Bureau Veritas – Machines et tuyautages

Bureau Veritas – Machines et tuyautages
11/12/2009 Arnault Pédemay

Quelques exemples d’événements à éviter
Vue d’ensemble Quelques exemples d’événements à éviter

Vue d’ensemble Les idées directrices

Situations à éviter avec un navire
Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Comment cela a t’il pu arriver à cause de la machine?

Perte de manoeuvrabilité Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Comment cela a-t’il pu arriver à cause de la machine?
Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tounantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré

Que peut faire la machine quand c’est arrivé?

Que peut faire la machine quand c’est arrivé?
Le navire s’échoue Le navire coule/chavire Le navire brûle Des gens sont tués ou blessés dans d’autres contextes que les cas précédents L’environnement est altéré Assurer une source d’énergie Participer aux moyens de lutte Dispositions architecturales dès la conception pour limiter les conséquences d’un événement (ex : règles MARPOL sur les fuel tanks et circuits de carburants, dalotage des ponts garages de RORO)

Notions transverses Notion de service essentiel : service nécessaire à un navire pour évoluer, être gouverné ou manœuvré en mer, ou entreprendre des activités en liaison avec son exploitation, et nécessaire à la sauvegarde de la vie, pour autant que la classe soit concernée Critère de défaillance unique : une avarie ne doit pas se produire du fait de la défaillance d’un seul élément. Corrolairement, une double défaillance n’est pas prise en compte.

Les plans qui nous intéressent
Arrangement machine

Plan machine

Moteurs Perte de manoeuvrabilité
Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives (Explosions de capacité sous pression) Manque de protection physique face à certains risques (machines tounantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques)

Moteurs Conception et construction générale vilebrequin
résistance à la fatigue aux contraintes alternées de flexion et de torsion, résistance à la fatigue, montage par frettage. équipements explosion de carter double gainage des tuyauteries sous haute pression dispositifs de survitesse Certification du moteur selon MARPOL annexe VI Quelques particularités pour les diesels générateurs de secours démarrages à froid fonctionnement possible si inclinaisons fortes Essais de type effectués et essais pour chaque moteur Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives (Explosions de capacité sous pression) Manque de protection physique face à certains risques (machines tounantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques)

Lignes propulsives Perte de manoeuvrabilité
Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques)

Lignes propulsives (1/2)
Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives (Explosions de capacité sous pression) Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) réducteur conception des engrenages vérification de la flexion en pied de denture (cassure des dents par fatigue) contraintes superficielles sur les dents dans la zone de contact conception et construction dents, roues et pignons arbres et paliers, bâtis, système de graissage Ligne d’arbre Échantillonnage du diamètre Chemisage pour éviter la corrosion Hélice Epaisseur minimale de pale Montage hélice sur arbre Commande de pas

Lignes propulsives (2/2)
Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tounantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Paliers (type de lubrification) Accouplements (calcul des éléments de liaison) Ligne d’arbre Échantillonnage du diamètre Chemisage pour éviter la corrosion Hélice Epaisseur minimale de pale Montage hélice sur arbre Commande de pas Lignage s ’assurer que le lignage de la machine de propulsion et de la ligne d ’arbre et l ’espacement et l ’implantation des paliers sont tels que les charges soient compatibles avec le matériau utilisé et les limites prescrites par le fabricant Calcul de vibration de torsion s ’assurer que les vibrations de l ’installation de propulsion n’exercent pas de contraintes excessives sur les composants de l ’installation concernée

Chaudières/réservoirs sous pression
Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques)

Chaudières/réservoirs sous pression
(Perte de manoeuvrabilité) Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Contrôle du design : épaisseur des coques sous pression, taille des ouvertures, tubes échantillonage et arrangement, foyers, soupapes de sûreté, contrôle des niveaux de liquide, dispositions architecturales diverses, design des brûleurs, en fonction de la classe (exigé pour classe 1 et 2, pas pour 3) Contrôle des matériaux (classe 1: présence du BV, classe 2 et 3 simple revue documentaire) Notion de classe : En fonction de la pression, du volume, du fluide contenu selon sa dangerosité vis à vis de l’être humain et/ou des installation avoisinantes.

Les plans qui nous intéressent
Le tuyautage

Tuyautage - généralités
Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) A B Fluide convoyé de A à B

Tuyautage - généralités
Matériaux Dimensions (diamètre / épaisseur) Cintrage Système de liaisons entre tuyaux Lieux de passage envisagé pour les tuyaux est-il possible? Disponibilité des systèmes essentiels ?

Tuyautage – généralités - caractéristiques matériau
Points de fusion / température lors d’un incendie : Acier : autour de 1400°C Alliages de cuivre : entre 800°C et 1100°C Alliages d’aluminium : autour de 640°C Plastique : très variable - PTFE (polyéthylène tétrafluorure) 325°C température lors d’un incendie : 800°C Fragilité/ductilité La fonte est un matériau fragile à éviter pour certaines applications

Tuyautage – généralités – système de classe
Il existe des classes de tuyauterie en fonction du fluide transporté, de la pression et de la température, de la position Ces classes permettent de déterminer : Si le matériau proposé est utilisable (ex : les plastiques ne sont utilisables que pour les tuyauteries de classe 3) Si les liaisons entre tuyaux proposées sont utilisables (ex : pas de raccords vissés sur les tuyauteries de carburant) Les essais à entreprendre sur le système de tuyautage (essais sur matériaux, présence ou non de BV, essais sur soudures, épreuves sous pression ).

Tuyautage – assèchement
Ne sert pas à lutter contre les sinistres majeurs Le diamètre d du collecteur principal d’assèchement est défini en fonction de la longueur du navire, de la largeur , de son creux La capacité de chaque pompe principale est directement proportionnelle au carré du diamètre du collecteur Au moins deux pompes, assèchements directs à prévoir dans la machine, aspiration assèchement de secours par pompe indépendante dans la machine. Pour les navires à passager, c’est plus exigeant.

Tuyautage – assèchement – que manque t’il?
Inc Compt 2 Compt 3 Compt 1 Compt mach Inc Inc

Tuyautage – assèchement
Inc Compt 2 Compt 3 Compt 1 Compt mach Inc Inc

Tuyautage – ballastage
Au moins deux pompes Particularités liées au circuit : Cloison d’abordage : Souvent ce circuit dessert un ballast qui est situé en avant de la cloison d’abordage. En dessous du pont de franc bord, il faut éviter de faire des trous dans cette cloison. Pour les navires à passager, on se limite à une seule traversée et c’est celle là la plupart du temps. Ballast water management : attention à cette manipulation. Il s’agit de renouveler l’eau de ballast avant d’arriver près de côtes afin de ne pas disséminer d’organismes nuisibles d’un région du globe à l’autre. Trois méthodes sont possibles : Séquentielle (on vide puis on remplit chaque ballast) Flow through : on remplit et on laisse “déborder” le ballast par son trop plein ou un autre dispositif. Dilution : on remplit par le haut le ballast en même temps qu’on le vidange par le bas à niveau constant.

Tuyautage – dalotage Règles générales :
Espaces situés sous le pont de franc bord ou à l’intérieur des superstructures fermées : drainage vers le fond ou au bordé. Autres espaces : drainage au bordé. Sur les tuyautages : Des régles en fonction de la position du local à drainer, la position de l’évacuation au bordé, indiquent si des vannes ont à rajouter sur le circuit de drainage, si des commandes situées au dessus du pont de franc bord sont à mettre en place, si des surépaisseurs sont à prévoir sur le troncon de tuyau situé entre les dernières vannes sur parcours et le bordé. Qu’est ce qu’on cherche : Eviter les accumulation d’eau : problème de stabilité. Limiter les risques d’envahissement en cas défaillance de tuyauterie (d’où la surépaisseur des tuyaux et les moyens de commande à distance des vannes sur bordé.

Tuyautage – dalotage

Tuyautage – évent Event
Tous les compartiments sans ventilation doivent être munis d’un dégagement d’air, qui aboutit au-dessus du pont de cloisonnement. Dimension suffisante du dégagement d’air pour éviter les surpression ou dépression lors demouvements d’eau dans la capacité. Dispositif de fermeture de l’évent pour éviter les entrées d’eau. Les caisses à liquides inflammables doivent être munies d’un évent qui termine à l’air libre.

Tuyautage – sondage – trop plein
Remontent au dessus du pont de franc bord Si liquide inflammabledoit terminer à l’air libre Possibilité de les faire terminer dans les espaces machine sous certaines conditions Trop plein Nécessaire quand le tuyau d’évent est trop petit Nécessaire si la caisse est dimensionnée pour une pression hydrostatique moindre que cell crrespondant la hauteur de son évent. Overflow dirigé soit dehors soit dans un tank (ex : gazole)

Tuyautage - trop plein – c’est bon?
Fuel tank 1 Fuel tank 2 Trop plein

Tuyautage - trop plein – c’est mieux
Fuel tank 1 Fuel tank 2 Trop plein

Tuyautage - carburant Perte de manoeuvrabilité

Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Deux caisses alimentaires, autonomie huit heures Circuit de transfert carburant des caisses de stockage vers les caisses alimentaires redondant en terme de pompage Redondance des modules de traitement si nécessité de traiter le carburant Au départ des caisses alimentaires, circuits différents pour les diesels générateurs et les diesels de propulsion Redondance des pompes de gavage sur moteur si un seul moteur de propulsion 2 filtres permutables et remplaçables en marche (moins contraignant si plusieurs moteurs)

Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Sectionnements de bas de caisse servant à l’alimentation des moteurs de classe 2, fermables à distance hors du local Sectionnement de décantation auto- refermable (vanne “homme mort”). Arrêt des installations d’épuration à distance, mise sous écran de ces installations.

Tuyautage - carburant Perte de manoeuvrabilité Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Pont éclair supérieur à 60°C, sinon écart de 10°C entre T lieu stockage et point éclair On évite de placer les caisses dans les espaces machine Si le carburant est réchauffé dans les caisses à une température supérieure à T point éclair – 10°C, en sortie d’évent de caisse, il faut être à 60°C ou être à plus de 3m d’une source d’inflammation, le loal doit être muni d’appareils électriques spéciaux, pas de communications directes avec un espace machine, évents muni de dipositifs pare flamme, on met des cofferdams ventilés au-dessus de ces tanks

Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Règle MARPOL 12 A pour les navires de plus de 600 m3 de réserve de carburant : Limite de taille pour un tank (2500m3) Distance par rapport au bordé pour les tanks. Le circuits de gazole situé dans ka zone entre tanks et bordés doivent pouvoir être isolés

Tuyautage - autres Perte de manoeuvrabilité
Initiation/Propagation de l’envahissement Fuite de matières inflammables Création d’atmosphères explosives Explosions de capacité sous pression Manque de protection physique face à certains risques (machines tournantes, parois chaudes) Emissions de produits indésirables (polluants, toxiques) Air comprimé (lancement moteur et services essentiels) Lubrification Vapeur Fluide thermique Réfrigération Oxygène acétylènepour stations de soudage Echappement Hydraulique

Appareil à gouverner - hydraulique
Règles générales Un appareil à gouverner est composé d’un appareil principal et d’un appareil auxiliaire capable de prendre le relai si nécessaire Le safran, sa mèche restent une partie commune aux deux appareils, sauf dans le cas de certaines mentions additionelles comme AVM-DPS ou AVM-IPS L’hydraulique devra répondre aux critères de transparence à la première défaillance Toues les parties isolables doivent être protégées contre les surpressions. Particularités Le tarage des soupapes de sûreté est au moins égal à 1,25 fois la pression maximale de service, ce qui implique que les équipements hydrauliques, notamment les vérins, doivent être dimensionnés en conséquence. Les pompes hydrauliques doivent être d’un modèle qui a subi un essai d’endurance.

Appareil à gouverner - hydraulique – que manque t’il?

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