fuites sont documentées au moyen de photographies. Vous pouvez créer une image fixe (icône appareil photo) ou une vidéo (icône vidéo) pour générer des rapports de ronde d’inspection des fuites. SonaVu™ enregistre l’image de la fuite au format photo ou vidéo. Vous pouvez ensuite télécharger la ronde et créer des rapports qui faciliteront la tâche des réparateurs.

Changez la culture relative au développement durable

C’est votre culture d’entreprise qui dicte la réussite globale de toute stratégie de maintenance. Les émissions fugitives représentent une véritable menace pour la sécurité et l’environnement. Quelle que soit leur taille, ces fuites contribuent à l’émission de gaz à effet de serre et affectent la santé et la sécurité du personnel et des personnes vivant à proximité des raffineries et des complexes pétroliers et gaziers.

Si vous rencontrer des difficultés à convaincre votre direction de l’utilité de la prise en charge des risques associés aux émissions fugitives, contactez SDT pour en savoir plus sur les stratégies qui permettent de former tous les intervenants et leur donner les moyens d’agir rapidement et efficacement. Quand il s’agit de méthodes pour éliminer les coûts de base et protéger l’environnement, il convient de donner la priorité aux projets liés aux émissions fugitives. SonaVu™ de SDT vous offre l’opportunité de réaliser des économies substantielles tout en éliminant les risques provenant de plusieurs sources.

SonaVu™... conçu par SDT, l’entreprise ultrasonore plébiscitée dans le monde entier. Si vous devez acquérir une caméra acoustique ultrasonore pour détecter les émissions fugitives, le gaz naturel et les fuites de pétrole, n’est-il pas logique de vous adresser à une entreprise qui maîtrise les applications ultrasonores depuis des décennies ?

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