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Merco Machines는 헬륨을 낭비하지 않고 드럼을 테스트합니다.

Merco Machines는 SIMATIC 드라이브 컨트롤러로 드럼 테스트에서 헬륨 소비를 크게 줄이는 Hybrid Leak Tester를 개발했습니다.

드럼 산업은 문제를 안고 있습니다. 모든 드럼은 누출 여부를 검사해야 하지만, 헬륨을 사용하는 표준 방법은 비용이 많이 들고, 에너지 집약적이며, 지속성이 없습니다. 따라서 Merelbeke-Melle에 위치한 Merco Machines는 시장을 뒤흔들 하이브리드 솔루션인 Hybrid Leak Tester를 개발했습니다. 혁신적인 Siemens 기술이 탑재된 이 장비는 귀중한 헬륨을 낭비하지 않고 정확한 테스트를 가능하게 합니다. Donaat Wambacq 공동 CEO는 다음과 같이 말합니다. “10년 안에 헬륨 테스터가 업계에서 사라진다면, 그것은 Merco Machines의 덕분일 것입니다. 환경을 의식하는 기계 제조업체에게 이는 큰 동기 부여가 될 수 있습니다.”

비눗방울에서 헬륨까지, 그리고 그 변화

드럼의 누수를 감지하는 것은 놀라울 정도로 어렵습니다. Donaat은 다음과 같이 설명합니다. “가장 간단한 방법은 비눗물 병을 가져다가 용접부에 바르는 것입니다. 기포가 보이면 누수가 있는 것입니다. 그것이 여전히 현존하는 가장 정확한 해결책입니다.” 그러나 이 방법은 노동 집약적이며 비용이 많이 듭니다.

따라서 대안이 모색되었습니다. 첫 번째 시도는 진공 상태에서 압력 차이를 측정하는 것이었습니다. 이는 압력 차이가 온도 또는 누설로 인한 것인지 확인하는 방식이었지만, 그 차이를 구분하기 어려울 때가 있습니다.

다음 단계는 헬륨 테스터였습니다. 각 드럼에 소량의 헬륨을 주입하고 드럼을 진공 상태로 놓은 다음, 분광계를 사용하여 헬륨이 새어 나갔는지 측정하는 것입니다. Donaat은 “매우 정확하게 작동합니다.”라고 말합니다. “거의 비눗물 테스터만큼 좋습니다. 인력이 필요 없으며 완전히 자동화할 수 있습니다.”

하지만 문제가 있었습니다. “분광계만 해도 매우 고가이며 헬륨 또한 매우 비쌉니다. 이는 지구상의 헬륨 양이 유한하기 때문입니다. 또한, 헬륨 테스터는 드럼 산업에 비해 백 배에서 천 배 지나치게 정확합니다 . 어쨌든 모든 제품에서 약간의 누출이 발생합니다. 대부분의 애플리케이션에서는 사실상 그 정도의 정확도가 필요하지 않습니다.”

획기적인 발전: 일정한 유속을 이용한 진공 테스트

따라서 Merco Machines는 구형 차압계보다 정확하면서도 분광계 테스터처럼 헬륨을 소모하지 않는 세 번째 방법을 모색했습니다. 수년간의 계산과 테스트를 거쳐 그들은 진공 기술에서 답을 찾았습니다.

Donaat은 다음과 같이 설명합니다. “저희는 기본적으로 헬륨 테스터와 동일한 작업을 수행하지만 입자를 세지 않습니다. 압력만 확인합니다.” 약 0.6 bar의 압력 차이에서 누수를 통해 빠져나가는 공기는 일정한 속도에 도달합니다. “그 시점에 누수 여부를 즉시 알 수 있습니다. 더 이상 기다릴 필요가 없습니다.”

이는 먼저 펌핑하고 기다린 후 압력 강하를 측정해야 하는 기존의 차압 테스터와 차별화되는 점입니다. 이러한 방식은 드럼당 20~30초가 소요됩니다. 또한, 온도나 기압의 영향을 받을 수 있는 전이 현상만을 측정하게 됩니다. 진공 테스트에서는 압력과 유속 사이에 직접적인 관계가 있습니다. “저희는 즉시 측정할 수 있습니다.”

이 기술은 100밀리바의 절대 진공 상태에서 작동합니다. “이는 이미 상당히 깊은 진공 상태이지만, 헬륨 테스트에 필요한 수준보다는 덜 극단적입니다.” 이점: 더 작은 펌프, 더 적은 에너지 소비, 더 쉬운 밀봉입니다.

Merco Machines - Donaat Wambacq

Merco Machines에 대하여

Merco Machines는 드럼 산업 기계 공학 분야의 세계적인 리더입니다. Merelbeke-Melle에 본사를 둔 이 회사는 직원이 50명이며 연간 매출이 1,500만 유로를 초과합니다.

헬륨 테스터가 10년 안에 업계에서 사라진다면, Merco Machines가 그 역할을 했을 것입니다. 이는 기계 제조사에게 동기 부여가 될 수 있습니다.
Donaat Wambacq, 공동 최고경영자, Merco Machines

이론에서 실천으로: 하이브리드 솔루션

엄밀히 말해 진공 테스터는 완벽하게 작동했습니다. 그러나 시장은 완고한 장애물임이 드러났습니다. Donaat은 다음과 같이 말합니다. “저희 고객들은 자사의 고객이 모든 드럼에 헬륨 테스트를 요구한다고 말했습니다. 저희는 고객이 요구하는 것이 실제로 필요하지 않다는 것을 알고 있습니다. 하지만 고객이 고객에게 요구하는 것을 할 수 없는 장비를 팔아 보십시오.”

답은 실용적인 Hybrid Leak Tester였습니다. “그래서 저희는 어쨌든 저희 장비에 분광계를 장착했습니다. 이를 통해 저희 고객은 원하면 두 가지 방식으로 모두 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, 100개 드럼 중 하나를 헬륨으로 테스트하여 자신이 테스트하는 것이 정확함을 증명할 수 있습니다.”

어쨌든 소비의 차이는 매우 큽니다. 전통적인 헬륨 테스터는 드럼당 20밀리그램의 헬륨을 사용합니다. “고객이 생산 과정의 실수로 인해 모두 누출되는 10만 개의 드럼 배치를 테스트하는 경우, 전체 작업장이 헬륨으로 가득 차게 됩니다. 이후에 정상적인 드럼을 테스트하더라도 공기 중의 헬륨 때문에 잘못된 결과가 나올 수 있습니다.” 하이브리드 장비로는 생산자가 기본적으로 진공을 사용하여 테스트하며, 헬륨은 샘플에만 사용됩니다.

혁신의 파트너

Merco Machines의 경우 Siemens 기술을 선택하는 것은 당연한 것이 아니라 전략적인 판단이었습니다. Donaat은 다음과 같이 말합니다. “15년 전, 저희는 완전히 Siemens로 표준화했습니다. 연구실 책임자로서 저는 항상 제어를 최우선으로 여겨왔습니다. 결국, 엔지니어링 프로세스 초기에 무엇을 어떻게 제어할지 알아야 합니다.”

이러한 표준화는 큰 장점을 가지고 있습니다. “저희는 다섯 명의 프로그래머를 두고 있습니다. 각 기계 유형별로 자체 프로그램이 있다면 고장이나 인력 이탈 시 즉시 문제가 발생합니다. TIA Portal과 라이브러리를 통해 저희는 표준화된 방식으로 작업합니다. 이는 꿈이 현실이 된 것이나 다름없습니다.”

Merco Machines - Partners in innovation

Hybrid Leak Tester의 경우 T-CPU가 장착된 SIMATIC Drive Controller가 중요했습니다. “이전에는 센서 및 출력용 PLC와 더불어 위치 제어를 위한 자체 지능형 드라이브가 있었습니다. T-CPU는 기술, 안전, 일반 PLC를 하나로 통합합니다.” SINAMICS 드라이브 또한 에너지 효율이 매우 높습니다. “공유 DC 링크 덕분에 제동 에너지가 한 샤프트에서 다른 샤프트로 전달되어 시동에 사용됩니다. 따라서 열 에너지가 손실되지 않습니다. 이는 저희의 모든 장비에서 발생하는 현상입니다. Siemens를 사용함으로써 당사의 에너지 발자국은 경쟁사보다 현저히 낮습니다.”

Siemens 컨트롤을 사용함으로써 당사 장비의 에너지 발자국은 경쟁사보다 현저히 낮습니다.
Donaat Wambacq, 공동 최고경영자, Merco Machines

OEM 파트너십: 협업을 통한 혁신

Merco와 Siemens의 OEM 파트너십은 유기적으로 발전했습니다. Donaat은 다음과 같이 말합니다. “저희는 Siemens로 표준화하면서 직통 연락망을 구축하고 싶었습니다. TIA와 드라이브로 프로그래밍을 하다가 문제가 생기면 일반 헬프데스크를 이용해야 했습니다. 문제가 무엇인지 설명하는 데 시간이 오래 걸렸을 것입니다. 그렇게는 안 될 일이었습니다.”

OEM 파트너십 덕분에 Merco는 APC 라인 내 전문가들에게 직접 접근할 수 있습니다. 하지만 협업은 양방향으로 이루어집니다. Merco는 새로운 Siemens 제품의 얼리 어답터 역할을 하는데, Account Manager Thomas Vermeir에 따르면 “이는 혁신을 수용하고 개선하는 데 도움을 주는 전형적인 OEM 파트너의 모습입니다.” 이러한 개방성에는 신뢰와 정직이 필요하다고 Donaat은 강조합니다. “저희는 먼저 실험실에서 새 컴포넌트를 테스트하고 만족스럽지 않은 점이 있다면 솔직하게 말합니다. 그것이 진정한 파트너십입니다.”

Merco에게 지속성은 에너지를 절약하거나 헬륨을 없애는 것 이상의 의미를 가집니다. 이는 장비의 수명에도 있습니다. Donaat은 “고객들은 저희가 30년간 사용할 수 있는 장비를 만들기를 기대합니다.”라고 말합니다. “바로 지난주에도 1979년식 장비에 쓸 예비 컴포넌트를 제공해야 했습니다.” 이러한 긴 수명을 위해서는 안정적인 컴포넌트와 장기적인 지원이 필요합니다. “S5 컨트롤을 사용하는 고객들도 여전히 있습니다. 이에 대한 예비 컴포넌트를 여전히 구할 수 있습니다.”

Merco Machines - Thomas Vermeir
유럽에는 Merco Machines가 보여주는 혁신성에 필적할 수 있는 기계 제조업체가 거의 없습니다.
Thomas Vermeir, Account Manager, Siemens

시장 경향

Hybrid Leak Tester는 단순한 제품이 아닙니다. 이는 전환 도구입니다. Donaat은 다음과 같이 설명합니다. “저희 고객은 이제 하이브리드 방식으로 테스트하거나 100개 드럼 중 하나를 헬륨으로 테스트하여 공정이 정확함을 증명할 수 있습니다. 고객은 헬륨을 거의 사용하지 않으면서도 구매자를 설득할 수 있습니다.” 이는 보수적인 업계에서 매우 중요합니다.

경제적인 주장은 설득력이 있습니다. 비용 절감 (헬륨 없음, 더 작은 펌프), 에너지 소비 감소, 더 빠른 테스트입니다. “이제 20초까지 기다릴 필요가 없습니다. 누수가 있는지 즉시 알 수 있습니다.”

Donaat은 “10년 안에 헬륨 테스터가 없어지고 Hybrid Tester로 대체될 것이라고 생각합니다.”라고 말합니다. “그리고 어쩌면 마지막에는 하이브리드 방식이 사라지고 진공 테스터만 남을 수도 있습니다. 그때가 되면 Merco Machines가 드럼 산업에서 헬륨이 더 이상 사용되지 않도록 기여했을 것입니다.”

Merco Machines - Market tilts

이점을 한마디로 요약하면

  • 헬륨 소비량 대폭 감소: 드럼당 20mg에서 무작위 테스트까지
  • 더 빠른 테스트 사이클: 일정한 흐름 원리를 통한 즉각적인 측정
  • 에너지 비용 절감: 소형 진공 펌프와 SINAMICS 드라이브를 통한 에너지 회수
  • 운영 비용 절감: 각 드럼에 고가의 헬륨 불필요
  • 미래 보장형: 완전한 헬륨 없는 테스트로의 전환 도구
  • 신뢰할 수 있는 기술: 복잡한 제어 프로세스를 위한 Siemens T-CPU 및 드라이브 컨트롤러
  • 긴 서비스 수명: 20-30년 지원이 가능한 컴포넌트