Le dimensionnement du système de récupération des vapeurs d'une citerne monocompartimentée en acier inoxydable de 41 m³ repose sur le débit de transfert de liquide maximal et la pression disponible pour assurer la circulation des vapeurs sur l'ensemble du circuit de retour. La capacité de la citerne détermine la quantité de produit transportable, mais n'impose pas le diamètre requis pour le raccordement des vapeurs. Un cahier des charges rigoureux doit démontrer que la citerne, le flexible et le terminal de réception peuvent supporter le débit de vapeur nominal tout en maintenant la pression et le vide dans la citerne dans les limites de fonctionnement approuvées.

Par conséquent, une taille nominale de tuyauterie ou une simple mention de la présence d'un système de récupération des vapeurs sur la remorque ne suffit pas à obtenir l'homologation technique. L'évaluateur a besoin d'un scénario d'exploitation précis, d'un calcul des pertes de charge et de données sur les performances des composants. Une même citerne peut fonctionner correctement sur un quai de chargement et nécessiter un débit de transfert inférieur sur un autre en raison de différences de contre-pression, de longueur de tuyau ou de contraintes de raccordement.

Il est essentiel de définir les conditions de transfert avant de choisir le matériel. Lors du chargement, le liquide entrant déplace le gaz occupant l'espace de vapeur du réservoir. En première approximation, le volume de gaz déplacé, dans les conditions du réservoir, est proportionnel au volume de liquide entrant. Toutefois, l'évaporation, la vaporisation instantanée et les variations de température peuvent modifier le débit de vapeur requis. Un calcul de dimensionnement doit donc distinguer le simple déplacement du gaz de la génération de vapeur supplémentaire.

Par exemple, un débit de chargement de liquide supposé de 1 500 L/min donne une estimation initiale du déplacement de 1,5 m³/min dans les conditions de la cuve, avant prise en compte de la production de vapeur supplémentaire. Ce calcul est donné à titre indicatif et ne constitue pas un débit de fonctionnement recommandé pour une citerne de 41 m³. Le débit final doit être adapté au produit prévu, aux conditions de chargement et à la méthode de dimensionnement réglementaire ou du terminal applicable.

Les volumes de gaz doivent également reposer sur une base de référence cohérente. La capacité d'un terminal, exprimée en mètres cubes standard par heure, ne peut être comparée directement au débit volumique réel à l'intérieur d'une cuve chaude. Il est impératif de tenir compte de la température, de la pression absolue et des conditions de référence spécifiées. À défaut, des valeurs de capacité apparemment compatibles peuvent masquer un déficit.

Un document de base de conception utile :

• Les carburants prévus, leurs caractéristiques de volatilité pertinentes et la plage de températures de chargement autorisées.
• Le débit de liquide maximal, y compris tout chargement simultané via plusieurs connexions de liquide.
• Le dispositif de chargement, l'état initial du réservoir et la température prévue de l'espace vapeur.
• Exigences de raccordement de vapeur du terminal et plage de pression à l'interface convenue.
• les limites de pression et de vide approuvées du réservoir, ainsi que les réglages des dispositifs de protection et les marges de fonctionnement.

La conception à compartiment unique simplifie la gestion du nombre d'espaces de vapeur, mais ne réduit pas le débit total. Si plusieurs entrées de liquide alimentent simultanément le même compartiment, leur débit combiné détermine la charge. Le fabricant doit également définir le volume de remplissage autorisé et le volume mort requis ; la capacité nominale seule ne doit pas être considérée comme la charge autorisée.

Calculez la perte de charge dans l'ensemble du système raccordé. La vapeur emprunte un chemin plus complexe que la simple conduite visible le long du réservoir. Ce chemin peut comprendre une ouverture interne, une soupape de purge de vapeur, des coudes, des réducteurs, une vanne de sortie, un adaptateur, un flexible et des équipements terminaux. Chaque restriction réduit la différence de pression disponible.

Pour le chargement dans un système de retour de vapeur terminal, la pression requise dans le réservoir pour maintenir l'écoulement correspond approximativement à la pression à l'interface terminale, augmentée des pertes de charge entre cette interface et l'espace de vapeur du réservoir, en tenant compte des effets d'altitude le cas échéant. Il est essentiel de définir clairement cette interface : les pertes de charge terminales ne doivent être ni omises ni comptabilisées deux fois. Le calcul doit démontrer une marge suffisante par rapport à la pression de service admissible du réservoir.

Le diamètre nominal d'un raccord ne détermine pas son débit. Une vanne peut présenter un passage interne restreint, et un raccord peut avoir une ouverture effective inférieure à celle de la tuyauterie raccordée. Il est donc nécessaire d'obtenir les courbes de perte de charge ou les coefficients de débit appropriés pour les composants réels et de vérifier que les essais réalisés sont pertinents pour la vapeur de conception.

La méthode de calcul choisie doit tenir compte de la densité et de la compressibilité du gaz, le cas échéant. Pour des comparaisons préliminaires dans un régime de débit à basse pression approprié, une augmentation du débit à travers des équipements inchangés entraîne une forte hausse des pertes de charge. Par conséquent, toute augmentation prévue du débit de charge justifie un recalcul du système, même si la capacité du réservoir et les dimensions des raccords restent inchangées.

La configuration influe également sur la fiabilité des performances calculées en fonctionnement. Les points bas peuvent accumuler du liquide condensé ou des résidus de produit, réduisant ainsi le passage de vapeur disponible. Le cheminement des tuyaux, les dispositifs de drainage et la protection contre les entraînements de liquide doivent être examinés au même titre que le diamètre des tuyaux. Un calcul basé sur un passage de gaz sans obstruction ne prend pas en compte un tuyau partiellement rempli de liquide.

Lorsque la plage de fonctionnement autorise différents types de flexibles ou de raccords, évaluez la combinaison approuvée la plus restrictive. Si le système n'atteint sa limite de pression qu'avec un flexible court et une faible contre-pression au niveau du raccord, ces conditions doivent devenir les limites de fonctionnement. Une hypothèse non documentée n'offre que peu de protection lorsque la remorque est déplacée vers un autre dépôt.

Vérifiez séparément les conditions de déchargement et de défaut. Le chargement expulse la vapeur du réservoir. Le déchargement nécessite l'entrée de gaz de remplacement à mesure que le liquide s'écoule. La configuration autorisée peut permettre l'admission d'air par un évent contrôlé ou le retour de vapeur depuis l'installation de réception, selon le produit, l'installation et les exigences réglementaires. Un calcul de chargement seul ne démontre pas que le réservoir peut résister au vide créé lors de la vidange.

Pour le déchargement par pompage, évaluez le débit de soutirage maximal, la pression disponible à chaque raccord d'équilibre vapeur et les pertes au niveau de l'arrivée de gaz. Des restrictions ou un mauvais positionnement des vannes peuvent entraîner une augmentation du vide dans la cuve, même si le débit de liquide semble initialement normal. La procédure de déchargement et la séquence d'ouverture des vannes approuvées doivent correspondre à la configuration utilisée pour le calcul.

Les dispositifs de décharge de pression et de vide assurent la protection conformément à leur conception. Le flux de vapeur normal doit emprunter le circuit prévu sans nécessiter l'activation de ces dispositifs. La capacité de décharge, les pressions de tarage et la relation entre les dispositifs de protection et les commandes de fonctionnement font l'objet d'une étude technique spécifique.

Un tuyau de retour obstrué pose un problème différent de celui d'un tuyau sous-dimensionné. Il convient d'évaluer comment le chargement s'arrête en cas d'indisponibilité du circuit de vapeur, de dysfonctionnement d'une vanne requise ou de surpression au terminal. Identifiez les fonctions de protection relevant de la remorque et celles relevant de l'installation de chargement. Lorsque des dispositifs de verrouillage sont nécessaires, leur fonctionnement et leur compatibilité doivent être vérifiés au niveau de l'interface.

La construction en acier inoxydable ne permet pas de répondre à ces questions. Le camion-citerne monocompartiment de 41 m³ en acier inoxydable avec système de récupération des vapeurs, fabriqué par Shandong ORNN Vehicle Co., Ltd., présente une capacité de 41 000 litres, une construction en acier inoxydable 304, une paroi de 4 mm et des plaques d'extrémité de 5 mm. Ces paramètres définissent la construction du réservoir, mais ne précisent ni sa pression admissible, ni sa résistance au vide, ni son débit de vapeur. Ces conclusions nécessitent une base de conception approuvée et des calculs justificatifs.

La compatibilité des produits s'étend au-delà de l'enveloppe et inclut également les joints, les flexibles, les composants internes des vannes et les raccords. Spécifiez la plage de carburant prévue afin que le choix des composants et les hypothèses relatives aux propriétés des vapeurs se réfèrent à la même application. Un système évalué pour un carburant et une plage de températures donnés ne doit pas être automatiquement accepté pour d'autres.

Approuver une plage de fonctionnement documentée. Avant d'accepter le cahier des charges, demander un schéma du système de vapeur indiquant les diamètres internes, les modèles des composants, le sens d'écoulement et les détails de raccordement. Ce schéma doit être accompagné d'un calcul précisant le débit de liquide nominal, la base de génération de vapeur, les propriétés du gaz, la pression aux bornes, la configuration des flexibles et la pression ou le vide résultant dans le réservoir.

Les éléments justificatifs doivent comprendre les données de débit des composants, les limites de capacité approuvées du réservoir, les réglages des dispositifs de protection et une procédure de vérification fonctionnelle. La mise en service doit garantir le bon fonctionnement des vannes, la compatibilité des raccordements et les performances dans des conditions de transfert définies, selon des critères d'acceptation préalablement convenus.

L'approbation obtenue doit préciser les débits de transfert autorisés et les conditions qui y sont associées. Si un terminal, un tuyau ou un produit différent ne correspond pas à ces spécifications, une réévaluation est nécessaire avant d'utiliser le débit initial. C'est cette relation documentée entre le débit, la pression et les conditions d'exploitation qui permet d'utiliser une spécification de récupération des vapeurs tout au long de la durée de vie d'un navire-citerne.