exemples de réussite
Élimination d’un goulot d’étranglement dans la recertification des bouteilles : 780 heures libérées par an et un retour sur investissement en moins de trois mois.
Description du projet
Comment l’un des principaux opérateurs de gaz industriels en Espagne a réduit les temps de séchage des bouteilles après les essais hydrostatiques en utilisant de la vapeur industrielle, en optimisant la consommation d’azote et la capacité d’exploitation de l’usine avec Giconmes.
Situation initiale
Quels sont les défis que le client nous a présentés ?
Le client, l’un des principaux opérateurs de gaz industriels et médicaux en Espagne, gère un parc de plus d’un million de bouteilles en acier au carbone réparties entre cinq usines, chacune d’entre elles assurant la logistique, le remplissage et la maintenance de centaines de milliers d’unités.
Comme l’exige la réglementation européenne sur les équipements sous pression, toutes ces bouteilles doivent subir un test hydrostatique périodique tous les dix à quinze ans: elles sont remplies d’eau, pressurisées à 300 bars pour vérifier leur intégrité structurelle et, une fois le test passé, elles doivent être parfaitement sèches et exemptes de toute particule avant d’être remises en service. Toute trace d’humidité résiduelle contamine le gaz et, pire encore, déclenche des processus de corrosion interne qui compromettent la durée de vie de la cuve.
L’ancien procédé de séchage de l’entreprise consistait à injecter de l ‘azote à 170°C pendant trente minutes par lots de six bouteilles. C’était une méthode fiable, mais lourde : elle consommait une quantité importante d’azote, nécessitait une attention continue de la part des opérateurs et, surtout, conditionnait la capacité opérationnelle de chaque installation.
Avec plus de 15 000 bouteilles soumises à l’inspection chaque année dans une usine typique, le séchage est devenu l’un des goulets d’étranglement structurels du processus de recertification.
Le client avait commencé à étudier la possibilité d’accélérer le séchage en introduisant une étape de pré-vapeur: une première minute de vapeur suivie d’une brève injection d’azote, réduisant le cycle complet à une fraction du temps initial.
Sur le papier, les économies étaient considérables. Mais avant d’engager un investissement et de modifier un processus critique reproduit dans cinq usines, le directeur de la production voulait voir le système fonctionner dans sa propre installation, avec ses propres bouteilles et ses propres critères de qualité.
C’est là que Giconmes intervient. La proposition était simple : organiser une matinée d’essaià l’usine de Saragosse, installer un générateur de vapeur industriel au GNV dans des conditions de production réelles et laisser les données parler d’elles-mêmes.
Solution fournie
Solution vapeur développée ad hoc par Giconmes
Solution proposée
Giconmes a proposé une unité NGV-6060 dans une version entièrement en acier inoxydable: un générateur de vapeur industriel de 60 kW dont tous les composants en contact avec l’eau sont en acier inoxydable AISI 304.
Le choix de l’acier inoxydable n’a pas été gratuit. Dans un processus où l’objectif est précisément de garantir la propreté de l’intérieur du cylindre, il n’était pas logique d’introduire des équipements susceptibles d’entraîner des particules de rouille ou des résidus métalliques dans le circuit. La vapeur qui entre dans le cylindre sort du générateur avec la même pureté que l’eau d’alimentation.
L’équipement a été monté sur une base roulante afin de pouvoir être déplacé dans l’usine en fonction des besoins opérationnels, et a été configuré avec deux collecteurs indépendants avec six sorties chacun.
Cette architecture permet d’alimenter deux stations de séchage en parallèle – douze bouteilles travaillant simultanément, six dans chaque station – ce qui permet d’utiliser au maximum la capacité thermique du générateur. Chaque collecteur est équipé de disconnecteurs d’air et de vapeur et d’une électrovanne à commande pneumatique que le client contrôle à partir de sa propre installation et qui s’intègre sans problème au reste du processus.
L’essai à l’usine de Saragosse s’est déroulé en une seule matinée. Avec la méthode précédente, le séchage d’un lot de six bouteilles nécessitait trente minutes d’injection d’azote à 170 °C. Avec la nouvelle procédure, les temps ont été les suivants : 3,5 minutes de vapeur suivies de 4 minutes d’azote, soit un total de 7,5 minutes pour six bouteilles.
Une réduction de 75 % du temps de cycle, tout en maintenant pleinement les critères de qualité et de propreté intérieure exigés par le client.
Technologie utilisée
- Générateur de vapeur industriel NGV-6060 Full Inox 60 kW (AISI 304)
- Configuration mobile sur une base à roulettes pour le déplacement du sol
- Deux collecteurs indépendants avec six sorties chacun
- Système intégré de prévention des retours d’eau pour l’air et la vapeur
- Électrovannes pneumatiques intégrées à l’installation du client
DÉFIS
Nous répondons aux exigences des clients
Le nouveau système de séchage à la vapeur a permis de réduire considérablement les délais de recertification des bouteilles de gaz industriel, tout en maintenant les normes de propreté intérieure exigées par le client et en optimisant la capacité opérationnelle de l’usine. Nous avons obtenu les résultats suivants :
Les gains de temps sont les plus visibles. Avec un parc beaucoup plus important mais un cycle de révision obligatoire tous les dix à quinze ans, chaque usine teste la pression et sèche environ quinze mille bouteilles par an. Avec la méthode précédente, cela représentait environ 1 040 heures de fonctionnement par an, soit 130 jours de travail. Avec la nouvelle solution, ce temps est réduit à 260 heures. Chaque installation libère plus de 780 heures de fonctionnement par an, qui peuvent être utilisées pour d’autres tâches dans le cadre du processus de recertification ou simplement pour absorber les pics de demande sans devoir recourir aux heures supplémentaires.
Les économies directes portent sur la main-d’œuvre, la consommation d’azote et l’énergie. Avec deux opérateurs qui s’occupent du processus de séchage et un coût d’entreprise de 30 €/heure, les heures libérées représentent environ 62 500 € par an et par usine. À cela s’ajoutent une réduction d’environ 70 % de la consommation d’azote (les cycles passent de 30 à seulement 4 minutes d’injection) et les économies d’énergie liées au chauffage, qui s’élèvent ensemble à environ 2 000 euros par an et par usine. Le total par installation est donc d’environ 65 000 euros par an. Le retour sur investissement est donc inférieur à trois mois.
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Il n’y a pas d’émissions polluantes autres que celles produites dans le processus de production d’électricité, de sorte qu’elles peuvent devenir neutres en fonction du mix électrique. Les chaudières électriques à vapeur sont le présent et l’avenir.
Parfaitement. Elle est même recommandée pour une efficacité maximale. Il n’y a pas de problème de télécommande tant que la réglementation en vigueur est respectée.
Un générateur de vapeur est un équipement sous pression qui, avec le réseau de tuyauterie concerné, est soumis à un contrôle réglementaire et à des instructions techniques complémentaires, conformément au règlement publié dans le décret royal 809/2021, du 21 septembre. Son entretien est divisé en une partie de conformité simple par le propriétaire :
- Connaître et appliquer les instructions d’utilisation, les moyens de sécurité et l’entretien du fabricant.
- Ne pas mettre en service l’installation ou empêcher le fonctionnement de l’équipement sous pression si les exigences du règlement ne sont pas respectées.
- Disposer au moins de la documentation suivante pour l’équipement sous pression lorsqu’il est installé : déclaration de conformité, le cas échéant, instructions du fabricant et, le cas échéant, certificat d’installation, ainsi que d’autres documents justificatifs (le cas échéant, projet d’installation, rapport de la dernière inspection périodique, certificats de réparation ou de modification de l’équipement, ainsi que tout autre document requis par l’instruction technique complémentaire (ITC) correspondante du présent règlement). Pour le contenu, voir l’annexe IV du règlement. Cette documentation est à la disposition de l’organisme compétent de la communauté autonome et des entreprises qui effectuent l’entretien, les réparations ou les contrôles périodiques.
- Utilisez l’équipement sous pression dans les limites de fonctionnement spécifiées par le fabricant et mettez-le hors service s’il ne répond plus aux exigences de sécurité nécessaires.
- Entretenir les installations, les équipements sous pression, les accessoires de sécurité et les dispositifs de contrôle conformément aux conditions d’exploitation et aux instructions du fabricant et les inspecter au moins une fois par an .
- Ordonner des contrôles périodiques conformément aux dispositions de l’article 6 du règlement.
- Disposer et tenir à jour un registre des équipements sous pression des catégories I à IV, du RD 709/2015, du 24 juillet, ou assimilés à ces catégories conformément à l’article 3.2 du règlement, ainsi que de leurs installations.
Il est bien connu qu’en appliquant une source de chaleur à l’eau, celle-ci se transforme en vapeur à partir du point d’ébullition et à la pression atmosphérique. À partir de ce point, en fonction du degré de saturation de la vapeur requis pour son application correcte, nous devrons augmenter la pression afin d’obtenir une température plus élevée. Pour modifier la température et le degré de saturation de la vapeur, il faut toujours modifier la pression.
Il s’agit d’une unité de pression équivalente à 1Kg/cm2, 0,98 atmosphère ou 14,50 PSI.
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