Même de faibles erreurs de mesure lors des transferts de propriété peuvent entraîner des coûts importants pour les producteurs de gaz industriels. Confrontée à l’insatisfaction de son système de mesure de débit sur sa flotte de camions-citernes, une entreprise a sollicité WIKA pour développer une solution avec un débitmètre plus performante.
Les fabricants de gaz industriels gaz industriels produisent et liquéfient des gaz (hydrogène, hélium, azote, oxygène, argon, CO, CO₂) qu’ils livrent aux entreprises utilisatrices. Ces gaz servent de matière première, d’énergie ou sont utilisés en médecine, notamment pour l’oxygénothérapie.
La distribution s’effectue par pipeline ou par camions-citernes. Pour une facturation précise, les producteurs doivent mesurer avec fiabilité le volume livré. Une mesure de débit exacte est essentielle lors des transferts de propriété, car toute imprécision peut entraîner des pertes financières et nuire à la relation client.
Problématique : Débitmètres à faible précision
La filiale d’un fournisseur mondial de gaz industriels rencontrait des difficultés pour mesurer avec précision le débit d’azote, d’oxygène et d’argon lors du transfert des gaz depuis ses camions-citernes vers les réservoirs clients. Son système affichait une précision certifiée de ±2,5 %, insuffisante pour cette application.
Les clients disposent certes de leur propre système de comptage fiscal, basé sur la pesée du camion avant et après la livraison. Cependant, ces ponts-bascules appartiennent aux clients et leur exactitude n’est pas garantie ni contrôlée par le fournisseur.
Pour le fournisseur, l’incertitude liée à la précision des balances clients s’ajoutait au manque de confiance dans son propre système de mesure de débit. Habituée à utiliser les instruments WIKA, notamment nos manomètres différentiels pour applications cryogéniques, l’équipe d’ingénierie s’est tournée vers WIKA pour une solution plus adaptée.
Cahier des charges pour le nouveau système de mesure de débit
Le producteur de gaz industriel avait une liste d’exigences très précises pour son futur système de mesure :
- Précision élevée – idéalement autour de ±1,0 %
- Format compact – pour une intégration aisée dans les camions-citernes à espace restreint
- Robustesse – résistance aux fortes vibrations lors des trajets sur routes non asphaltées
- Polyvalence – un seul appareil pour mesurer trois gaz liquéfiés différents et leurs données process
- Compatibilité cryogénique – fonctionnement à des températures jusqu’à −185°C
- Adapté aux petits diamètres de tuyauterie – DN 1½”
Essais, erreurs et succès
Sur le site du producteur de gaz, les spécialistes produits de WIKA ont testé leur système de mesure de débit FlowPak® en comparant les résultats aux poids avant et après indiqués sur un pont-bascule.
Dans un premier temps, les spécialistes produits WIKA ont envisagé une conception cryogénique de type « meter run » selon la norme ASME MFC 14M. Cette solution répondait à tous les critères… sauf la compacité. En effet, la longueur finale de 2,5 m ne permettait pas l’intégration dans le réseau de tuyauterie du camion.
Lors de la deuxième tentative : même principe mais avec une plaque à orifices multiples pour réduire la longueur. Cependant, la précision n’était plus au rendez-vous et ne satisfaisait pas l’exigence de ±1,0 %.
Alors que l’équipe cherchait une solution pour concilier précision et compacité, un membre se souvint d’un cas similaire traité quelques années auparavant. WIKA avait personnalisé un ensemble débitmètre FlowPak® HHR (High Head Recovery) pour un autre client. Ce débitmètre offre une excellente précision, comparable à un « meter run », sans nécessiter de longueurs droites amont/aval. En s’inspirant de cette expérience, l’équipe a adapté le FlowPak® à un diamètre DN 2”, puis, grâce à des réducteurs, a atteint le DN 1½” requis.
Sur le site du client, les spécialistes WIKA ont validé la solution du débitmètre FlowPak®. Ils ont comparé les résultats des pesées avant/après sur le pont-bascule.
Résultat : une solution sur-mesure
La troisième tentative a permis de répondre à toutes les attentes du client :
- Précision – environ ±1,0 %
- Format compact – seulement 600 mm de long
- Robustesse – aucun élément mobile
- Polyvalence – mesure de l’azote, de l’argon et de l’oxygène liquide avec pression différentielle stable et acquisition des données process
- Compatibilité cryogénique – acier inoxydable AISI 304/304L, construction soudée pour éviter toute fuite
- Adapté aux petits diamètres – DN 1½”
Comparée au système existant, la solution WIKA a démontré une perte de charge permanente moindre et une meilleure performance globale. L’équipe d’ingénierie du client était satisfaite… à un détail près.
Dernier défi : optimiser le coût sans compromis sur la qualité
Le client exploite des centaines de camions-citernes pour la distribution de différents gaz industriels à travers tout le pays. Chaque véhicule nécessitait le nouveau débitmètre, rendant la maîtrise du coût un enjeu majeur.
WIKA a relevé le défi en repensant le process de fabrication. Au lieu d’usiner un cylindre d’entrée dans une barre pleine, l’équipe a opté pour un tube. Cette solution à réduit les coûts de matière et de main-d’œuvre.
L’assemblage final intègre un transmetteur de pression différentielle compensé en température et une sonde Pt100 pour la mesure de débit par calcul indirect.
Le client a été pleinement satisfait de cette quatrième version. La solution WIKA répondait à toutes les exigences techniques tout en restant abordable. Six mois après le début du projet, 150 unités du débitmètre FlowPak® FLC-HHR et du thermomètre à résistance TR40 (2 x Pt100 4 fils) ont été commandées pour équiper les camions d’oxygène, avec un déploiement prévu sur les véhicules transportant l’azote et l’argon.
WIKA, partenaire de vos défis industriels
Les experts en débitmétrie de WIKA aiment relever les défis et collaborer avec leurs clients pour développer des solutions de mesure à la fois précises, robustes et économiques. Contactez-nous pour découvrir comment les produits WIKA peuvent optimiser l’efficacité et la rentabilité de votre entreprise.