Podjetje Merco Machines preizkuša bobne brez izgube helija

Podjetje Merco Machines je s pomočjo krmilnika SIMATIC Drive Controller razvilo hibridni tester za tesnost, ki bistveno zmanjša porabo helija pri preskušanju bobnov.

Industrija sodov ima težavo: vsak sod je treba testirati na puščanje, vendar je standardna metoda s helijem draga, energetsko intenzivna in netrajnostna. Podjetje Merco Machines iz Merelbeke-Melle je zato razvilo Hybrid Leak Tester, hibridno rešitev, ki spreminja trg. Naprava, opremljena z inovativno tehnologijo podjetja Siemens, omogoča natančno testiranje brez porabe dragocenega helija. Donaat Wambacq, soizvršni direktor, pravi: »Če bodo helijevi testerji v industriji izginili v desetih letih, bo za to zaslužno podjetje Merco Machines. Za proizvajalca strojev, ki mu je mar za okolje, je to velika motivacija.«

Od milnice do helija in nazaj

Odkrivanje puščanja v sodih je presenetljivo zahtevno. »Najpreprostejši način je, da vzamete steklenico milnice in jo nanesete na zvar,« pojasnjuje Donaat. »Če vidite zračne mehurčke, imate puščanje. To je še vedno najbolj natančna rešitev, ki obstaja.« Vendar je ta metoda delovno intenzivna in predraga.

Zato so iskali alternative. Prvi poskus je bil merjenje razlik v tlaku v vakuumu, pri čemer so poskušali ugotoviti, ali je sprememba tlaka posledica temperature ali puščanja. Vendar je to razliko včasih težko določiti.

Naslednji korak je bil helijev tester: v vsak sod se vbrizga majhna količina helija, sod se postavi v vakuum, spektrometer pa meri, ali helij uhaja. »To deluje izjemno natančno,« pravi Donaat. »Skoraj tako dobro kot test z milnico. Ne potrebujete osebja in proces je mogoče popolnoma avtomatizirati.«

Vendar pa obstaja težava. »Sam spektrometer je zelo drag, helij pa je prav tako dragocen, saj je njegova količina na Zemlji omejena. Poleg tega so helijevi testerji za industrijo sodov od sto do tisočkrat preveč natančni. Vse namreč nekoliko pušča. Za večino aplikacij takšna raven natančnosti sploh ni potrebna.«

Preboj: vakuumsko testiranje pri konstantnem pretoku

odjetje Merco Machines je zato iskalo tretjo pot: bolj natančno od starih merilnikov diferenčnega tlaka, vendar brez porabe helija, kot pri spektrometrskih testerjih. Po letih izračunov in testiranj so rešitev našli v vakuumski tehnologiji.

»V bistvu delamo enako kot helijev tester, le da ne štejemo delcev. Opazujemo tlak,« pojasnjuje Donaat. Pri razliki tlaka okoli 0,6 bara zrak, ki uhaja skozi puščanje, doseže konstantno hitrost. »V tistem trenutku lahko takoj ugotovite, ali pušča. Ni treba več čakati.«

To je ključna razlika v primerjavi s klasičnimi merilniki diferenčnega tlaka, kjer je treba najprej črpati, nato čakati in šele nato meriti padec tlaka, kar traja 20 do 30 sekund na sod. Poleg tega merijo prehodni pojav, na katerega lahko vplivata temperatura ali zračni tlak. Pri vakuumskem testu pa obstaja neposredna povezava med tlakom in pretokom. »Merimo lahko takoj.«

Tehnologija deluje pri absolutnem vakuumu 100 milibarov. »To je že precej globok vakuum, vendar manj ekstremen kot pri testiranju s helijem.« Prednost so manjše črpalke, manjša poraba energije in enostavnejše tesnjenje.

O podjetju Merco Machines

Podjetje Merco Machines je svetovni vodilni proizvajalec strojev za industrijo bobnov. Podjetje s sedežem v Merelbeke-Melle zaposluje 50 delavcev in dosega letni promet v višini več kot 15 milijonov evrov.

Če bodo naprave za testiranje helija v naslednjih 10 letih izginile iz industrije, bo za to poskrbelo podjetje Merco Machines. To je lahko motivacija za proizvajalca strojev.

Donaat Wambacq, so-izvršni direktor, Merco Machines

Od teorije do prakse: hibridna rešitev

Tehnično je vakuumski tester deloval brezhibno. Toda trg se je izkazal za trdovratno oviro. »Naše stranke so rekle: moji kupci zahtevajo, da je vsak sod testiran s helijem,« pravi Donaat. »Vemo, da to, kar zahtevajo, v resnici ni potrebno. Ampak poskusite prodati stroj, ki ne zmore tega, kar od vas zahteva stranka vašega kupca.«

Rešitev je bila pragmatična: Hybrid Leak Tester. »Zato smo na naš stroj vseeno dodali spektrometer. Tako lahko naša stranka po želji testira na oba načina. Lahko pa na primer s helijem testira enega od sto sodov, da potrdi, da so rezultati pravilni.«

Razlika v porabi je ogromna. Klasični helijev tester porabi približno 20 miligramov helija na sod. »Če stranka testira serijo 100.000 sodov, ki zaradi napake v proizvodnji vsi puščajo, je celoten prostor napolnjen s helijem. Vse naslednje sode, ki so v redu, nato testirate napačno, ker je helij že v zraku.« Pri hibridnem stroju proizvajalec privzeto testira z vakuumom, helij pa uporablja le za vzorčenje.

Partnerji pri inovacijah

Za podjetje Merco Machines izbira tehnologije Siemens ni bila samoumevna, temveč strateška. »Pred petnajstimi leti smo se popolnoma standardizirali na Siemens,« pravi Donaat. »Kot vodja razvojnega oddelka sem vedno dajal prednost krmiljenju. Že na začetku inženirskega procesa morate vedeti, kako boste nekaj upravljali.«

Takšna standardizacija prinaša velike prednosti. »Imamo pet programerjev. Če ima vsak tip stroja svoj program, nastane takoj težava ob okvari ali odsotnosti. S platformo TIA Portal in knjižnicami delamo standardizirano. To je bila uresničitev sanj.«

Merco Machines – Partnerji v inovativnosti

Za hibridni tester puščanja je bil ključen SIMATIC Drive Controller s T-CPU. »Včasih ste imeli ločen krmilnik za senzorje in izhode ter dodatne pogone z lastno inteligenco za pozicioniranje. T-CPU to združuje: tehnologijo, varnost in klasični krmilnik v enem.« Tudi pogoni SINAMICS so izjemno energetsko učinkoviti. »Zaradi skupnega enosmernega vodila se zavorna energija prenaša z ene osi na drugo, da jo zažene. Tako ne izgubljamo energije v obliki toplote. To velja za vse naše stroje. Z uporabo tehnologije Siemens je naš energetski odtis bistveno nižji kot pri konkurenci.«

Z uporabo krmilnih sistemov Siemens je energetska poraba naših strojev znatno nižja kot pri konkurenci.

Donaat Wambacq, so-izvršni direktor, Merco Machines

OEM partnerstvo: inovacije skozi sodelovanje

OEM partnerstvo med podjetjema Merco in Siemens se je razvilo organsko. »Želeli smo se standardizirati na Siemens, hkrati pa imeti neposreden dostop,« pravi Donaat. »Če smo pri programiranju s platformo TIA in pogoni naleteli na težavo, smo morali iti skozi običajno podporo. Dokler si razložil problem … to preprosto ni bilo učinkovito.«

Zahvaljujoč OEM partnerstvu ima Merco neposreden dostop do strokovnjakov znotraj linije APC. Vendar sodelovanje poteka v obe smeri. Merco deluje kot zgodnji uporabnik novih izdelkov podjetja Siemens, kar po besedah vodje ključnih strank Thomasa Vermeirja »je značilno za OEM partnerja: sprejemanje inovacij in pomoč pri njihovem izboljševanju.« Takšna odprtost zahteva zaupanje in iskrenost, poudarja Donaat: »Nove komponente najprej testiramo v našem laboratoriju in tudi povemo, če kaj ni ustrezno. To je pravo partnerstvo.«

Za podjetje Merco trajnost pomeni več kot le varčevanje z energijo ali odpravo uporabe helija. Vključuje tudi življenjsko dobo strojev. »Stranke od nas pričakujejo stroje, ki lahko delujejo 30 let,« pravi Donaat. »Še prejšnji teden smo morali zagotoviti rezervni del za stroj iz leta 1979.« Takšna dolga življenjska doba zahteva zanesljive komponente in dolgoročno podporo. »Še vedno obstajajo stranke s krmilniki S5. Rezervni deli zanje so še vedno na voljo.«

V Evropi je le malo proizvajalcev strojev, ki se lahko kosajo z inovativnostjo, ki jo izkazuje podjetje Merco Machines.

Thomas Vermeir, Vodja odnosov s strankami, Siemens

Premik na trgu

Hibridni tester puščanja ni le še en izdelek – je orodje za prehod. »Naša stranka lahko zdaj testira hibridno ali na primer enega od sto sodov s helijem, da dokaže, da je njen proces pravilen,« pojasnjuje Donaat. »Helija skoraj ne uporablja, a lahko prepriča svoje kupce.« To je ključnega pomena v konservativni industriji.

Ekonomski argumenti so prepričljivi: nižji stroški (brez helija, manjše črpalke), manjša poraba energije in hitrejše testiranje. »Ni vam več treba čakati 20 sekund. Takoj lahko ugotovite, ali obstaja puščanje.«

»Res verjamem, da bodo v desetih letih helijevi testerji izginili in jih bodo nadomestili hibridni testerji,« pravi Donaat. »Morda pa bo na koncu izginil tudi hibridni pristop in bo ostal le vakuumski tester. V tem primeru bo podjetje Merco Machines poskrbelo, da se helij v industriji sodov ne bo več uporabljal.«

Prednosti na kratko

Drastično zmanjšana poraba helija: z 20 mg na sod na zgolj vzorčno testiranje
Hitrejši testni cikel: takojšnje merjenje s principom konstantnega pretoka
Nižji stroški energije: manjše vakuumske črpalke in rekuperacija energije s pogoni SINAMICS
Nižji obratovalni stroški: brez uporabe dragega helija za vsak sod
Pripravljeno na prihodnost: prehodno orodje k popolnoma brezhelijskemu testiranju
Zanesljiva tehnologija: T-CPU in krmilnik pogonov Siemens za kompleksne procese krmiljenja
Dolga življenjska doba: komponente s podporo od 20 do 30 let