{"id":11714,"date":"2024-02-19T08:00:44","date_gmt":"2024-02-19T07:00:44","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/?p=11714"},"modified":"2024-02-20T14:33:31","modified_gmt":"2024-02-20T13:33:31","slug":"prevention-des-reactions-d-emballement-thermique-a-l-aide-de-capteurs-reponse-rapide","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/general\/prevention-des-reactions-d-emballement-thermique-a-l-aide-de-capteurs-reponse-rapide\/","title":{"rendered":"Pr\u00e9vention des r\u00e9actions d&#8217;emballement thermique \u00e0 l&rsquo;aide de capteurs \u00e0 r\u00e9ponse rapide"},"content":{"rendered":"<p><strong>L&#8217;emballement thermique est l&rsquo;une des principales causes d&rsquo;accident dans les usines chimiques et p\u00e9trochimiques. Pour \u00e9viter de telles catastrophes, les op\u00e9rateurs doivent surveiller en permanence les temp\u00e9ratures \u00e0 l&rsquo;aide de capteurs dont le temps de r\u00e9ponse est le plus rapide possible pour l&rsquo;application concern\u00e9e.<\/strong><\/p>\n<p>\nLa fabrication de l&rsquo;oxyde d&rsquo;\u00e9thyl\u00e8ne, de l&rsquo;acide acrylique, du chlorure de vinyle, du styr\u00e8ne et d&rsquo;autres produits importants implique des r\u00e9actions hautement r\u00e9actives et exothermiques.<\/p>\n<p>Comme ces process chimiques produisent d&rsquo;\u00e9normes quantit\u00e9s de chaleur, ils doivent \u00eatre g\u00e9r\u00e9s avec soin pour \u00e9viter les augmentations rapides de temp\u00e9rature et les r\u00e9actions d&#8217;emballement.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Les dangers de l&#8217;emballement des r\u00e9actions chimiques<\/h2>\n<p>\nSi vous avez d\u00e9j\u00e0 conduit sur des routes de montagne, vous avez probablement rencontr\u00e9 des rampes d&#8217;emballement. Ces rampes en cul-de-sac utilisent une pente ascendante et\/ou le frottement du gravier pour arr\u00eater les camions qui ont perdu l&rsquo;usage de leurs freins et sont incapables de contr\u00f4ler leur v\u00e9hicule alors qu&rsquo;il d\u00e9vale une route escarp\u00e9e.<\/p>\n<p>\nIl en va de m\u00eame pour les r\u00e9actions chimiques qui s&#8217;emballent. Il s&rsquo;agit de process qui se sont tellement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s qu&rsquo;ils deviennent tr\u00e8s difficiles, voire impossibles \u00e0 contr\u00f4ler. <br \/>\nDans les usines chimiques, les points \u00e0 v\u00e9rifier :<\/p>\n<ul>\n<li>\u00a0Mesures de contr\u00f4le du process &#8211; abaisser la temp\u00e9rature et la pression en r\u00e9duisant le d\u00e9bit de la mati\u00e8re premi\u00e8re et en ajustant sa concentration.<\/li>\n<li>Techniques d&rsquo;\u00e9vacuation de la chaleur &#8211; telles que les chemises de refroidissement, les \u00e9changeurs de chaleur et les dispositifs de contr\u00f4le de la temp\u00e9rature.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nLe danger survient lorsque ces mesures de s\u00e9curit\u00e9 sont insuffisantes ou inefficaces. Si un emballement de la r\u00e9action thermique n&rsquo;est pas stopp\u00e9, il peut entra\u00eener des explosions, des incendies, des dommages aux installations, des \u00e9missions toxiques, des blessures et des pertes de vies humaines. Et malheureusement pour les usines chimiques, il n&rsquo;y a pas d&rsquo;\u00e9quivalent \u00e0 une rampe d&#8217;emballement si les syst\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9 ne parviennent pas \u00e0 arr\u00eater les process hors de contr\u00f4le.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Contr\u00f4ler les r\u00e9actions chimiques pour \u00e9viter les emballements<\/h2>\n<p>\nLa ma\u00eetrise des r\u00e9actions exothermiques dans une installation p\u00e9trochimique est un \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 de la s\u00e9curit\u00e9 de l&rsquo;usine. Prenons l&rsquo;exemple de l&rsquo;oxyde d&rsquo;\u00e9thyl\u00e8ne (OE). Le C<sub>2<\/sub>H<sub>4<\/sub>O est largement utilis\u00e9 comme interm\u00e9diaire chimique dans la fabrication d&rsquo;une large gamme de produits de tous les jours, des adh\u00e9sifs et solvants aux d\u00e9tergents, textiles et produits pharmaceutiques. La fabrication de l&rsquo;OE implique des r\u00e9actions exothermiques \u00e0 haute temp\u00e9rature et \u00e0 haute pression, produisant un gaz incolore tr\u00e8s r\u00e9actif et inflammable.<\/p>\n<p>\nLes r\u00e9acteurs d&rsquo;OE sont \u00e9galement tr\u00e8s sensibles et toute perturbation peut entra\u00eener l&#8217;emballement de ces unit\u00e9s. Les perturbations peuvent prendre la forme d&rsquo;un bouleversement du process, tel qu&rsquo;un dysfonctionnement ou une d\u00e9faillance de l&rsquo;\u00e9quipement, une hausse ou une baisse des param\u00e8tres critiques, ou m\u00eame la pr\u00e9paration d&rsquo;une r\u00e9vision.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Le r\u00f4le des capteurs de temp\u00e9rature dans la pr\u00e9vention des r\u00e9actions d&#8217;emballement<\/h2>\n<p>\nLa gestion de la temp\u00e9rature d&rsquo;une r\u00e9action est le principal moyen d&rsquo;influencer sa cin\u00e9tique. La temp\u00e9rature et la pression \u00e9tant directement proportionnelles lorsque le volume est constant, abaisser la temp\u00e9rature d&rsquo;une r\u00e9action revient \u00e0 r\u00e9duire \u00e9galement la pression \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur d&rsquo;un r\u00e9cipient ferm\u00e9. Les sondes de temp\u00e9rature, tels que les <a href=\"https:\/\/www.wika.com\/fr-fr\/thermocouples.WIKA\" rel=\"external\" target=\"_blank\">thermocouples<\/a> et les thermom\u00e8tre <a href=\"https:\/\/www.wika.com\/fr-fr\/sondes_a_resistance.WIKA\" rel=\"external\" target=\"_blank\">sondes \u00e0 r\u00e9sistance (RTD)<\/a>, permettent aux op\u00e9rateurs de surveiller en permanence la temp\u00e9rature des r\u00e9actions chimiques exothermiques.<\/p>\n<p>\nLa temp\u00e9rature \u00e9tant un param\u00e8tre essentiel dans les r\u00e9actions exothermiques, qui peuvent s&#8217;emballer en quelques secondes, le temps de r\u00e9ponse d&rsquo;un capteur joue \u00e9galement un r\u00f4le crucial dans la capacit\u00e9 de la salle de contr\u00f4le \u00e0 prendre des d\u00e9cisions en connaissance de cause et \u00e0 g\u00e9rer efficacement le process.<\/p>\n<p>\nLes producteurs de produits chimiques utilisent couramment des r\u00e9acteurs tubulaires pour convertir les hydrocarbures en oxyde d&rsquo;\u00e9thyl\u00e8ne, en acide acrylique, en chlorure de vinyle et en styr\u00e8ne. Les capteurs de temp\u00e9rature sont adapt\u00e9s \u00e0 la conception sp\u00e9cifique d&rsquo;un r\u00e9acteur, avec des dimensions, des longueurs et un nombre de points de mesure variables.<\/p>\n<p>\nLes instruments de mesure ne se contentent pas de collecter des donn\u00e9es, ils font souvent office de m\u00e9canismes de s\u00e9curit\u00e9 qui d\u00e9clenchent des alarmes lorsque les conditions du process d\u00e9passent des param\u00e8tres pr\u00e9d\u00e9termin\u00e9s. Gr\u00e2ce \u00e0 des redondances telles qu&rsquo;un s\u00e9parateur de secours, les capteurs utilis\u00e9s dans des applications critiques emp\u00eachent la lib\u00e9ration accidentelle de fluides en cas de d\u00e9faillance m\u00e9canique.<\/p>\n<h2>Configurations de capteurs pour des relev\u00e9s de temp\u00e9rature optimaux<\/h2>\n<p>&nbsp;<\/p>\n\n      <div class=\"wp-caption alignright\" style=\"max-width:358px;\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/files\/2024\/02\/24-8-1-tc96-m.jpeg\" \/><p class=\"wp-caption-text\">Thermocouple miniature multipoint TC96-M<\/p><\/div>\n    \n<p>\nIl existe diff\u00e9rentes configurations de points de mesure de la temp\u00e9rature pour les r\u00e9acteurs tubulaires. Pour obtenir les r\u00e9sultats les plus pr\u00e9cis, il convient d&rsquo;utiliser des thermocouples miniatures multipoints, comme le<a href=\"https:\/\/www.wika.com\/fr-fr\/tc96_m.WIKA?highlightedText=TC_96_M\" rel=\"external\" target=\"_blank\"> thermocouple TC96-M<\/a>, afin de d\u00e9tecter rapidement tout changement de temp\u00e9rature soudain sur la longueur du r\u00e9acteur. Ces capteurs sont connect\u00e9s \u00e0 un <a href=\"https:\/\/www.wika.com\/fr-fr\/transmetteurs_de_temperature.WIKA\" rel=\"external\" target=\"_blank\">transmetteur de temp\u00e9rature<\/a> pour transmettre rapidement les donn\u00e9es \u00e0 la salle de contr\u00f4le.<\/p>\n<h2>Consid\u00e9rations et compromis en mati\u00e8re de d\u00e9tection de la temp\u00e9rature<\/h2>\n<p>\nPour garantir l&rsquo;int\u00e9grit\u00e9 et la fiabilit\u00e9 du r\u00e9acteur, les capteurs de temp\u00e9rature doivent avoir un temps de r\u00e9ponse rapide. Moins il y a de mati\u00e8re entre la pointe du capteur et le milieu, plus le temps de r\u00e9ponse est rapide.<\/p>\n\n      <div class=\"wp-caption alignright\" style=\"max-width:358px;\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/files\/2024\/02\/24-8-2-thermocouple-in-exposed-tip-thermowell.png\" \/><p class=\"wp-caption-text\">Thermocouple dans un doigt de gant \u00e0 pointe expos\u00e9e<\/p><\/div>\n    \n<p>Par exemple, un thermocouple non isol\u00e9 est ins\u00e9r\u00e9 dans un doigt de gant \u00e0 pointe expos\u00e9e (voir \u00e0 droite), de sorte que le capteur entre en contact direct avec le gaz ou le liquide. La contrepartie, bien s\u00fbr, est que si le milieu est agressif ou extr\u00eamement chaud, cette configuration peut r\u00e9duire consid\u00e9rablement la dur\u00e9e de vie du capteur de temp\u00e9rature.<\/p>\n<p>\nEn r\u00e9sum\u00e9, voici quelques-unes des variables qui influencent les temps de r\u00e9ponse thermique des sondes de temp\u00e9rature :<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Le type de capteur de temp\u00e9rature<\/strong>. En g\u00e9n\u00e9ral, les thermocouples ont un temps de r\u00e9ponse plus rapide que les RTD.<\/li>\n<li><strong>La taille du capteur<\/strong>. Plus le capteur est petit, plus son temps de r\u00e9ponse est rapide.<\/li>\n<li><strong>La n\u00e9cessit\u00e9 ou non d&rsquo;un doigt de gant<\/strong>. Ce tube m\u00e9tallique prot\u00e8ge le capteur des hautes pressions, des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et des milieux abrasifs\/corrosifs.<\/li>\n<li><strong>L&rsquo;\u00e9paisseur de la paroi du doigt de gant.<\/strong> Plus la paroi est fine, plus le temps de r\u00e9ponse est rapide, mais l&rsquo;int\u00e9grit\u00e9 structurelle d&rsquo;un doigt de gant \u00e0 paroi fine peut \u00eatre affect\u00e9e dans des conditions de vitesse \u00e9lev\u00e9e et de turbulences.<\/li>\n<li><strong>Le diam\u00e8tre de l&rsquo;extr\u00e9mit\u00e9 du doigt de gant.<\/strong> Moins il y a d&rsquo;air entre la pointe du capteur et la paroi du doigt de gant, plus le temps de r\u00e9ponse est rapide.<\/li>\n<li><strong>Le type de fluide<\/strong>. Les fluides liquides auront un temps de r\u00e9ponse plus rapide que les fluides gazeux en raison du contact plus important du liquide avec la surface de mesure.<\/li>\n<li><strong>La vitesse et turbulence du fluide.<\/strong> En g\u00e9n\u00e9ral, les fluides plus rapides et plus turbulents entra\u00eenent des temps de r\u00e9ponse plus rapides en raison d&rsquo;un contact plus important avec la surface de mesure.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>A l&rsquo;aide de conseils d&rsquo;experts et de capteurs de qualit\u00e9, WIKA aide ses clients industriels pour pr\u00e9venir les r\u00e9actions d&#8217;emballement<\/h2>\n<p>\nLors du choix des instruments de temp\u00e9rature pour surveiller les process d&rsquo;un r\u00e9acteur, la meilleure pratique n&rsquo;est pas d&rsquo;utiliser simplement le capteur avec le temps de r\u00e9ponse le plus court. Pour trouver l&rsquo;\u00e9quilibre parfait entre le temps de r\u00e9ponse et la r\u00e9silience du process, il faut faire appel \u00e0 des sp\u00e9cialistes des produits ayant l&rsquo;exp\u00e9rience de l&rsquo;industrie chimique.<\/p>\n<p>Nous pouvons vous conseiller sur l&rsquo;utilisation d&rsquo;une sonde de temp\u00e9rature ou d&rsquo;un thermocouple, et vous indiquer si le capteur de temp\u00e9rature peut \u00eatre ins\u00e9r\u00e9 directement dans le fluide ou s&rsquo;il doit \u00eatre utilis\u00e9 avec un doigt de gant. Dans ce dernier cas, nous pouvons vous aider \u00e0 effectuer les calculs de stress pour prot\u00e9ger les doigts de gant des contraintes m\u00e9caniques. Un doigt de gant \u00e0 profile h\u00e9lico\u00efdal, comme notre mod\u00e8le ScrutonWell\u00ae, minimisera les formations de sillage qui endommagent la gaine d&rsquo;un doigt de gant et permettent au fluide de s&rsquo;\u00e9chapper dans l&rsquo;environnement.<\/p>\n<p>\nPour que votre installation fonctionne de la mani\u00e8re la plus s\u00fbre et la plus efficace possible, travaillez avec les <a href=\"https:\/\/www.wika.com\/fr-fr\/contact.WIKA\" rel=\"external\" target=\"_blank\">experts de WIKA<\/a> pour des solutions de temp\u00e9rature optimis\u00e9es pour vos r\u00e9acteurs et process sp\u00e9cifiques.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>L&#8217;emballement thermique est l&rsquo;une des principales causes d&rsquo;accident dans les usines chimiques et p\u00e9trochimiques. 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