Skip to main content

Merco Machines test vaten zonder helium te verspillen

Met de SIMATIC Drive Controller ontwikkelde Merco Machines een hybride lektester die het heliumverbruik bij het testen van vaten drastisch verlaagt.

De vatenindustrie heeft een probleem: elk vat moet op lekken worden getest, maar de standaardmethode met helium is duur, energie-intensief en niet duurzaam. Merco Machines uit Merelbeke-Melle ontwikkelde daarom de hybride lektester, een hybride oplossing die de markt op zijn kop zet. De machine, boordevol innovatieve Siemens-technologie, maakt nauwkeurige tests mogelijk zonder kostbaar helium te verspillen. Donaat Wambacq, co-CEO: "Als heliumtesters binnen 10 jaar uit de industrie verdwijnen, heeft Merco Machines daarvoor gezorgd. Voor een milieubewuste machinebouwer kan dat als een motivator gelden."

Van zeepbellen naar helium en terug

Lekkages in vaten opsporen is verrassend moeilijk. "De eenvoudigste manier is om een fles zeepwater te nemen en dat over de las te smeren", legt Donaat uit. "Als u luchtbellen ziet, is er een lek. Dat is nog steeds de meest nauwkeurige oplossing die er bestaat." Maar die methode is arbeidsintensief en onbetaalbaar.

Daarom werd naar alternatieven gezocht. De eerste poging was het meten van drukverschillen in een vacuüm. Hierbij werd gekeken of het drukverschil te wijten was aan temperatuur of lekkage. Maar dat onderscheid is soms moeilijk te maken.

De volgende stap was de heliumtester: injecteer een kleine hoeveelheid helium in elk vat, plaats het vat in een vacuüm en gebruik een spectrometer om te meten of er helium is ontsnapt. "Dat werkt supernauwkeurig", zegt Donaat. "Bijna net zo goed als een zeeptester. Je hebt geen personeel nodig en je kunt het volledig automatiseren."

Maar er was een addertje onder het gras. "De spectrometer alleen al is erg duur en helium is ook erg duur. Dit komt omdat de hoeveelheid helium op aarde eindig is. Bovendien zijn heliumtesters honderd tot duizend keer te nauwkeurig voor de vatenindustrie. Alles lekt hoe dan ook een beetje. Voor de meeste toepassingen is dat niveau van nauwkeurigheid eigenlijk niet nodig."

De doorbraak: vacuümtesten met een constant debiet

Merco Machines zocht daarom naar een derde manier: nauwkeuriger dan oude drukverschilmeters, maar zonder het heliumverbruik van spectrometertesters. Na jaren van rekenen en testen vonden ze het antwoord in de vacuümtechnologie.

"We doen in principe hetzelfde als een heliumtester, maar we tellen geen deeltjes. We kijken gewoon naar de druk," legde Donaat uit. Bij een drukverschil van ongeveer 0,6 bar bereikt lucht die via een lek ontsnapt een constante snelheid. "Op dat moment kun je meteen zien of er een lek is. Je moet niet langer wachten."

Dat is wat hem onderscheidt van conventionele drukverschiltesters, waarbij je eerst moet pompen, dan moet wachten en pas daarna de drukval moet meten. Dat kost je 20 tot 30 seconden per vat. Bovendien meet je dan alleen een overgangsverschijnsel, dat kan worden beïnvloed door temperatuur of luchtdruk. Bij de vacuümtest is er een directe relatie tussen druk en stroomsnelheid. "We kunnen onmiddellijk meten."

De technologie werkt met een absoluut vacuüm van 100 millibar. "Dat is al behoorlijk diep, maar minder extreem dan nodig is voor heliumtests." Het voordeel: kleinere pompen, minder energieverbruik en eenvoudigere afdichting.

Merco Machines - Donaat Wambacq

Over Merco Machines

Merco Machines is een wereldleider op het gebied van machinebouw voor de vatenindustrie. Het bedrijf uit Merelbeke-Melle heeft 50 werknemers en behaalt een jaarlijkse omzet van meer dan 15 miljoen euro.

Als heliumtesters binnen 10 jaar niet meer in de sector zijn, dan heeft Merco Machines daarvoor gezorgd. Dat kan tellen als motivator voor een machinebouwer.
Donaat Wambacq, co-CEO, Merco Machines

Van theorie naar praktijk: de hybride oplossing

Technisch gezien werkte de vacuümtester perfect. Maar de markt bleek een hardnekkig obstakel. "Onze klanten zeiden: mijn klanten eisen dat elk vat op helium is getest", zegt Donaat. "We weten dat wat die klant vraagt eigenlijk niet nodig is. Maar probeer eens een machine te verkopen die niet kan doen wat de klant van je klant vraagt."

Het antwoord was pragmatisch: de hybride lektester. "Dus hebben we toch een spectrometer op onze machine geplaatst. Zo kan onze klant, als hij of zij dat wil, op beide manieren testen. Of bijvoorbeeld de heliumtest uitvoeren op een op de honderd vaten om te bewijzen dat wat hij of zij test inderdaad juist is."

Het verschil in verbruik is hoe dan ook enorm. Een traditionele heliumtester gebruikt 20 milligram helium voor elk vat. "Als een klant een partij van 100.000 vaten test die allemaal lek zijn als gevolg van een fout in het productieproces, zit de hele hal vol helium. Alle volgende vaten die goed zijn, test je ook verkeerd, want er hangt gewoon helium in de lucht." Met de hybride machine test de producent standaard met vacuüm, en helium wordt alleen gebruikt voor monsters.

Partners in innovatie

Voor Merco Machines was de keuze voor Siemens-technologie niet voor de hand liggend, maar strategisch. "Vijftien jaar geleden hebben we volledig gestandaardiseerd op Siemens", zegt Donaat. "Als hoofd van het studiebureau heb ik controle altijd als een prioriteit gezien. Je moet immers aan het begin van je engineeringproces weten hoe je iets gaat controleren."

Een dergelijke standaardisatie heeft grote voordelen. "We hebben vijf programmeurs. Als elk type machine zijn eigen programma heeft, is er onmiddellijk een probleem in geval van pech of ziekte. Met TIA Portal en de bibliotheken werken we op een gestandaardiseerde manier. Dat was een droom die uitkwam."

Merco Machines - Partners in innovatie

Voor de hybride lektester was de SIMATIC Drive Controller met T-CPU cruciaal. "Vroeger had je een PLC voor sensoren en uitgangen, en daarnaast aandrijvingen met hun eigen intelligentie voor de positionering. De T-CPU brengt dat samen: technologie, veiligheid en gewone PLC in één." SINAMICS-aandrijvingen zijn ook extreem energiezuinig. "Dankzij hun gedeelde DC-verbinding gaat de remenergie van de ene as naar de andere as om te starten. We verliezen dus geen warmte-energie. Dit gebeurt trouwens op al onze machines. Door Siemens te gebruiken, is onze energievoetafdruk aanzienlijk lager dan die van concurrenten."

Door Siemens-besturingen te gebruiken, is de energievoetafdruk van onze machines aanzienlijk lager dan die van onze concurrenten.
Donaat Wambacq, co-CEO, Merco Machines

OEM-partnerschap: innoveren in samenwerking

Het OEM-partnerschap tussen Merco en Siemens is organisch ontwikkeld. "We wilden Siemens standaardiseren, maar ook een directe lijn krijgen", zegt Donaat. "Als we met TIA en drives aan het programmeren waren en een probleem tegenkwamen, moesten we naar de reguliere helpdesk gaan. Tegen de tijd dat je had uitgelegd wat het probleem was ... Dat zou gewoon niet werken."

Dankzij de OEM-samenwerking heeft Merco directe toegang tot experts binnen de APC-lijn. Maar de samenwerking werkt in twee richtingen. Merco treedt op als een early adopter van nieuwe Siemens-producten, wat volgens accountmanager Thomas Vermeir "typerend is voor een OEM-partner: innovatie omarmen en helpen deze te verfijnen." Die openheid vereist vertrouwen en eerlijkheid, benadrukt Donaat: "We testen nieuwe onderdelen eerst in ons lab en zeggen het ook als iets niet bevredigend is. Dat is echt partnerschap."

Voor Merco is duurzaamheid meer dan energie besparen of helium elimineren. Het zit ook in de levensduur van machines. "Klanten verwachten dat we machines maken die 30 jaar meegaan", zegt Donaat. "Vorige week nog moesten we een reserveonderdeel leveren voor een machine uit 1979." Die lange levensduur vereist betrouwbare componenten en langdurige ondersteuning. "Er zijn nog steeds klanten met S5-bedieningselementen. Daar kun je nog steeds reserveonderdelen voor krijgen."

Merco Machines - Thomas Vermeir
Er zijn maar weinig machinebouwers in Europa die kunnen tippen aan de innovatieve aard van Merco Machines.
Thomas Vermeir, Accountmanager, Siemens

De markt kantelt

De hybride lektester is niet zomaar een product: het is een overgangsinstrument. "Onze klant kan nu hybride testen, of één op de honderd vaten met helium testen om te bewijzen dat zijn proces correct is", legt Donaat uit. "Hij gebruikt bijna geen helium, maar hij kan zijn kopers overtuigen." Dit is cruciaal in een conservatieve sector.

De economische argumenten zijn overtuigend: lagere kosten (geen helium, kleinere pompen), minder energieverbruik, snellere tests. "Je hoeft niet langer 20 seconden te wachten. Je weet meteen of er een lek is."

"Ik denk echt dat heliumtesters binnen 10 jaar niet meer beschikbaar zijn en worden vervangen door hybride testers", zegt Donaat. "En misschien valt op het einde de hybride weg en blijft alleen de vacuümtester over. Dan heeft Merco Machines ervoor gezorgd dat helium niet langer wordt gebruikt in de vatenindustrie."

Merco Machines - De markt kantelt

De voordelen in een notendop

  • Drastische vermindering van het heliumverbruik: van 20 mg per vat naar willekeurige tests
  • Snellere testcyclus: onmiddellijke meting dankzij het constante stroomprincipe
  • Lagere energiekosten: kleinere vacuümpompen en energieterugwinning via SINAMICS-aandrijvingen
  • Lagere bedrijfskosten: geen duur helium voor elk vat
  • Toekomstbestendig: overgangstool naar volledig heliumvrij testen
  • Betrouwbare technologie: Siemens T-CPU en drive-controller voor complexe besturingsprocessen
  • Lange levensduur: componenten met 20-30 jaar ondersteuning