Merco Machines testuje bubny bez plytvania héliom

Vďaka ovládaču pohonu SIMATIC vyvinula spoločnosť Merco Machines hybridný tester úniku, ktorý drasticky znižuje spotrebu hélia pri testovaní bubnov.

Priemysel bubnov má problém: každý bubon musí byť testovaný na netesnosti, ale štandardná metóda s héliom je drahá, energeticky náročná a neudržateľná. Merco Machines od spoločnosti Merelbeke-Melle preto vyvinul Hybrid Leak Tester, hybridné riešenie, ktoré otáča trh na hlavu. Stroj s inovatívnou technológiou Siemens umožňuje presné testovanie bez plytvania vzácnym héliom. Donaat Wambacq, CEO: „Ak testery hélia zmiznú z priemyslu do 10 rokov, Merco Machines sa o to postará. Pre ekologického výrobcu strojov sa to môže považovať za motivátor.“

Od mydlových bublín po hélium a späť

Detekcia netesností v bubnoch je prekvapivo zložitá. „Najjednoduchším spôsobom je vziať fľašu mydlovej vody a rozmazať ju cez zvar,“ vysvetľuje Donaat. „Ak vidíte vzduchové bubliny, máte únik. Toto je stále najpresnejšie riešenie, aké existuje.“ Ale táto metóda je náročné na prácu a nedostupné.

Preto sa hľadali alternatívy. Prvým pokusom bolo merať rozdiely v tlaku vo vákuu. Týmto sa skúmalo, či je tlakový rozdiel spôsobený teplotou alebo únikom. Ale toto rozlíšenie je niekedy ťažké urobiť.

Ďalším krokom bol tester hélia: do každého bubna vstreknite malé množstvo hélia, vložte bubon do vákua a použite spektrometer na meranie, či hélium uniklo. „To funguje veľmi presne,“ hovorí Donaat. „Takmer taký dobrý ako tester mydla. Nepotrebujete žiadny personál a môžete to plne automatizovať.“

Ale bol tam háčik. „Samotný spektrometer je veľmi drahý a hélium je tiež veľmi drahé. Je to preto, že množstvo hélia na Zemi je obmedzené. Testery hélia sú navyše sto až tisíckrát príliš presné pre priemysel bubnov. Všetko aj tak trochu uniká. Pre väčšinu aplikácií táto úroveň presnosti v skutočnosti nie je potrebná.“

Prielom: vákuové testovanie pri konštantnom prietoku

Merco Machines preto hľadala tretí spôsob: presnejší ako staré merače diferenčného tlaku, ale bez spotreby hélia testerov spektrometrov. Po rokoch výpočtu a testovania našli odpoveď vo vákuovej technológii.

„V podstate robíme to isté ako tester hélia, ale nepočítame častice. Len sa pozrieme na tlak, „vysvetlil Donaat. Pri tlakovom rozdiele približne 0,6 bar dosahuje vzduch unikajúci cez netesnosť konštantnú rýchlosť. „V tom okamihu môžete okamžite zistiť, či dôjde k úniku. Nemal by si už čakať.“

To ho odlišuje od bežných testerov diferenciálneho tlaku, kde musíte najskôr čerpať, potom počkať a až potom zmerať pokles tlaku. To vám bude trvať 20 až 30 sekúnd na bubon. Okrem toho potom meráte iba prechodný jav, ktorý môže byť ovplyvnený teplotou alebo tlakom vzduchu. Pri vákuovom teste existuje priamy vzťah medzi tlakom a prietokom. „Môžeme okamžite merať.“

Technológia pracuje s absolútnym vákuom 100 milibarov. „To je už dosť hlboké, ale je to menej extrémne, ako je potrebné na testovanie hélia.“ Výhoda: menšie čerpadlá, menšia spotreba energie a ľahšie utesnenie.

Info o umelcovi Merco Machines

Merco Machines je svetovým lídrom v strojárstve pre bubnový priemysel. Spoločnosť so sídlom v Merelbeke-Melle má 50 zamestnancov a dosahuje ročné tržby viac ako 15 miliónov eur.

Ak sú testery hélia mimo priemyslu do 10 rokov, Merco Machines sa o to postará. To sa môže považovať za motivátor pre výrobcu strojov.

Donate Wambacq, Spolugenerálny riaditeľ, Stroje Merco

Od teórie k praxi: hybridné riešenie

Technicky vákuový tester fungoval perfektne. Trh sa však ukázal ako tvrdohlavá prekážka. „Naši klienti povedali: moji zákazníci požadujú, aby bol každý bubon testovaný héliom,“ hovorí Donaat. „Vieme, že to, čo zákazník žiada, v skutočnosti nie je potrebné. Skúste však predať stroj, ktorý nedokáže robiť to, čo váš zákazník od vášho klienta žiada.“

Odpoveď bola pragmatická: Hybrid Leak Tester. „Takže sme na náš stroj aj tak dali spektrometer. To umožňuje nášmu zákazníkovi, ak chce, otestovať oba spôsoby. Alebo napríklad testovanie jedného zo sto bubnov hélia, aby ste dokázali, že to, čo testuje, je skutočne správne.

Rozdiel v spotrebe je aj tak obrovský. Tradičný tester hélia používa 20 miligramov hélia na každý bubon. „Ak zákazník otestuje dávku 100 000 bubnov, ktoré sú všetky netesné kvôli chybe vo výrobnom procese, celá hala je plná hélia. Všetky nasledujúce bubny, ktoré majú pravdu, tiež nesprávne testujete, pretože vo vzduchu je len hélium.“ S hybridným strojom výrobca štandardne testuje s vákuom a hélium sa používa iba na vzorky.

Partneri v oblasti inovácií

Pre Merco Machines nebol výber technológie Siemens zrejmý, ale strategický. „Pred pätnástimi rokmi sme úplne štandardizovali na Siemens,“ hovorí Donaat. „Ako vedúci študijnej kancelárie som vždy považoval kontrolu za prioritu. Koniec koncov, musíte na začiatku svojho inžinierskeho procesu vedieť, ako budete niečo ovládať.“

Takáto štandardizácia má veľké výhody. „Máme päť programátorov. Ak má každý typ stroja svoj vlastný program, v prípade poruchy alebo choroby nastane okamžitý problém. S TIA Portal a knižnicami pracujeme štandardizovaným spôsobom. To bol splnený sen.“

Pre hybridný tester úniku bol rozhodujúci ovládač pohonu SIMATIC s T-CPU. „Kedysi ste mali PLC pre senzory a výstupy a navyše pohony s vlastnou inteligenciou na polohovanie. T-CPU CPU spája: technológiu, bezpečnosť a bežné PLC v jednom.“ Pohony SINAMICS sú tiež mimoriadne energeticky účinné. „Vďaka spoločnému jednosmernému spojeniu prechádza brzdná energia z jedného hriadeľa na druhý hriadeľ, aby sa naštartovala. Takže nestrácame tepelnú energiu. Mimochodom, to sa deje vo všetkých našich strojoch. Vďaka použitiu spoločnosti Siemens je naša energetická stopa výrazne nižšia ako konkurencia.“

Vďaka použitiu ovládacích prvkov spoločnosti Siemens je energetická stopa našich strojov výrazne nižšia ako u našich konkurentov.

Donate Wambacq, Spolugenerálny riaditeľ, Stroje Merco

Partnerstvo OEM: inovácia v spolupráci

Partnerstvo OEM medzi spoločnosťami Merco a Siemens sa rozvíjalo organicky. „Chceli sme štandardizovať Siemens, ale tiež získať priamu linku,“ hovorí Donaat. „Ak sme programovali pomocou TIA a diskov a narazili sme na problém, museli sme prejsť bežným helpdeskom. V čase, keď ste vysvetlili, v čom je problém... To sa jednoducho nestane.“

Vďaka partnerstvu OEM má Merco priamy prístup k odborníkom v rámci radu APC. Spolupráca však funguje oboma spôsobmi. Spoločnosť Merco pôsobí ako raný zavádzač nových produktov spoločnosti Siemens, čo je podľa Account Managera Thomasa Vermeira „typické pre partnera OEM: prijíma inovácie a pomáha ich zdokonaľovať“. Táto otvorenosť si vyžaduje dôveru a čestnosť, zdôrazňuje Donaat: „Najskôr testujeme nové časti v našom laboratóriu a tiež to hovoríme, ak niečo nie je uspokojivé. Teraz je to skutočné partnerstvo.“

Pre spoločnosť Merco je udržateľnosť viac ako úspora energie alebo eliminácia hélia. Je to tiež v životnosti strojov. „Zákazníci očakávajú, že budeme vyrábať stroje, ktoré vydržia 30 rokov,“ hovorí Donaat. „Len minulý týždeň sme museli poskytnúť náhradný diel pre stroj z roku 1979.“ Táto dlhá životnosť vyžaduje spoľahlivé komponenty a dlhú podporu. „Stále existujú zákazníci s ovládacími prvkami S5. Stále si na to môžete kúpiť náhradné diely.“

V Európe existuje len málo výrobcov strojov, ktorí dokážu vyrovnať sa s inovatívnou povahou spoločnosti Merco Machines.

Tomáš Vermeir, Manažér účtu, Siemens

Naklonenie trhu

Hybridný tester netesnosti nie je len ďalším produktom: je to prechodový nástroj. „Náš zákazník môže teraz otestovať hybridný alebo jeden zo sto bubnov s héliom, aby dokázal, že jeho proces je správny,“ vysvetľuje Donaat. „Nepoužíva takmer žiadne hélium, ale dokáže presvedčiť svojich kupujúcich.“ V konzervatívnom priemysle je to rozhodujúce.

Ekonomické argumenty sú presvedčivé: nižšie náklady (žiadne hélium, menšie čerpadlá), menšia spotreba energie, rýchlejšie testovanie. „Už nemusíte čakať 20 sekúnd. Môžete okamžite zistiť, či dôjde k úniku.“

„Naozaj si myslím, že do 10 rokov budú testery hélia vonku a nahradené hybridnými testermi,“ hovorí Donaat. „A možno na konci hybrid vypadne a zostane iba vákuový tester. Potom Merco Machines zabezpečí, že hélium sa už nepoužíva v priemysle bubnov.“

Výhody v skratke

Drastická redukčná spotreba hélia: od 20 mg na bubon po náhodné testovanie
Rýchlejší testovací cyklus: okamžité meranie princípom konštantného
Nižšie náklady na energiu: menšie vákuové čerpadlá a rekuperácia energie prostredníctvom pohonov SINAMICS
Nižšie prevádzkové náklady: žiadne drahé hélium pre každý bubon
Odolný do budúcnosti: nástroj na prechod na úplné testovanie bez hélia
Spoľahlivá technológia: Siemens T-CPU a ovládač pohonu pre komplexné riadiace procesy
Dlhá životnosť: komponenty s 20-30 ročnou podporou