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ÉTUDES DE CAS

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IEN
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07/01/2007

Le système scellé de déchargement de Big Bags évite un risque de poussière chimique

COLLEGE STATION, TX — Le Texas A&M University System est célèbre pour ses programmes d'agriculture et d'ingénierie, ce que l'on sait moins c'est le fait que l'une de ses agences possède le plus grand centre de formation de pompiers du pays. Le champ d'entraînement Brayton Fire Training Field de 48 560 m2, exploité par le Texas Engineering Extension Service (TEEX), comprend des bâtiments grandeur nature, un complexe chimique, une unité de raffinerie de pétrole, un terminal de chargement, un navire et un fuselage d'aéronef qui sont utilisés pour des exercices réalistes de lutte contre l'incendie.

Chaque année, TEEX forme plus de 80 000 pompiers et membres du personnel d'intervention d'urgence, qui viennent de toutes les régions des États-Unis et de plus de 45 autres pays. Au cours de leur formation, les étudiants doivent combattre une variété d'incendies, en utilisant différents types d'équipements, tels que des lances à main (tuyaux) et des extincteurs à main qui contiennent de la poudre chimique à base de bicarbonate de sodium (NaHCO3).

Le champ d'entraînement Brayton Fire Training Field (BFTF) est actuellement en cours de mise à niveau de l'infrastructure de 30 millions de dollars et l'un des premiers projets à être achevé a été l'installation d'une opération de remplissage améliorée pour les extincteurs portatifs. NaHCO3 est une poudre fine de 5-20 microns, semblable au talc. Il se soulève facilement dans l'air lorsqu'il est manipulé ou transféré d'un conteneur à un autre, ce qui crée un risque potentiel d'émanation de poussière.

La caractéristique clé de cette nouvelle opération était l'installation d'un système scellé pour décharger la poudre chimique des Big Bags et remplir les bidons. Le nouveau système, de Flexicon, a éliminé le risque d'émanation de poussière associé à l'ancienne méthode de déchargement et est beaucoup plus efficace, dit Ron Peddy, gestionnaire de programme de TEEX pour la sécurité environnementale et les services sur le terrain.

Avant l'installation du nouveau système, la poudre était reçue dans des fûts de 180 kg. Lorsqu'un fût était nécessaire pour l'opération de remplissage, il était roulé à la main jusqu'à une trémie d'une capacité de 9 4 350 kg qui alimentait la ligne de remplissage. Un retourneur de fûts était utilisé pour vider le tambour dans une trémie d'une capacité de 270 kg, à partir de laquelle la poudre était acheminée vers le haut dans la grande trémie. Au niveau de la trémie, des tuyaux étaient utilisés pour remplir les bidons au fur et à mesure qu'ils se déplaçaient le long d'un convoyeur à rouleaux. La poudre était transférée dans les trémies à l'air libre et le processus de remplissage était effectué à l'extérieur, sous un auvent, pour éviter l'inhalation de poussière, dit M. Peddy.

Dans la nouvelle configuration, l'ensemble des opérations a été regroupée à l'intérieur d'un seul bâtiment. La poudre chimique est reçue dans des Big Bags de 1 000 kg qui sont entreposés dans le bâtiment. Un cadre de vidange de Big Bags est situé au-dessus d'une trémie de sol, à la base du convoyeur à rouleaux en forme de U. La poudre est transférée du sac à la trémie puis dans les bidons sans être exposée à l'atmosphère de l'usine.

Le cadre de déchargement des Big Bags et la trémie de sol ont tous les deux été fournis par Flexicon. Le modèle BFC est équipé d'une poutre en I en porte-à-faux, d'un palan électrique et d'un chariot. Les sacs sont amenés au cadre de déchargement par un chariot élévateur et soulevés par le palan, qui est muni d'un palonnier qui s'attache aux quatre sangles au niveau des angles du sac. Le sac est placé au-dessus de la trémie.

La poudre est déchargée du Big Bag par un collier de serrage breveté SPOUT-LOCK™ qui crée un joint étanche à la poussière entre la manchette et l'équipement, et un tube télescopique TELE-TUBE™ qui favorise l'écoulement du produit et le déchargement complet en exerçant une tension continue vers le bas sur le sac au fur et à mesure qu'il se vide et s'allonge.

Pour réaliser la connexion, le collier de serrage est soulevé par une commande pneumatique vers la manchette du sac, la bague de serrage étant en position ouverte. La manchette est passée sur le rebord du tube et le collier est fixé par-dessus. L'extrémité inférieure du tube télescopique est reliée à un collier dans le couvercle de la trémie hermétique.

Une fois le collier de serrage connecté, la pression pneumatique qui a permis de soulever le tube s'arrête, ce qui fait que l'ensemble exerce une tension vers le bas sur la manchette. Le cordon de serrage sur la manchette du sac est ensuite détaché pour permettre à la poudre de s'écouler à travers la manchette. La tension continue vers le bas maintient le bec tendu en tout temps et aide à maintenir un flux régulier de poudre en empêchant l'excès de matériau dans le bec de créer des renflement et des poches mortes, ou de s'accumuler à l'intérieur et de restreindre le flux.

Le transfert de poudre est encore amélioré par les activateurs de sac FLOW-FLEXER™ de Flexicon. Il s'agit de deux plaques à entraînement pneumatique qui soulèvent et abaissent les bords inférieur opposés du sac pour diriger le matériau vers la manchette de déchargement. Au fur et à mesure que le sac se vide, la pression des plaques deviennent s'accentue, donnant au sac une forme de V et favorisant ainsi le déchargement complet. Une minuterie réglable contrôle la fréquence des coups.

Les bidons sont remplies à partir de la trémie de sol par l'intermédiaire de tuyaux, à l'aide d'un système venturi à air comprimé. Il s'agit de la même méthode qu'auparavant, explique Donnie Calhoun, chef d'équipe de soutien sur le terrain, qui est responsable de l'opération de remplissage. Cependant, une différence clé est que la trémie de sol n'a qu'une capacité de 90 kg, contre 4 350 kg pour la trémie utilisée auparavant. Avec le niveau système, le Big Bag remplit essentiellement le rôle de la trémie d'alimentation et la trémie de sol est une unité de transfert hermétique qui alimente continuellement la ligne de remplissage.

En plus d'être exempt de poussière, le nouveau système de déchargement est plus efficace que le précédent, dit M. Calhoun. "Auparavant, il fallait environ quatre heures pour remplir une trémie à partir des fûts, à l'aide de la vis sans fin", dit-il. "À présent, il ne faut que cinq minutes pour installer un sac sur le cadre de déchargement et commencer à vider la poudre".

Le BFTF utilise environ 13 000 extincteurs à main par an, chacun de 9,2 ou 13,6 kg, de sorte que le volume hebdomadaire de la ligne de rechargement est en moyenne de 250 bidons. La plupart des extincteurs utilisent du dioxyde de carbone sous pression (CO2) comme gaz porteur pour le NaHCO3, mais certains utilisent de l'azote. Ces derniers comprennent des extincteurs montés sur roues, dont une centaine sont utilisés chaque année.

Les conteneurs sont déplacés manuellement le long du convoyeur à rouleaux d'une station à l'autre. Tout d'abord, le gaz résiduel et la poudre sont évacués de chaque extincteur ; ensuite, la cartouche de CO2 est retirée et remplacée par une cartouche neuve, puis le bouchon du réservoir est dévissé et la buse du tuyau est purgée avec de l'air comprimé.

A ce stade, un bidon est prêt à être rechargé. Le conteneur est équipé d'une tête de remplissage spécialement conçue pour créer un vide pour le transfert de poudre. Celle-ci est fixée à un tuyau de remplissage entraîné par un système de venturi à partir de la trémie. Trois tuyaux de remplissage de 2,4 m sont fixés à la trémie — un pour les extincteurs équipés de cartouches de CO2, un pour ceux qui utilisent de l'azote à pression permanente et un pour les unités montées sur roues. Les extincteurs qui utilisent de l'azote sont d'abord remplis, puis du diazote est injecté dans le réservoir par l'intermédiaire d'un adaptateur.

L'innovation majeure sur la ligne de convoyage est l'installation d'un système de collecte des poussières. Les poussières générées par les opérations de nettoyage sont éliminées par des hottes et collectées sur des cartouches filtrantes en polyester à filage direct, qui sont nettoyées périodiquement par lavage avec jet.

M. Peddy dit: "L'équipement de déchargement des Big Bags est efficace et fiable et a facilité notre travail en nous permettant de transférer l'ensemble de l'opération dans un seul bâtiment". Dans le cadre de l'ancien arrangement, les fûts de poudre chimique étaient stockés dans un bâtiment, le CO2 dans un autre, et les opérations de transfert de poudre et de remplissage se faisaient en partie à l'extérieur.

Le déplacement de la ligne de remplissage à l'intérieur a eu un autre avantage: le travail n'est maintenant plus dépendant de la météo M. Peddy explique que le remplissage doit être conforme aux normes établies par la National Fire Protection Association et qu'il était parfois difficile de respecter les normes avec l'exploitation en plein air. "Par exemple, nous devions arrêter les opération de remplissage les jours de pluie, dit-il, mais maintenant tout se passe dans un bâtiment équipé d'un système de contrôle de l'humidité".
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Texas A&M's Brayton Fire Training Field forme, chaque année, plus de 80 000 pompiers originaire des États-Unis et de 50 autres pays.

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La poudre de bicarbonate de sodium est transférée d'une station de vidange de Big Bags Flexicon à une trémie puis elle s'écoule dans un tuyau pour remplir les bidons sur la ligne de convoyage. Le tube télescopique TELE-TUBE™, entre la manchette de sortie du sac et la trémie, allonge le sac partiellement vide pour éviter les zones mortes et les restrictions d'écoulement. Les activateurs de sac FLOW-FLEXER™ (plaques jaunes) soulèvent et abaissent les bords inférieurs du sac pour favoriser l'évacuation totale.

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Le bidon, prêt à être rechargé, est équipé de deux tuyaux: l'un pour le dioxyde de carbone ou l'azote et l'autre pour le bicarbonate de sodium en poudre.

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Le tube télescopique TELE-TUBE™ favorise l'écoulement du produit et le déchargement complet en exerçant une tension continue vers le bas sur le sac au fur et à mesure qu'il se vide et s'allonge.

U-0205