Skip to main content
Esta página é exibida usando tradução automática. Prefere ver em inglês?

Merco Machines testa tambores sem desperdiçar hélio

Com o SIMATIC Drive Controller, a Merco Machines desenvolveu um testador de vazamento híbrido que reduz drasticamente o consumo de hélio em testes de tambor.

A indústria de tambores tem um problema: cada tambor deve ser testado quanto a vazamentos, mas o método padrão com hélio é caro, consome muita energia e é insustentável. Portanto, a Merco Machines da Merelbeke-Melle desenvolveu o Hybrid Leak Tester, uma solução híbrida que está virando o mercado de cabeça para baixo. A máquina, equipada com a inovadora tecnologia Siemens, permite testes precisos sem desperdiçar o precioso hélio. Donaat Wambacq, co-CEO: “Se os testadores de hélio desaparecerem do setor em 10 anos, a Merco Machines terá resolvido isso. Para um fabricante de máquinas ambientalmente consciente, isso pode contar como um motivador.”

De bolhas de sabão a hélio e vice-versa

Detectar vazamentos em tambores é surpreendentemente difícil. “A maneira mais simples é pegar uma garrafa de água com sabão e espalhá-la sobre a solda”, explica Donaat. “Se você vê bolhas de ar, você tem um vazamento. Essa ainda é a solução mais precisa que existe.” Mas esse método é trabalho intensivo e inacessível.

Portanto, alternativas foram buscadas. A primeira tentativa foi medir diferenças de pressão no vácuo. Isso verificou se a diferença de pressão era devida à temperatura ou vazamento. Mas essa distinção às vezes é difícil de fazer.

A próxima etapa foi o testador de hélio: injete uma pequena quantidade de hélio em cada tambor, coloque o tambor no vácuo e use um espectrômetro para medir se o hélio escapou. “Isso funciona com muita precisão”, diz Donaat. “Quase tão bom quanto um testador de sabão. Você não precisa de nenhuma equipe e pode automatizá-la totalmente.”

Mas havia um problema. “O espectrômetro sozinho é muito caro e o hélio também é muito caro. Isso ocorre porque a quantidade de hélio na Terra é finita. Além disso, os testadores de hélio são de cem a mil vezes muito preciso para a indústria de tambores. De qualquer forma, tudo vaza um pouco. Para a maioria das aplicações, esse nível de precisão não é realmente necessário.”

A inovação: teste de vácuo com vazão constante

Portanto, a Merco Machines buscou uma terceira maneira: mais precisa do que os medidores de pressão diferencial antigos, mas sem o consumo de hélio dos testadores de espectrômetros. Depois de anos de cálculos e testes, eles encontraram a resposta na tecnologia de vácuo.

“Basicamente, fazemos a mesma coisa que um testador de hélio, mas não contamos partículas. Nós apenas observamos a pressão”, explicou Donaat. Com uma diferença de pressão de cerca de 0,6 bar, o ar que escapa por um vazamento atinge uma velocidade constante. “Nesse ponto, você pode saber imediatamente se há um vazamento. Você não deveria mais esperar.”

É isso que o diferencia dos testadores de pressão diferencial convencionais, onde você deve primeiro bombear, depois esperar e somente depois medir a queda de pressão. Isso levará de 20 a 30 segundos por tambor. Além disso, você mede apenas um fenômeno de transição, que pode ser influenciado pela temperatura ou pressão do ar. No teste de vácuo, há uma relação direta entre pressão e vazão. “Podemos medir imediatamente.”

A tecnologia opera com vácuo absoluto de 100 milibares. “Isso já é bastante profundo, mas é menos extremo do que o necessário para testes de hélio.” A vantagem: bombas menores, menor consumo de energia e vedação mais fácil.

Merco Machines - Donaat Wambacq

Sobre a Merco Machines

A Merco Machines é líder mundial em engenharia mecânica para a indústria de tambores. A empresa com sede em Merelbeke-Melle tem 50 funcionários e atinge vendas anuais de mais de 15 milhões de euros.

Se os testadores de hélio saírem do setor em 10 anos, a Merco Machines terá cuidado disso. Isso pode contar como um motivador para um construtor de máquinas.
Doe Wambacq, Co-CEO, Máquinas Merco

Da teoria à prática: a solução híbrida

Tecnicamente, o testador de vácuo funcionou perfeitamente. Mas o mercado se mostrou um obstáculo persistente. “Nossos clientes disseram: meus clientes exigem que cada tambor seja testado com hélio”, diz Donaat. “Sabemos que o que o cliente está pedindo não é realmente necessário. Mas tente vender uma máquina que não possa fazer o que seu cliente pede.”

A resposta foi pragmática: o Hybrid Leak Tester. “Então, colocamos um espectrômetro em nossa máquina de qualquer maneira. Isso permite que nosso cliente, se quiser, teste nos dois sentidos. Ou, por exemplo, testar um em cem tambores de hélio para provar que o que ele ou ela está testando está realmente correto.”

De qualquer forma, a diferença no consumo é enorme. Um testador de hélio tradicional usa 20 miligramas de hélio para cada tambor. “Se um cliente testar um lote de 100.000 tambores que estão todos vazando devido a um erro no processo de produção, toda a sala está cheia de hélio. Todos os tambores subsequentes que estão certos também são testados errados, porque há apenas hélio no ar.” Com a máquina híbrida, o produtor testa com vácuo por padrão, e o hélio é usado apenas para amostras.

Parceiros na inovação

Para a Merco Machines, a escolha da tecnologia da Siemens não foi óbvia, mas estratégica. “Há quinze anos, adotamos inteiramente a Siemens como padrão”, diz Donaat. “Como chefe do escritório de estudos, sempre vi o controle como uma prioridade. Afinal, você precisa saber, no início do processo de engenharia, como vai controlar alguma coisa.”

Essa padronização tem grandes vantagens. “Temos cinco programadores. Se cada tipo de máquina tiver seu próprio programa, haverá um problema imediato em caso de avaria ou doença. Com o Portal TIA e as bibliotecas, trabalhamos de forma padronizada. Foi um sonho que se tornou realidade.”

Merco Machines - Partners in innovation

Para o testador de vazamento híbrido, o SIMATIC Drive Controller com T-CPU foi crucial. “Você costumava ter um PLC para sensores e saídas e, além disso, drives com inteligência própria para posicionamento. A T-CPU reúne isso: tecnologia, segurança e PLC comum em um.” Os inversores SINAMICS também são extremamente eficientes em termos de energia. “Graças ao link DC compartilhado, a energia de frenagem vai de um eixo para o outro para começar. Portanto, não perdemos energia térmica. A propósito, isso acontece em todas as nossas máquinas. Ao usar a Siemens, nosso consumo de energia é significativamente menor do que os concorrentes.”

Ao usar os controles da Siemens, a pegada de energia de nossas máquinas é significativamente menor do que a de nossos concorrentes.
Doe Wambacq, Co-CEO, Máquinas Merco

Parceria OEM: inovando na colaboração

A parceria OEM entre a Merco e a Siemens se desenvolveu organicamente. “Queríamos padronizar a Siemens, mas também obter uma linha direta”, diz Donaat. “Se estivéssemos programando com TIA e drives e nos deparássemos com um problema, precisávamos acessar o helpdesk regular. Quando você explicou qual era o problema... Isso simplesmente não ia acontecer.”

Graças à parceria OEM, a Merco tem acesso direto aos especialistas da linha APC. Mas a colaboração funciona nos dois sentidos. A Merco atua como pioneira na adoção de novos produtos da Siemens, o que, de acordo com o gerente de contas Thomas Vermeir, “é típico de um parceiro OEM: abraçar a inovação e ajudar a refiná-la”. Essa abertura exige confiança e honestidade, enfatiza Donaat: “Primeiro testamos novas peças em nosso laboratório e também dizemos isso se algo não for satisfatório. Agora isso é uma parceria real.”

Para a Merco, a sustentabilidade é mais do que economizar energia ou eliminar o hélio. Também está na vida útil das máquinas. “Os clientes esperam que fabricemos máquinas que possam durar 30 anos”, diz Donaat. “Na semana passada, tivemos que fornecer uma peça de reposição para uma máquina de 1979.” Essa longa vida útil requer componentes confiáveis e suporte prolongado. “Ainda existem clientes com controles S5. Você ainda pode obter peças de reposição para isso.”

Merco Machines - Thomas Vermeir
Existem poucos fabricantes de máquinas na Europa que conseguem igualar a natureza inovadora que a Merco Machines demonstra.
Thomas Vermeir, Gerente de contas, Siemens

Inclinações do mercado

O testador de vazamento híbrido não é apenas mais um produto: é uma ferramenta de transição. “Nosso cliente agora pode testar um tambor híbrido, ou um em cem, com hélio para provar que seu processo está correto”, explica Donaat. “Ele quase não usa hélio, mas consegue convencer seus compradores.” Isso é crucial em um setor conservador.

Os argumentos econômicos são convincentes: custos mais baixos (sem hélio, bombas menores), menor consumo de energia, testes mais rápidos. “Você não precisa mais esperar 20 segundos. Você pode saber instantaneamente se há um vazamento.”

“Eu realmente acho que dentro de 10 anos, os testadores de hélio serão lançados e substituídos por testadores híbridos”, diz Donaat. “E talvez no final o híbrido caia e apenas o testador de vácuo permaneça. Então, a Merco Machines garantirá que o hélio não seja mais usado na indústria de tambores.”

Merco Machines - Market tilts

Os benefícios em poucas palavras

  • Consumo redutivo drástico de hélio: de 20 mg por tambor a testes aleatórios
  • Ciclo de teste mais rápido: medição instantânea através do princípio de fluxo constante
  • Custos de energia mais baixos: bombas de vácuo menores e recuperação de energia por meio de drives SINAMICS
  • Custos operacionais mais baixos: nenhum hélio caro para cada tambor
  • Preparada para o futuro: ferramenta de transição para testes completos sem hélio
  • Tecnologia confiável: Siemens T-CPU e controlador de acionamento para processos de controle complexos
  • Longa vida útil: componentes com suporte de 20 a 30 anos