Merco Machines testuje bubny bez plýtvání heliem

Díky SIMATIC Drive Controller vyvinula společnost Merco Machines hybridní tester úniku, který výrazně snižuje spotřebu helia při testování bubnu.

Bubenový průmysl má problém: každý buben musí být testován na netěsnost, ale standardní metoda s heliem je drahá, energeticky náročná a neudržitelná. Společnost Merco Machines z Merelbeke-Melle proto vyvinula Hybrid Leak Tester, hybridní řešení, které obrací trh na hlavu. Stroj, nabitý inovativní technologií Siemens, umožňuje přesné testování bez plýtvání vzácným heliem. Donaat Wambacq, Co-CEO: „Pokud testery hélia zmizí z průmyslu do 10 let, Merco Machines se o to postará. Pro výrobce strojů šetrného k životnímu prostředí se to může počítat jako motivátor.“

Od mýdlových bublin po helium a zpět

Detekce netěsností v bubnech je překvapivě obtížná. „Nejjednodušší způsob je vzít láhev mýdlové vody a rozmazat ji přes svar,“ vysvětluje Donaat. „Pokud vidíte vzduchové bubliny, máte únik. To je stále nejpřesnější řešení, které existuje.“ Ale tato metoda je náročné na pracovní sílu a nedostupné.

Proto byly hledány alternativy. Prvním pokusem bylo změřit tlakové rozdíly ve vakuu. To zkoumalo, zda byl tlakový rozdíl způsoben teplotou nebo únikem. Ale toto rozlišení je někdy těžké udělat.

Dalším krokem byl tester helia: vstříkněte malé množství helia do každého bubnu, umístěte buben do vakua a použijte spektrometr abychom změřili, zda helium uniklo. „To funguje velmi přesně,“ říká Donaat. „Skoro stejně dobrý jako tester mýdla. Nepotřebujete žádné zaměstnance a můžete to plně automatizovat.“

Ale byl tu háček. „Samotný spektrometr je velmi drahý a helium je také velmi drahé. Je to proto, že množství helia na Zemi je konečné. Kromě toho jsou testery hélia stokrát až tisíckrát příliš přesný pro bubnový průmysl. Každopádně všechno trochu uniká. Pro většinu aplikací není tato úroveň přesnosti ve skutečnosti nutná.“

Průlom: vakuové testování při konstantním průtoku

Společnost Merco Machines proto hledala třetí cestu: přesnější než staré měřiče diferenčního tlaku, ale bez spotřeby helia testerů spektrometru. Po letech výpočtu a testování našli odpověď ve vakuové technologii.

„V podstatě děláme totéž jako tester helia, ale nepočítáme částice. Jen se díváme na tlak, „Vysvětlil Donaat. Při tlakovém rozdílu asi 0,6 baru dosahuje vzduch unikající netěsností konstantní rychlosti. „V tu chvíli můžete okamžitě zjistit, zda došlo k úniku. Neměl bys už čekat.“

To je to, co jej odlišuje od konvenčních testerů diferenčního tlaku, kde musíte nejprve čerpat, pak počkat a teprve poté změřit pokles tlaku. To vám zabere 20 až 30 sekund na buben. Navíc pak změříte pouze přechodový jev, který může být ovlivněn teplotou nebo tlakem vzduchu. Ve vakuové zkoušce existuje přímý vztah mezi tlakem a průtokem. „Můžeme okamžitě měřit.“

Technologie pracuje s absolutním vakuem 100 milibarů. „To je již docela hluboké, ale je to méně extrémní, než je nutné pro testování helia.“ Výhoda: menší čerpadla, nižší spotřeba energie a snadnější utěsnění.

O společnosti Merco Machines

Merco Machines je světovým lídrem ve strojírenství pro bubnový průmysl. Společnost se sídlem v Merelbeke-Melle má 50 zaměstnanců a dosahuje ročních tržeb více než 15 milionů eur.

Pokud budou heliové testery do 10 let mimo průmysl, Merco Machines se o to postará. To se může počítat jako motivátor pro výrobce strojů.

Donate Wambacq, Spoluvýkonný ředitel, Stroje Merco

Od teorie k praxi: hybridní řešení

Technicky, vakuový tester fungoval perfektně. Trh se však ukázal jako tvrdohlavá překážka. „Naši klienti řekli: moji zákazníci požadují, aby každý buben byl testován heliem,“ říká Donaat. „Víme, že to, co zákazník požaduje, není ve skutečnosti potřeba. Ale zkuste prodat stroj, který nedokáže dělat to, co váš zákazník požaduje od vašeho klienta.“

Odpověď byla pragmatická: Hybrid Leak Tester. „Takže jsme na náš stroj stejně nasadili spektrometr. To umožňuje našemu zákazníkovi, pokud chce, otestovat oba způsoby. Nebo například testování jednoho ze sta bubnů helia, aby se prokázalo, že to, co testuje, je skutečně správné.“

Rozdíl ve spotřebě je stejně obrovský. Tradiční tester helia používá 20 miligramů helia pro každý buben. „Pokud zákazník testuje dávku 100 000 bubnů, které jsou všechny netěsné kvůli chybě ve výrobním procesu, celá hala je plná helia. Všechny následující bubny, které mají pravdu, také testujete špatně, protože ve vzduchu je jen helium.“ U hybridního stroje výrobce ve výchozím nastavení testuje vakuum a helium se používá pouze pro vzorky.

Partneři v oblasti inovací

Pro Merco Machines nebyl výběr technologie Siemens zřejmý, ale strategický. „Před patnácti lety jsme zcela standardizovali na Siemens,“ říká Donaat. „Jako vedoucí studijní kanceláře jsem vždy považoval kontrolu za prioritu. Koneckonců, musíte na začátku svého inženýrského procesu vědět, jak budete něco ovládat.“

Taková normalizace má velké výhody. „Máme pět programátorů. Pokud má každý typ stroje svůj vlastní program, je v případě poruchy nebo nemoci okamžitý problém. S TIA Portal a knihovnami pracujeme standardizovaným způsobem. To byl splněný sen.“

Pro hybridní tester úniku byl rozhodující SIMATIC Drive Controller s T-CPU. „Dříve jste měli PLC pro senzory a výstupy a navíc pohony s vlastní inteligencí pro polohování. T-CPU to spojuje: technologie, bezpečnost a běžné PLC v jednom.“ Pohony SINAMICS jsou také mimořádně energeticky účinné. „Díky jejich sdílenému stejnosměrnému spojení přechází brzdná energie z jedné hřídele na druhou hřídel, aby mohla začít. Takže neztrácíme tepelnou energii. To se mimochodem děje ve všech našich strojích. Používáním společnosti Siemens je naše energetická stopa výrazně nižší než u konkurence.“

Používáním ovládacích prvků Siemens je energetická stopa našich strojů výrazně nižší než u našich konkurentů.

Donate Wambacq, Spoluvýkonný ředitel, Stroje Merco

OEM Partnerství: inovace ve spolupráci

Partnerství OEM mezi Merco a Siemens se vyvíjelo organicky. „Chtěli jsme standardizovat na Siemens, ale také získat přímou linku,“ říká Donaat. „Pokud jsme programovali pomocí TIA a disků a narazili jsme na problém, museli jsme projít běžnou helpdeskou. Než jste vysvětlili, v čem je problém... To se prostě nestane.“

Díky partnerství s OEM má Merco přímý přístup k odborníkům v rámci řady APC. Spolupráce však funguje oběma směry. Merco funguje jako první uživatel nových produktů Siemens, které jsou podle Account Manageru Thomase Vermeira „typické pro partnera OEM: přijímají inovace a pomáhají je vylepšovat“. Tato otevřenost vyžaduje důvěru a poctivost, zdůrazňuje Donaat: „Nejprve testujeme nové díly v naší laboratoři a také to říkáme, pokud něco není uspokojivé. To je skutečné partnerství.“

Pro Merco je udržitelnost více než úspora energie nebo eliminace helia. Je to také v životnosti strojů. „Zákazníci očekávají, že vyrobíme stroje, které vydrží 30 let,“ říká Donaat. „Jen minulý týden jsme museli poskytnout náhradní díl pro stroj z roku 1979.“ Tato dlouhá životnost vyžaduje spolehlivé komponenty a dlouhou podporu. „Stále existují zákazníci s ovládacími prvky S5. Stále na to můžete získat náhradní díly.“

V Evropě existuje jen málo výrobců strojů, kteří by se dokázali vyrovnat inovativní povaze, kterou společnost Merco Machines demonstruje.

Tomáš Vermeir, Správce účtu, Siemens

Trh se nakloní

Hybridní tester netěsností není jen dalším produktem: je to přechodový nástroj. „Náš zákazník nyní může testovat hybridní nebo jeden ze sta bubnů s heliem, aby dokázal, že jeho proces je správný,“ vysvětluje Donaat. „Nepoužívá téměř žádné helium, ale dokáže přesvědčit své kupce.“ To je v konzervativním průmyslu zásadní.

Ekonomické argumenty jsou přesvědčivé: nižší náklady (žádné helium, menší čerpadla), nižší spotřeba energie, rychlejší testování. „Už nemusíte čekat 20 sekund. Okamžitě poznáte, jestli dojde k úniku.“

„Opravdu si myslím, že do 10 let budou testery hélia venku a nahrazeny hybridními testery,“ říká Donaat. „A možná nakonec hybrid vypadne a zůstane pouze vakuový tester. Poté společnost Merco Machines zajistí, aby se helium v bubnovém průmyslu již nepoužívalo.“

Výhody v kostce

Drastická redukční spotřeba helia: od 20 mg na buben po náhodné testování
Rychlejší zkušební cyklus: okamžité měření pomocí principu konstantního průtoku
Nižší náklady na energii: menší vývěvy a rekuperace energie pomocí pohonů SINAMICS
Nižší provozní náklady: žádné drahé helium pro každý buben
Zajištění budoucnosti: přechodový nástroj k úplnému testování bez helia
Spolehlivá technologie: Siemens T-CPU a řadič pohonu pro složité řídicí procesy
Dlouhá životnost: komponenty s podporou 20-30 let