FR3011075A1 - LEAK DETECTION DEVICE AND COATING COMPRISING SAID DETECTION DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne notamment un procédé de revêtement d'un conduit de transport ou de stockage d'un liquide par un dispositif de détection de fuite du liquide qui comporte une couche d'un matériau isolant fibreux agencé pour entourer le conduit et une couche d'un matériau conducteur qui s'étend contre la couche de matériau isolant, le matériau conducteur étant constitué de fibres d'acier inoxydable, dans lequel on solidarise la couche de matériau isolant à la paroi du conduit, par cerclage de cette couche par des liens.The invention particularly relates to a method for coating a conduit for transporting or storing a liquid by a liquid leak detection device which comprises a layer of a fibrous insulating material arranged to surround the conduit and a layer of a conductive material which extends against the layer of insulating material, the conductive material being made of stainless steel fibers, in which the layer of insulating material is secured to the wall of the conduit, by strapping this layer by links .
Description
Dispositif de détection de fuite et revêtement comportant ce dispositif de détection DOMAINE TECHNIQUE La présente invention est relative à un dispositif pour la détection 5 de fuite et à un revêtement d'un organe de transport ou de stockage de liquide comportant ce dispositif de détection. L'invention est également relative à un organe de transport ou de stockage de liquide équipé d'un tel revêtement, ainsi qu'à un procédé de revêtement d'un organe de transport ou de stockage de liquide. 10 L'invention s'applique en particulier au revêtement de conduits de transport de sodium liquide et de conteneurs de stockage de sodium faisant partie d'un circuit de refroidissement d'un réacteur nucléaire. Dans la suite de la présente demande, sauf indication explicite ou implicite contraire, le terme « conduit » est utilisé pour désigner aussi 15 bien un conduit de transport de liquide qu'un conteneur de stockage de liquide ou qu'un accessoire - tel qu'une vanne - équipant un tel conduit ou conteneur. ETAT DE LA TECHNIQUE En particulier dans le cas des conduits de transport de sodium, il 20 est important de pouvoir contrôler automatiquement et à distance, l'apparition d'une fuite. A cet effet, il a été proposé dans les brevets FR2964456B1 et W02012032233 « Dispositif de détection de fuite et revêtement d'organe de transport ou de stockage de liquide comportant ce dispositif de 25 détection » un dispositif de détection d'une fuite de liquide au travers de la paroi externe d'un conduit qui est électriquement conductrice, par détection d'un contact électrique entre la paroi du conduit et un élément électriquement conducteur séparé de cette paroi par un élément isolant, le liquide étant conducteur également. 30 Le dispositif de détection décrit dans ces brevets comporte une couche d'un matériau isolant fibreux destiné à s'étendre contre - et entourer - le conduit, une couche d'un matériau conducteur fibreux qui s'étend contre - et peut entourer - la couche de matériau isolant fibreux, le matériau conducteur fibreux étant essentiellement constitué d'un feutre de carbone ou de graphite. Un inconvénient de ce dispositif est que lorsque le feutre de 5 carbone ou de graphite est porté à une température élevée dans une atmosphère oxydante, notamment lorsque le feutre est porté à une température supérieure à 350 °C (degré Celcius) environ dans l'air, les fibres de carbone ou de graphite du feutre peuvent s'oxyder, ce qui peut provoquer un dégagement de dioxyde de carbone ainsi que la production 10 de cendres. Cette oxydation peut résulter de la température élevée du liquide transporté ou stocké dans le conduit, notamment lorsque cette température atteint ou dépasse 400 °C ou 500 °C environ. Dans ce cas, l'épaisseur de la couche de matériau isolant pourrait 15 être augmentée afin de diminuer la température du feutre de carbone ou de graphite ; cependant, cette augmentation d'épaisseur de la couche de matériau isolant augmenterait le temps d'imprégnation de cette couche par le sodium, et pourrait ainsi empêcher ou retarder la détection d'une fuite. 20 Dans le cas d'un liquide comme le sodium, cette oxydation du feutre de carbone ou de graphite peut également résulter d'une augmentation de température au sein du dispositif de détection lorsqu'une fuite de sodium se produit, en raison de la réaction fortement exothermique du sodium au contact de l'air. 25 EXPOSÉ DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est de proposer un dispositif de détection de fuite d'un liquide circulant dans un conduit ou stocké dans un conteneur, un dispositif de revêtement du conduit ou conteneur incorporant ce dispositif de détection, un organe de transport ou de 30 stockage de liquide équipé d'un tel revêtement, ainsi qu'un procédé de revêtement d'un organe de transport ou de stockage de liquide, qui soient améliorés et/ou qui remédient, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des procédés et dispositifs connus. Un objectif de l'invention est de proposer de tels dispositifs qui permettent de détecter rapidement et de façon fiable une fuite de liquide dont la température peut être située dans une plage allant de 100 °C (degré Celcius) environ à 600 °C environ, et permettent d'éviter le dégagement de produits de combustion dans le cas d'une fuite de sodium, tout en conservant voire en améliorant le délai de détection d'une fuite.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for leak detection and to a coating of a liquid transport or storage member comprising this detection device. The invention also relates to a liquid transport or storage member equipped with such a coating, and to a method of coating a liquid transport or storage member. The invention is particularly applicable to the coating of liquid sodium transport conduits and sodium storage containers forming part of a cooling circuit of a nuclear reactor. In the remainder of this application, unless otherwise expressly or implicitly indicated, the term "conduit" is used to refer to a liquid transport conduit as well as a liquid storage container or an accessory - such as a valve - equipping such a conduit or container. STATE OF THE ART In particular in the case of sodium transport conduits, it is important to be able to control automatically and remotely, the appearance of a leak. For this purpose, it has been proposed in patents FR2964456B1 and WO2012032233 "device for detecting a leak and coating of a member of transport or storage of liquid comprising this detection device" a device for detecting a liquid leak at through the outer wall of a conduit which is electrically conductive, by detecting an electrical contact between the wall of the conduit and an electrically conductive member separated from this wall by an insulating member, the liquid being conductive as well. The detection device disclosed in these patents comprises a layer of fibrous insulating material for extending against and surrounding the conduit, a layer of a fibrous conductive material which extends against and may surround the layer of fibrous insulating material, the fibrous conductive material consisting essentially of a carbon or graphite felt. A disadvantage of this device is that when the carbon or graphite felt is brought to a high temperature in an oxidizing atmosphere, especially when the felt is heated to a temperature above 350 ° C (degree Celcius) in the air The carbon or graphite fibers of the felt may oxidize, which may cause carbon dioxide evolution as well as ash production. This oxidation may result from the high temperature of the liquid transported or stored in the conduit, especially when this temperature reaches or exceeds 400 ° C or 500 ° C. In this case, the thickness of the layer of insulating material could be increased in order to decrease the temperature of the carbon or graphite felt; however, this increase in thickness of the layer of insulating material would increase the time of impregnation of this layer with sodium, and could thus prevent or delay the detection of a leak. In the case of a liquid such as sodium, this oxidation of the carbon or graphite felt may also result from an increase in temperature within the detection device when a sodium leakage occurs due to the reaction. strongly exothermic sodium in contact with the air. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention is to propose a device for detecting a leak of a liquid circulating in a conduit or stored in a container, a coating device for the conduit or container incorporating this detection device, a a liquid transport or storage member equipped with such a coating, and a method for coating a liquid transport or storage member, which are improved and / or which remedy, at least in part, the gaps or disadvantages of known methods and devices. An object of the invention is to provide such devices that can quickly and reliably detect a liquid leak whose temperature can be in a range from 100 ° C (degree Celsius) to about 600 ° C, and prevent the release of combustion products in the case of a sodium leak, while maintaining or even improving the detection time of a leak.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de détection de fuite d'un liquide stocké ou transporté dans un conduit électriquement conducteur, qui est agencé pour entourer - ou envelopper - le conduit. Le dispositif de détection comporte au moins une couche d'un matériau isolant fibreux (ou filamenteux) et au moins une couche d'un matériau conducteur fibreux (ou filamenteux) qui s'étend suri contre la couche de matériau isolant fibreux, les fibres du matériau conducteur fibreux étant en acier inoxydable. Le matériau conducteur fibreux peut être tissé ou se présenter sous la forme d'un feutre non tissé.According to one aspect of the invention, there is provided a leak detection device of a liquid stored or transported in an electrically conductive conduit, which is arranged to surround - or wrap - the conduit. The detection device comprises at least one layer of a fibrous (or filamentous) insulating material and at least one layer of a fibrous (or filamentous) conductive material which extends over the layer of fibrous insulating material, the fibers of the fibrous conductive material being made of stainless steel. The fibrous conductive material may be woven or in the form of a nonwoven felt.
L'alliage d'acier constituant les fibres du matériau conducteur fibreux contient généralement au moins 10,5% de chrome, en particulier de l'ordre de 16% à 18% de chrome, de sorte qu'un film passif d'oxyde de chrome recouvre la surface des fibres. Cet alliage d'acier peut également contenir du nickel ainsi que du 25 molybdène, pour présenter une résistance accrue à l'oxydation. Un tel matériau conducteur fibreux conserve son intégrité mécanique lorsqu'il est porté à une température supérieure à 350 °C, en particulier lorsqu'il est porté à une température de l'ordre de 550 à 650 °C. 30 En outre, lorsqu'il est porté à de telles températures, dans l'air, ce matériau conducteur fibreux ne produit pas de dégagement gazeux ou de cendres.The steel alloy constituting the fibers of the fibrous conductive material generally contains at least 10.5% of chromium, in particular of the order of 16% to 18% of chromium, so that a passive film of chrome covers the surface of the fibers. This steel alloy may also contain nickel as well as molybdenum, to exhibit increased resistance to oxidation. Such fibrous conductive material retains its mechanical integrity when heated to a temperature above 350 ° C, particularly when heated to a temperature of the order of 550 to 650 ° C. In addition, when heated to such temperatures in air, this fibrous conductive material does not produce gassing or ash.
En cas de fuite de liquide, la couche de matériau conducteur fibreux forme une protection mécanique limitant ou empêchant des jets de liquide à l'extérieur du dispositif de détection et du revêtement du conduit incluant ce dispositif de détection. Ceci est particulièrement important pour le sodium liquide, en raison de la réactivité du sodium au contact de l'air. Grâce à la stabilité mécanique et thermique à haute température de la couche de matériau conducteur fibreux, l'épaisseur de la couche du matériau isolant fibreux du dispositif de détection peut être réduite, ce qui permet de détecter une fuite plus rapidement, de façon plus efficace, et ce même lorsque la fuite est faible. Grâce à sa cohésion notamment, le matériau conducteur fibreux permet d'éviter des courts circuits intempestifs entre ce matériau et le conduit électriquement conducteur, tout en facilitant des courts circuits intentionnels qui peuvent être réalisés comme décrit ci après pour le contrôle du bon fonctionnement du dispositif de détection de fuite. Selon un mode de réalisation, le matériau isolant est une laine de fibres minérales, en particulier une laine de fibres tissées ou torsadées essentiellement constituées de silice et d'oxyde de magnésium ou de 20 calcium. Le matériau conducteur fibreux peut comporter une ou plusieurs couches de feutre souple constitué de fibres agglomérées d'acier inoxydable. La surveillance de l'impédance, mesurée entre la couche du 25 matériau conducteur fibreux et la paroi du conduit, permet de détecter la présence d'un liquide conducteur traversant la couche de matériau isolant fibreux, lors d'une fuite de ce liquide au travers de la paroi du conduit. La souplesse des matériaux fibreux du dispositif de détection lui 30 permet de s'adapter aux déformations des appareils/organes qu'il entoure, en particulier les déformations engendrées par la dilatation thermique des appareils.In case of liquid leakage, the layer of fibrous conductive material forms a mechanical protection limiting or preventing jets of liquid outside the detection device and coating of the conduit including this detection device. This is particularly important for liquid sodium, because of the reactivity of sodium in contact with air. Due to the high temperature mechanical and thermal stability of the layer of fibrous conductive material, the thickness of the layer of the fibrous insulating material of the detection device can be reduced, which makes it possible to detect a leak more quickly, more effectively even when the leak is weak. Owing to its cohesion in particular, the fibrous conductive material makes it possible to avoid inadvertent short circuits between this material and the electrically conductive conduit, while facilitating intentional short circuits which can be carried out as described hereinafter for the control of the correct operation of the device leak detection. According to one embodiment, the insulating material is a wool of mineral fibers, in particular a wool of woven or twisted fibers consisting essentially of silica and magnesium oxide or calcium oxide. The fibrous conductive material may comprise one or more layers of flexible felt made of agglomerated stainless steel fibers. The impedance monitoring, measured between the layer of the fibrous conductive material and the wall of the conduit, makes it possible to detect the presence of a conductive liquid passing through the layer of fibrous insulating material, during a leakage of this liquid through of the duct wall. The flexibility of the fibrous materials of the detection device enables it to adapt to the deformations of the devices / organs that it surrounds, in particular the deformations caused by the thermal expansion of the devices.
La souplesse du matériau conducteur fibreux facilite sa mise en place autour d'un conduit préalablement revêtu du matériau isolant, et permet d'éviter, lorsqu'il est mis en contact intime avec - et pressé contre - la couche de matériau isolant, la mise en contact accidentelle du matériau conducteur fibreux avec la paroi du conduit. Le dispositif de détection peut comporter des premiers liens, en particuliers des liens filiformes ou en forme de cordelettes, servant à solidariser la couche de matériau isolant à un conduit, par cerclage par exemple.The flexibility of the fibrous conductive material facilitates its placement around a duct previously coated with the insulating material, and avoids, when it is placed in intimate contact with and pressed against the layer of insulating material, the setting in accidental contact of the fibrous conductive material with the wall of the conduit. The detection device may comprise first links, in particular thread-like or cord-shaped links, for securing the layer of insulating material to a conduit, for example by strapping.
Le dispositif de détection peut comporter des seconds liens, en particuliers des liens filiformes ou en forme de cordelettes, servant à solidariser la couche de matériau conducteur fibreux au conduit revêtu du matériau isolant, par cerclage également par exemple. Les premiers et seconds liens peuvent être essentiellement 15 constitués de fibres d'un matériau électriquement isolant, qui peut être identique ou similaire à celui constituant la couche de revêtement isolante. De tels liens permettent de revêtir simplement la paroi externe d'un conduit de forme complexe, en découpant un lien de longueur 20 adaptée, en entourant la couche considérée par ce lien conformé en boucle ou anneau, et en fermant cette boucle par un noeud réalisé avec les deux extrémités libres du lien, ou bien à l'aide d'un dispositif adapté - tel qu'un serre câble. Le dispositif de détection comporte généralement un appareil 25 électronique de détection de court-circuit ou de mesure d'impédance, et des organes de raccordement électrique de cet appareil avec la paroi du conduit, d'une part, et avec la couche de matériau conducteur fibreux, d'autre part. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de 30 revêtement d'un conduit qui comporte : - une première couche électriquement isolante essentiellement constituée de fibres, qui s'étend contre la surface externe du conduit ; - une seconde couche électriquement conductrice essentiellement constituée de fibres agglomérées d'acier inoxydable, qui s'étend contre la surface externe de la première couche ; et - une troisième couche thermiquement isolante essentiellement 5 constituée de fibres, qui s'étend contre la surface externe de la seconde couche. Le dispositif de revêtement peut en outre comporter une paroi rigide agencée pour entourer ou envelopper la troisième couche thermiquement isolante. 10 Cette paroi rigide peut comporter deux portions - ou demi coques - et des moyens de liaison pour assembler ces deux portions. Cette paroi rigide peut être percée d'au moins un orifice permettant le passage d'une pièce servant à contrôler le bon fonctionnement du dispositif de détection de fuite, au travers de cette 15 paroi et des couches du revêtement du conduit. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un conduit de transport ou un conteneur de stockage d'un liquide caloporteur faisant partie d'un réacteur, qui est équipé d'un tel dispositif de détection de fuite du liquide caloporteur, ou qui est revêtu d'un tel dispositif de 20 revêtement. L'invention peut s'appliquer notamment à divers liquides conducteurs, en particulier à une solution liquide conductrice. Par liquide conducteur on entend un liquide ou une solution dont la résistivité électrique est au moins égale à 10-3 Siemens par mètre (Sm 25 1), en particulier une conductivité électrique au moins égale à 10-2 Sm-1, par exemple une conductivité électrique de l'ordre de 10-1 à 107 Sm-1. Si le liquide transporté présente une conductivité trop faible pour pouvoir être détecté (exemple de l'eau déminéralisée), il est possible de mettre en solution dans ce liquide un produit conducteur et/ou des ions. 30 D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux figures annexées et illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un 5 conduit équipé d'un dispositif de détection. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique illustrant la détection de fuite au travers de la paroi d'un conduit équipé d'un dispositif de détection et recouvert d'une couche de matériau isolant entourée par une paroi rigide. 10 La figure 3 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un conduit équipé d'un dispositif de détection, et illustre une variante de réalisation du contrôle du bon fonctionnement du dispositif de détection de fuite. La figure 4 illustre schématiquement un appareil de détection de 15 court-circuit selon un mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Sauf indication explicite ou implicite contraire, des éléments ou organes - structurellement ou fonctionnellement - identiques ou similaires sont désignés par des repères identiques sur les différentes 20 figures. Par référence aux figures 1 et 2, un conduit 10 de transport de sodium liquide sous pression comporte une paroi 11 cylindrique s'étendant selon un axe longitudinal 12. La paroi 11 peut être réalisée en acier inoxydable. 25 Par référence à la figure 1 notamment, une couche d'un matériau 13 isolant fibreux a été enroulée - ou autrement déposée - autour de la paroi 11 et est maintenue en contact avec la face externe de cette paroi, par des cordelettes 14 encerclant la couche de matériau 13 et nouées (repères 15) pour former des boucles fermées enserrant la couche 13. 30 Le matériau isolant fibreux 13 peut présenter une conductivité électrique inférieure à 10-5 Siemens par mètre (Sm-1), en particulier une conductivité électrique inférieure à 10-10 Sm-1, par exemple une conductivité électrique de l'ordre de 10-15 Sm-1. Le matériau 13 peut par exemple être une laine de fibres minérales commercialisée sous l'appellation « Superwool 607 Blanket » par la 5 société Thermal Ceramics (USA) ou « Thermipan » de la société Saint Gobain Isover. Cette couche de laine minérale peut présenter une épaisseur de l'ordre de 5 à 20 millimètres environ. Il est généralement souhaitable que l'épaisseur de cette couche de 10 matériau 13 soit la plus faible possible, afin de limiter le temps mis par le liquide s'échappant du conduit pour imprégner et/ou traverser cette couche de matériau et atteindre la couche de matériau conducteur, afin de limiter ainsi le temps s'écoulant avant que la détection de la fuite puisse intervenir. 15 D'autres matériaux isolants fibreux peuvent être utilisés pour réaliser la couche 13, en particulier des laines comportant des fibres de silice et d'oxyde de magnésium ou de calcium. Une couche d'un matériau 16 conducteur a été enroulée - ou autrement déposée - autour de la couche de matériau 13 isolant fibreux 20 et est maintenue en contact avec la face externe de cette couche de matériau 13, par des cordelettes 17 encerclant la couche de matériau 16 et nouées (repères 18) pour former des boucles fermées. Le matériau conducteur 16 peut par exemple être un feutre d'acier inoxydable 316L. 25 L'épaisseur de cette couche de feutre peut être de l'ordre de 2 à 5 millimètres environ. Il est en effet généralement souhaitable que l'épaisseur de cette couche de matériau 16 soit inférieure ou égale à 5 millimètres, afin de conserver la souplesse et minimiser le poids de l'ensemble. 30 Le matériau conducteur 16 peut présenter une conductivité électrique au moins égale à 104 ou 105 Siemens par mètre (Sm-1), en particulier une conductivité électrique de l'ordre de 106 Sm-1.The detection device may comprise second links, in particular thread-like or rope-shaped links, for securing the layer of fibrous conductive material to the conduit coated with the insulating material, for example by strapping. The first and second links may consist essentially of fibers of an electrically insulating material, which may be the same as or similar to that constituting the insulating coating layer. Such links make it possible to simply coat the outer wall of a conduit of complex shape, by cutting a link of suitable length, by surrounding the layer considered by this loop or ring shaped link, and by closing this loop by a realized node. with both free ends of the link, or with a suitable device - such as a cable clamp. The detection device generally comprises an electronic device for detecting short-circuit or impedance measurement, and electrical connection members of this apparatus with the wall of the duct, on the one hand, and with the layer of conductive material fibrous, on the other hand. According to another aspect of the invention, there is provided a device for coating a conduit which comprises: a first electrically insulating layer consisting essentially of fibers, which extends against the outer surface of the conduit; a second electrically conductive layer consisting essentially of agglomerated stainless steel fibers which extends against the outer surface of the first layer; and a third thermally insulating layer consisting essentially of fibers which extends against the outer surface of the second layer. The coating device may further comprise a rigid wall arranged to surround or envelop the third thermally insulating layer. This rigid wall may comprise two portions - or half-shells - and connecting means for assembling these two portions. This rigid wall may be pierced with at least one orifice allowing the passage of a piece serving to control the proper operation of the leak detection device, through this wall and the layers of the coating of the conduit. According to another aspect of the invention, there is provided a transport conduit or a storage container for a heat transfer liquid forming part of a reactor, which is equipped with such a device for detecting heat transfer fluid leakage, or which is coated with such a coating device. The invention can be applied in particular to various conductive liquids, in particular to a conductive liquid solution. Conductive liquid is understood to mean a liquid or a solution whose electrical resistivity is at least equal to 10-3 Siemens per meter (Sm 25 1), in particular an electrical conductivity of at least 10 -2 Sm -1, for example a electrical conductivity of the order of 10-1 to 107 Sm-1. If the transported liquid has a conductivity too low to be detected (example of demineralized water), it is possible to put in solution in this liquid a conductive product and / or ions. Other aspects, features, and advantages of the invention appear in the following description which refers to the appended figures and illustrates, without any limiting character, preferred embodiments of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a duct equipped with a detection device. Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view illustrating the leak detection through the wall of a conduit equipped with a detection device and covered with a layer of insulating material surrounded by a rigid wall. FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a duct equipped with a detection device, and illustrates an alternative embodiment of the control of the proper operation of the leak detection device. Figure 4 schematically illustrates a short circuit detection apparatus according to one embodiment. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Unless otherwise explicitly or implicitly stated, elements or members - structurally or functionally - identical or similar are designated by identical reference numerals in the various figures. With reference to FIGS. 1 and 2, a conduit 10 for transporting liquid under pressure has a cylindrical wall 11 extending along a longitudinal axis 12. The wall 11 may be made of stainless steel. With reference to FIG. 1 in particular, a layer of a fibrous insulating material 13 has been wound - or otherwise deposited - around the wall 11 and is kept in contact with the external face of this wall, by cords 14 encircling the material layer 13 and knotted (markings 15) to form closed loops enclosing the layer 13. The fibrous insulating material 13 may have an electrical conductivity of less than 10-5 Siemens per meter (Sm-1), in particular an electrical conductivity less than 10-10 Sm-1, for example an electrical conductivity of the order of 10-15 Sm-1. The material 13 may for example be a mineral fiber wool marketed under the name "Superwool 607 Blanket" by the company Thermal Ceramics (USA) or "Thermipan" from the company Saint Gobain Isover. This layer of mineral wool may have a thickness of the order of 5 to 20 millimeters approximately. It is generally desirable that the thickness of this layer of material 13 be as low as possible, in order to limit the time taken by the liquid escaping from the conduit to impregnate and / or pass through this layer of material and to reach the layer of conductive material, so as to limit the time flowing before detection of the leak can occur. Other fibrous insulating materials may be used to make the layer 13, particularly wools comprising silica and magnesium oxide or calcium oxide fibers. A layer of a conductive material 16 has been wound - or otherwise deposited - around the fibrous insulating material layer 20 and is kept in contact with the outer face of this layer of material 13 by cords 17 encircling the material 16 and knotted (pins 18) to form closed loops. The conductive material 16 may for example be a 316L stainless steel felt. The thickness of this layer of felt may be of the order of about 2 to 5 millimeters. It is indeed generally desirable that the thickness of this layer of material 16 is less than or equal to 5 millimeters, in order to maintain flexibility and minimize the weight of the assembly. The conductive material 16 may have an electrical conductivity of at least 104 or 105 Siemens per meter (Sm-1), in particular an electrical conductivity of the order of 106 Sm-1.
Les liens 14 et 17 peuvent par exemple être essentiellement constitués de filaments de silice. L'épaisseur et la souplesse de chacune des deux couches de matériau fibreux 13 et 16, ainsi que la souplesse des liens maintenant en place ces matériaux, permettent de recouvrir intimement des conduits ou conteneurs de formes et géométries diverses, assurant ainsi une couverture totale des zones d'un circuit de refroidissement contenant un liquide dont une fuite doit être détectée rapidement et de façon fiable. Par référence à la figure 2 notamment, une couche d'un matériau 19 thermiquement isolant a été déposée autour de la couche de matériau 16 conducteur fibreux et est maintenue en contact avec la face externe de cette couche de matériau 16, par une paroi 20 tubulaire s'étendant selon l'axe longitudinal 12 et encerclant la couche de matériau 19. Le matériau thermiquement isolant 19 peut par exemple être essentiellement constitué d'une laine de verre ou de roche. L'épaisseur de la couche de matériau 19 est généralement supérieure à celle des couches de matériau 13 et 16. Cette épaisseur peut par exemple être de l'ordre de 20 à 50 (ou 100) millimètres environ. La coque ou paroi rigide 20 assure notamment la protection 20 mécanique des couches de matériau fibreux 13, 16, et 19 qu'elle entoure. La paroi 20 est percée d'un orifice 21 permettant le passage d'une pièce 22 servant à contrôler le bon fonctionnement du dispositif de détection de fuite, au travers de cette paroi et des couches 13, 16, et 19 25 du revêtement du conduit 10. La surveillance de l'impédance, mesurée entre la couche du matériau conducteur fibreux 16 et la paroi 11 du conduit 10, permet de détecter la présence d'un liquide conducteur traversant et/ou imprégnant la couche de matériau 13 isolant fibreux, lors d'une fuite de 30 ce liquide au travers de la paroi 11 du conduit. A cet effet, le dispositif de détection de fuite comporte : - un appareil 23 de détection de court-circuit par mesure d'impédance ; - un organe 24 pour le raccordement électrique de la couche 16 électriquement conductrice à l'appareil 23 ; - un organe 25 pour le raccordement électrique de la paroi 11 du conduit à l'appareil 23 ; et - deux tronçons de fil conducteur 26 reliant respectivement les organes 24, 25 de contact/raccordement, aux bornes de mesure de l'appareil 23.The links 14 and 17 may for example consist essentially of silica filaments. The thickness and the flexibility of each of the two layers of fibrous material 13 and 16, as well as the flexibility of the bonds holding these materials in place, make it possible to intimately cover conduits or containers of various shapes and geometries, thus ensuring total coverage of areas of a cooling system containing a liquid leakage of which must be detected quickly and reliably. With reference to FIG. 2 in particular, a layer of a thermally insulating material 19 has been deposited around the fibrous conductive material layer 16 and is kept in contact with the outer face of this layer of material 16 by a tubular wall 20. extending along the longitudinal axis 12 and encircling the layer of material 19. The thermally insulating material 19 may for example consist essentially of a glass wool or rock. The thickness of the material layer 19 is generally greater than that of the material layers 13 and 16. This thickness may for example be of the order of 20 to 50 (or 100) millimeters approximately. The rigid shell or wall 20 provides, in particular, the mechanical protection of the layers of fibrous material 13, 16, and 19 which it surrounds. The wall 20 is pierced with an orifice 21 allowing the passage of a piece 22 for controlling the proper functioning of the leak detection device, through this wall and the layers 13, 16, and 19 of the duct coating. 10. The impedance monitoring, measured between the layer of the fibrous conductive material 16 and the wall 11 of the duct 10, makes it possible to detect the presence of a conductive liquid which passes through and / or impregnates the layer of fibrous insulating material 13 when leakage of this liquid through the wall 11 of the conduit. For this purpose, the leak detection device comprises: an apparatus 23 for detecting a short circuit by impedance measurement; a member 24 for electrically connecting the electrically conductive layer 16 to the apparatus 23; a member 25 for electrically connecting the wall 11 of the conduit to the apparatus 23; and two sections of conducting wire 26 respectively connecting the contact / connection members 24, 25 to the measurement terminals of the apparatus 23.
L'appareil 23 comporte généralement i) un circuit de mesure d'impédance agencé pour délivrer un signal de mesure ; ii) un circuit comparateur raccordé au circuit de mesure pour en recevoir le signal de mesure et agencé pour comparer le signal reçu à un signal ou une donnée déterminé(e), et pour délivrer un signal de comparaison ; et iii) un circuit de commande d'alarme raccordé au circuit comparateur pour en recevoir le signal de comparaison et agencé pour commander le fonctionnement d'une alarme en fonction du signal de comparaison reçu. L'organe 24 de raccordement est en forme de tige ou barreau et est inséré dans l'épaisseur de la couche conductrice filamenteuse 16.The apparatus 23 generally comprises i) an impedance measuring circuit arranged to deliver a measurement signal; ii) a comparator circuit connected to the measurement circuit for receiving the measurement signal and arranged to compare the received signal with a given signal or datum, and to output a comparison signal; and iii) an alarm control circuit connected to the comparator circuit for receiving the comparison signal and arranged to control the operation of an alarm based on the received comparison signal. The connecting member 24 is in the form of a rod or bar and is inserted into the thickness of the filamentary conductive layer 16.
Alternativement, cet organe 24 de raccordement peut comporter un élément de contact en forme de pince dont les mors peuvent enserrer une portion de la couche conductrice fibreuse. Le second organe 25 de raccordement, qui est en contact électrique avec la paroi du conduit, peut être une pièce métallique soudée au 25 conduit. Pour le contrôle du bon fonctionnement du dispositif de détection de fuite équipant le conduit 10, on provoque un court circuit entre la paroi 11 du conduit et la couche de matériau 16 conducteur fibreux. Pour cela, on introduit une connectique 22 telle qu'une aiguille 30 métallique au travers de l'orifice 21 prévu dans la paroi 20, et au travers des couches superposées de matériau 19 thermiquement isolant, de matériau 16 conducteur, et de matériau 13 isolant, jusqu'à mettre en contact l'extrémité longitudinale (inférieure) de la connectique 22 avec la paroi 11 du conduit. La longueur de l'aiguille étant supérieure à l'épaisseur cumulée des couches des matériaux isolant 13 et conducteur 16, l'aiguille reste 5 maintenue en contact électrique avec la couche de matériau conducteur 16 au travers de laquelle elle s'étend. La connectique 22 réalise ainsi un court-circuit entre la paroi 11 et la couche de matériau 16, ce qui permet de contrôler, par la mesure d'impédance réalisée par l'appareil 23, le bon fonctionnement du 10 système de détection de fuite : l'appareil 23 de mesure doit indiquer la présence d'un court-circuit tant que la connectique 22 est maintenue en contact avec la paroi 11 et la couche de matériau 16. Il est à noter que cette opération de contrôle du bon fonctionnement n'engendre aucun dommage au revêtement du conduit, 15 en raison notamment de la structure fibreuse des couches composant ce revêtement. Dans la variante illustrée figure 3, l'appareil 23 et la paroi 11 du conduit 10 sont en permanence raccordés à une masse commune, tandis que la connectique 22 qui est en contact avec la couche conductrice 16 20 sans être en contact avec la paroi 11, est raccordée à cette masse par l'intermédiaire d'un interrupteur 27 qui est normalement ouvert. La fermeture de l'interrupteur 27, manuelle ou commandée à distance, permet alors d'établir le court-circuit permettant de contrôler le bon fonctionnement du système de détection de fuite. 25 Par référence à la figure 4, le circuit de mesure d'impédance de l'appareil 23 comporte une source 230 de tension aux bornes de laquelle sont raccordées en série deux résistances 231 et 232. Les organes 24, 25 de raccordement respectif de la couche de matériau 16 et de la paroi 11 à l'appareil 23, sont respectivement reliés 30 aux bornes de la résistance 231.Alternatively, this connection member 24 may comprise a pin-shaped contact element whose jaws may grip a portion of the fibrous conductive layer. The second connecting member 25, which is in electrical contact with the wall of the duct, may be a metal piece welded to the duct. For the control of the proper functioning of the leak detection device fitted to the duct 10, a short circuit is caused between the wall 11 of the duct and the layer of fibrous conductive material 16. For this, we introduce a connector 22 such as a metal needle through the orifice 21 provided in the wall 20, and through the superimposed layers of thermally insulating material 19, 16 conductive material, and 13 insulating material , until contacting the longitudinal end (lower) of the connector 22 with the wall 11 of the duct. Since the length of the needle is greater than the cumulative thickness of the layers of insulating material 13 and conductor 16, the needle remains in electrical contact with the layer of conductive material 16 through which it extends. The connector 22 thus makes a short circuit between the wall 11 and the material layer 16, which makes it possible to control, by the impedance measurement made by the apparatus 23, the proper operation of the leak detection system: the measuring apparatus 23 must indicate the presence of a short circuit as long as the connector 22 is kept in contact with the wall 11 and the layer of material 16. It should be noted that this operation check operation operation does not does not cause any damage to the coating of the conduit, in particular because of the fibrous structure of the layers making up this coating. In the variant illustrated in FIG. 3, the apparatus 23 and the wall 11 of the duct 10 are permanently connected to a common ground, whereas the connector 22 which is in contact with the conductive layer 16 without being in contact with the wall 11 , is connected to this mass via a switch 27 which is normally open. Closing the switch 27, manual or remotely controlled, then establishes the short circuit to control the proper operation of the leak detection system. With reference to FIG. 4, the impedance measuring circuit of the apparatus 23 comprises a source 230 of voltage at the terminals of which are connected in series two resistors 231 and 232. The respective connection members 24, 25 of FIG. material layer 16 and wall 11 to the apparatus 23, are respectively connected across the resistor 231.
Un dispositif de mesure de tension (non représenté) est incorporé à l'appareil 23, et raccordé aux bornes de la résistance 232 de façon à mesurer la tension aux bornes de celle-ci. En l'absence de fuite, cette tension est proportionnelle à celle de la 5 source 230, dans le rapport des résistances 231 et 232. Lorsqu'une fuite se produit et provoque un court-circuit entre les bornes de la résistance 231, la tension mesurée aux bornes de la résistance 232 devient sensiblement égale à celle délivrée par la source. Cette modification de la tension mesurée permet de déclencher 10 l'émission d'un signal indicateur de fuite.A voltage measuring device (not shown) is incorporated in the apparatus 23, and connected across the resistor 232 so as to measure the voltage across it. In the absence of leakage, this voltage is proportional to that of the source 230, in the ratio of the resistors 231 and 232. When a leak occurs and causes a short-circuit between the terminals of the resistor 231, the voltage measured at the terminals of the resistor 232 becomes substantially equal to that delivered by the source. This modification of the measured voltage makes it possible to trigger the emission of a leak indicator signal.
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