Merco Machines testuje bębny bez marnowania helu

Dzięki kontrolerowi napędu SIMATIC firma Merco Machines opracowała hybrydowy tester szczelności, który drastycznie zmniejsza zużycie helu podczas testowania bębna.

Przemysł perkusyjny ma problem: każdy bęben musi zostać przetestowany pod kątem wycieków, ale standardowa metoda z helem jest droga, energochłonna i niezrównoważona. Dlatego Merco Machines firmy Merelbeke-Melle opracowało hybrydowy tester szczelności, hybrydowe rozwiązanie, które odwraca uwagę na rynek. Maszyna, wyposażona w innowacyjną technologię Siemens, umożliwia dokładne testy bez marnowania cennego helu. Donaat Wambacq, współdyrektor CEO: „Jeśli testery helu znikną z branży w ciągu 10 lat, Merco Machines zajmie się tym. Dla ekologicznego konstruktora maszyn może to liczyć się jako motywator”.

Od bąbelków mydlanych po hel i z powrotem

Wykrywanie wycieków w bębnach jest zaskakująco trudne. „Najprostszym sposobem jest wzięcie butelki wody z mydłem i rozmazanie jej spoiną” - wyjaśnia Donaat. „Jeśli widzisz pęcherzyki powietrza, masz wyciek. To wciąż najdokładniejsze rozwiązanie, jakie istnieje”. Ale ta metoda jest pracochłonne i nieprzystępne.

Dlatego poszukiwano alternatyw. Pierwszą próbą było zmierzyć różnice ciśnień w próżni. Sprawdzono, czy różnica ciśnień była spowodowana temperaturą czy wyciekiem. Ale to rozróżnienie jest czasami trudne do dokonania.

Następnym krokiem był tester helu: wstrzyknij niewielką ilość helu do każdego bębna, umieść bęben w próżni i użyj spektrometr aby zmierzyć, czy hel uciekł. „To działa bardzo dokładnie”, mówi Donaat. „Prawie tak dobry jak tester mydła. Nie potrzebujesz żadnego personelu i możesz to w pełni zautomatyzować”.

Ale był haczyk. „Sam spektrometr jest bardzo drogi, a hel jest również bardzo drogi. Dzieje się tak, ponieważ ilość helu na Ziemi jest skończona. Co więcej, testery helu są od stu do tysiąca razy zbyt dokładne dla przemysłu perkusyjnego. Wszystko i tak trochę przecieka. W przypadku większości zastosowań ten poziom dokładności nie jest w rzeczywistości konieczny.

Przełom: testowanie próżniowe przy stałym natężeniu przepływu

Dlatego Merco Machines szukało trzeciego sposobu: dokładniejszego niż stare mierniki różnicy ciśnień, ale bez zużycia helu przez testery spektrometryczne. Po latach obliczeń i testów, znaleźli odpowiedź w technologii próżniowej.

„Zasadniczo robimy to samo, co tester helu, ale nie liczymy cząstek. Patrzymy tylko na presję” - wyjaśnił Donaat. Przy różnicy ciśnień około 0,6 bar powietrze uciekające przez wyciek osiąga stałą prędkość. „W tym momencie możesz natychmiast stwierdzić, czy nastąpił wyciek. Nie powinnaś dłużej czekać”.

To właśnie odróżnia go od konwencjonalnych testerów różnicy ciśnień, w których należy najpierw pompować, potem poczekać, a dopiero potem zmierzyć spadek ciśnienia. Zajmie ci to od 20 do 30 sekund na bęben. Co więcej, wtedy mierzysz tylko zjawisko przejściowe, na które może wpływać temperatura lub ciśnienie powietrza. W teście próżniowym istnieje bezpośredni związek między ciśnieniem a natężeniem przepływu. „Możemy mierzyć natychmiast”.

Technologia działa z próżnią absolutną 100 milibarów. „To już dość głębokie, ale jest mniej ekstremalne niż wymagane do testowania helu”. Zaleta: mniejsze pompy, mniejsze zużycie energii i łatwiejsze uszczelnienie.

O firmie Merco Machines

Merco Machines jest światowym liderem w dziedzinie inżynierii mechanicznej dla przemysłu perkusyjnego. Firma z siedzibą w Merelbeke-Melle zatrudnia 50 pracowników i osiąga roczną sprzedaż w wysokości ponad 15 milionów euro.

Jeśli testery helu znikną z branży w ciągu 10 lat, Merco Machines zajmie się tym. To może liczyć się jako motywator dla konstruktora maszyn.

Wesprzyj Wambacq, Współdyrektor CEO, Maszyny Merco

Od teorii do praktyki: rozwiązanie hybrydowe

Technicznie tester próżniowy działał doskonale. Ale rynek okazał się upartą przeszkodą. „Nasi klienci powiedzieli: moi klienci żądają, aby każdy bęben był testowany pod kątem helu” - mówi Donaat. „Wiemy, że to, o co prosi ten klient, nie jest tak naprawdę potrzebne. Ale spróbuj sprzedać maszynę, która nie może zrobić tego, czego klient prosi od twojego klienta”.

Odpowiedź była pragmatyczna: Hybrid Leak Tester. „Więc i tak umieściliśmy spektrometr na naszej maszynie. Pozwala to naszemu klientowi, jeśli chce, przetestować oba sposoby. Lub, na przykład, przetestowanie jednego na sto bębnów helu, aby udowodnić, że to, co on lub ona testuje, jest rzeczywiście poprawne.

Różnica w konsumpcji i tak jest ogromna. Tradycyjny tester helu wykorzystuje 20 miligramów helu na każdy bęben. „Jeśli klient przetestuje partię 100 000 bębnów, które są nieszczelne z powodu błędu w procesie produkcyjnym, cała hala jest pełna helu. Wszystkie kolejne bębny, które są słuszne, również źle testujesz, ponieważ w powietrzu jest tylko hel”. W przypadku maszyny hybrydowej producent domyślnie testuje próżnię, a hel jest używany tylko do próbek.

Partnerzy w innowacjach

Dla Merco Machines wybór technologii Siemens nie był oczywisty, ale strategiczny. „Piętnaście lat temu standaryzowaliśmy w całości na Siemens” — mówi Donaat. „Jako szef biura badań zawsze postrzegałem kontrolę jako priorytet. W końcu na początku procesu inżynierskiego musisz wiedzieć, jak zamierzasz coś kontrolować”.

Taka standaryzacja ma ogromne zalety. „Mamy pięciu programistów. Jeśli każdy typ maszyny ma swój własny program, pojawia się natychmiastowy problem w przypadku awarii lub choroby. Z TIA Portal i bibliotekami pracujemy w znormalizowany sposób. To było spełnienie marzeń”.

W przypadku hybrydowego testera szczelności kluczowy był Controller napędu SIMATIC z procesorem T. „Kiedyś miałeś sterownik PLC do czujników i wyjść, a ponadto napędy z własną inteligencją do pozycjonowania. Procesor T łączy to: technologię, bezpieczeństwo i zwykły sterownik PLC w jednym. Napędy SINAMICS są również niezwykle energooszczędne. „Dzięki wspólnemu łączu prądu stałego energia hamowania przechodzi z jednego wału do drugiego wału, aby go uruchomić. Nie tracimy więc energii cieplnej. Tak się dzieje we wszystkich naszych maszynach, tak przy okazji. Dzięki zastosowaniu Siemens nasz ślad energetyczny jest znacznie niższy niż konkurenci”.

Dzięki zastosowaniu elementów sterujących Siemens ślad energetyczny naszych maszyn jest znacznie niższy niż u naszych konkurentów.

Wesprzyj Wambacq, Współdyrektor CEO, Maszyny Merco

Partnerstwo OEM: innowacje we współpracy

Partnerstwo OEM między Merco i Siemens rozwinęło się organicznie. „Chcieliśmy ujednolicić Siemens, ale także uzyskać bezpośrednią linię” - mówi Donaat. „Jeśli programowaliśmy za pomocą TIA i dysków i natknęliśmy się na problem, musieliśmy przejść przez zwykły helpdesk. Zanim wyjaśniłeś, na czym polega problem... To po prostu się nie wydarzy”.

Dzięki partnerstwu OEM firma Merco ma bezpośredni dostęp do ekspertów z linii APC. Ale współpraca działa w obie strony. Merco działa jako pierwszy dostawca nowych produktów Siemens, co według Account Managera Thomasa Vermeira „jest typowe dla partnera OEM: przyjmuje innowacje i pomaga je udoskonalić”. Ta otwartość wymaga zaufania i uczciwości, podkreśla Donaat: „Najpierw testujemy nowe części w naszym laboratorium, a także mówimy to, jeśli coś jest niezadowalające. To jest prawdziwe partnerstwo”.

Dla Merco zrównoważony rozwój to coś więcej niż oszczędność energii lub eliminacja helu. Jest to również w żywotności maszyn. „Klienci oczekują, że będziemy produkować maszyny, które mogą trwać 30 lat” - mówi Donaat. „W zeszłym tygodniu musieliśmy dostarczyć część zamienną do maszyny z 1979 roku”. Ta długa żywotność wymaga niezawodnych komponentów i długiego wsparcia. „Nadal są klienci z kontrolkami S5. Nadal możesz dostać części zamienne do tego.”

W Europie jest niewielu producentów maszyn, którzy potrafią dorównać innowacyjności, jaką demonstruje Merco Machines.

Tomasz Vermeir, Menedżer konta, Siemens

Przechylenia rynku

Hybrydowy tester szczelności to nie tylko kolejny produkt: jest to narzędzie przejściowe. „Nasz klient może teraz przetestować hybrydy lub jeden na sto bębnów z helem, aby udowodnić, że jego proces jest prawidłowy” - wyjaśnia Donaat. „Prawie nie używa helu, ale może przekonać swoich nabywców”. Ma to kluczowe znaczenie w konserwatywnej branży.

Argumenty ekonomiczne są przekonujące: niższe koszty (brak helu, mniejsze pompy), mniejsze zużycie energii, szybsze testy. „Nie musisz już czekać 20 sekund. Możesz natychmiast stwierdzić, czy jest wyciek”.

„Naprawdę myślę, że w ciągu 10 lat testery helu zostaną wypuszczone i zastąpione testerami hybrydowymi” - mówi Donaat. „I może na końcu hybryda wypadnie i pozostaje tylko tester próżniowy. Wtedy Merco Machines zapewni, że hel nie będzie już używany w przemyśle bębnowym”.

Korzyści w pigułce

Drastyczne redukcyjne zużycie helu: od 20 mg na bęben do testów losowych
Szybszy cykl testowy: natychmiastowy pomiar dzięki zasadzie stałego przepływu
Niższe koszty energii: mniejsze pompy próżniowe i odzysk energii za pomocą napędów SINAMICS
Niższe koszty eksploatacji: brak drogiego helu dla każdego bębna
Przyszłościowe: narzędzie przejściowe do pełnego testowania bez helu
Niezawodna technologia: procesor Siemens T-CPU i sterownik napędu do złożonych procesów sterowania
Długa żywotność: komponenty z 20-30 letnim wsparciem