Merco Machines preizkuša bobne brez zapravljanja helija

Merco Machines je s krmilnikom pogona SIMATIC razvil hibridni tester puščanja, ki drastično zmanjša porabo helija pri testiranju bobnov.

Industrija bobnov ima težavo: vsak boben je treba preizkusiti glede puščanja, vendar je standardna metoda s helijem draga, energetsko intenzivna in netrajnostna. Merco Machines iz Merelbeke-Melle je zato razvil Hybrid Leak Tester, hibridno rešitev, ki trg obrne na glavo. Stroj, opremljen z inovativno tehnologijo Siemens, omogoča natančno testiranje brez zapravljanja dragocenega helija. Donaat Wambacq, soizvršni CEO: »Če testerji helija izginejo iz industrije v 10 letih, bodo Merco Machines poskrbeli za to. Za okolju ozaveščenega graditelja strojev lahko to šteje kot motivator.«

Od milnih mehurčkov do helija in nazaj

Odkrivanje puščanja v bobnih je presenetljivo težko. »Najpreprostejši način je, da vzamete steklenico milnice in jo namažete po zvaru,« pojasnjuje Donaat. »Če vidite zračne mehurčke, imate puščanje. To je še vedno najbolj natančna rešitev, ki obstaja.« Toda ta metoda je delovno intenzivno in nedostopno.

Zato so bile iskane alternative. Prvi poskus je bil izmerite razlike v tlaku v vakuumu. Pri tem se je preučilo, ali je razlika v tlaku posledica temperature ali uhajanja. Toda to razlikovanje je včasih težko narediti.

Naslednji korak je bil tester helija: v vsak boben vbrizgajte majhno količino helija, postavite boben v vakuum in uporabite spektrometer Za merjenje, ali je helij pobegnil. »To deluje zelo natančno,« pravi Donaat. »Skoraj tako dober kot tester mila. Ne potrebujete nobenega osebja in to lahko popolnoma avtomatizirate.«

Ampak prišlo je do ulova. »Sam spektrometer je zelo drag, helij pa tudi zelo drag. To je zato, ker je količina helija na zemlji končna. Poleg tega so testerji helija sto do tisočkrat preveč natančen za industrijo bobnov. Vse vseeno nekoliko uhajajo. Za večino aplikacij ta stopnja natančnosti dejansko ni potrebna.«

Preboj: vakuumsko testiranje pri konstantnem pretoku

Merco Machines je zato iskal tretji način: natančnejši od starih merilnikov diferencialnega tlaka, vendar brez porabe helija pri testerjih spektrometrov. Po letih izračunavanja in testiranja so odgovor našli v vakuumski tehnologiji.

»V bistvu počnemo isto kot tester helija, vendar delcev ne štejemo. Samo pogledamo pritisk, »je pojasnil Donaat. Pri razliki tlaka približno 0,6 bara zrak, ki uhaja skozi puščanje, doseže konstantno hitrost. »Na tej točki lahko takoj ugotovite, ali je prišlo do puščanja. Ne bi smeli več čakati.«

To ga ločuje od običajnih testerjev diferencialnega tlaka, kjer morate najprej črpati, nato počakati in šele nato izmeriti padec tlaka. To vam bo trajalo 20 do 30 sekund na boben. Poleg tega nato merite le prehodni pojav, na katerega lahko vpliva temperatura ali zračni tlak. Pri vakuumskem preskusu obstaja neposredna povezava med tlakom in pretokom. »Takoj lahko merimo.«

Tehnologija deluje z absolutnim vakumom 100 milibarov. »To je že precej globoko, vendar je manj ekstremno, kot je potrebno za testiranje helija.« Prednost: manjše črpalke, manjša poraba energije in lažje tesnjenje.

O podjetju Merco Machines

Merco Machines je svetovno vodilno podjetje na področju strojništva za industrijo bobnov. Podjetje s sedežem v Merelbeke-Melle ima 50 zaposlenih in doseže letno prodajo v višini več kot 15 milijonov evrov.

Če bodo testerji helija v 10 letih izključeni iz industrije, bo Merco Machines poskrbel za to. To lahko šteje kot motivator za izdelovalca strojev.

Donate Wambacq, Soizvršni direktor, Merco Stroji

Od teorije do prakse: hibridna rešitev

Tehnično je vakuumski tester deloval odlično. Toda trg se je izkazal za trmasto oviro. »Naše stranke so povedale: moje stranke zahtevajo, da je vsak boben testiran s helijem,« pravi Donaat. »Vemo, da tisto, kar ta stranka zahteva, dejansko ni potrebno. Toda poskusite prodati stroj, ki ne more storiti tega, kar vaša stranka zahteva od vaše stranke.«

Odgovor je bil pragmatičen: hibridni tester uhajanja. »Tako smo tako ali tako postavili spektrometer na naš stroj. To našim strankam omogoča, da preizkusi oba načina, če želi. Ali pa na primer testiranje enega od sto bobnov helija, da bi dokazal, da je tisto, kar testira, resnično pravilno.

Razlika v porabi je vseeno ogromna. Tradicionalni tester helija uporablja 20 miligramov helija za vsak boben. »Če kupec preizkusi serijo 100.000 bobnov, ki so vsi puščani zaradi napake v proizvodnem procesu, je celotna dvorana polna helija. Vse nadaljnje bobne, ki so prav, prav tako preizkusite napačno, ker je v zraku samo helij.« S hibridnim strojem proizvajalec privzeto testira z vakumom, helij pa se uporablja samo za vzorce.

Partnerji v inovacijah

Za Merco Machines izbira tehnologije Siemens ni bila očitna, ampak strateška. »Pred petnajstimi leti smo v celoti standardizirali Siemens,« pravi Donaat. »Kot vodja študijske pisarne sem nadzor vedno videl kot prednostno nalogo. Navsezadnje morate na začetku svojega inženirskega procesa vedeti, kako boste nekaj nadzorovali.«

Takšna standardizacija ima velike prednosti. »Imamo pet programerjev. Če ima vsaka vrsta stroja svoj program, pride do takojšnje težave v primeru okvare ali bolezni. S TIA Portal in knjižnicami delamo na standardiziran način. To so bile uresničene sanje.«

Za hibridni tester puščanja je bil ključnega pomena SIMATIC Drive Controller s T-CPU. »Včasih ste imeli PLC za senzorje in izhode, poleg tega pa pogone z lastno inteligenco za pozicioniranje. T-CPU združuje to: tehnologijo, varnost in navaden PLC v enem.« Pogoni SINAMICS so tudi izjemno energetsko učinkoviti. »Zahvaljujoč skupni enosmerni povezavi, zavorna energija prehaja iz ene gredi na drugo gred, da se začne. Torej, ne izgubljamo toplotne energije. Mimogrede, to se dogaja v vseh naših strojih. Z uporabo Siemensa je naš energetski odtis bistveno nižji od konkurentov.«

Z uporabo Siemensovih krmilnikov je energijski odtis naših strojev bistveno manjši od naših konkurentov.

Donate Wambacq, Soizvršni direktor, Merco Stroji

Partnerstvo OEM: inovacije v sodelovanju

Partnerstvo OEM med Mercom in Siemensom se je razvilo organsko. »Želeli smo standardizirati na Siemensu, pa tudi dobiti neposredno linijo,« pravi Donaat. »Če smo programirali s TIA in pogoni in naleteli na težavo, smo morali iti skozi redno službo za pomoč uporabnikom. Ko ste razložili, v čem je težava... To se preprosto ne bo zgodilo.«

Zahvaljujoč partnerstvu OEM ima Merco neposreden dostop do strokovnjakov znotraj linije APC. Toda sodelovanje deluje na obe smeri. Merco deluje kot zgodnji uvajalec novih Siemensovih izdelkov, kar je po besedah vodje računa Thomasa Vermeira »značilno za partnerja OEM: sprejema inovacije in pomaga izboljšati.« Ta odprtost zahteva zaupanje in poštenost, poudarja Donaat: »Najprej preizkusimo nove dele v našem laboratoriju in tako rečemo, če nekaj ni zadovoljivo. Zdaj je to resnično partnerstvo.«

Za Merco je trajnost več kot varčevanje z energijo ali odstranjevanje helija. To je tudi v življenjski dobi strojev. »Kupci pričakujejo, da bomo izdelali stroje, ki lahko trajajo 30 let,« pravi Donaat. »Ravno prejšnji teden smo morali zagotoviti rezervni del za stroj iz leta 1979.« Ta dolga življenjska doba zahteva zanesljive komponente in dolgo podporo. »Še vedno obstajajo kupci s kontrolami S5. Za to lahko še vedno dobite nadomestne dele.«

V Evropi je malo proizvajalcev strojev, ki se lahko ujemajo z inovativnimi naravi, ki jo dokazuje Merco Machines.

Thomas Vermeir, Upravitelj računa, Siemens

Nagibi trga

Hibridni tester puščanja ni le še en izdelek: je prehodno orodje. »Naša stranka lahko zdaj preizkusi hibrid ali enega od sto bobnov s helijem, da dokaže, da je njegov postopek pravilen,« pojasnjuje Donaat. »Skoraj ne uporablja helija, lahko pa prepriča svoje kupce.« To je ključnega pomena v konzervativni industriji.

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

»Resnično mislim, da bodo v desetih letih preizkuševalci helija zunaj in jih nadomestili hibridni preizkuševalci,« pravi Donaat. »In morda na koncu hibrid izpade in ostane le vakuumski tester. Potem bo Merco Machines zagotovil, da se helij ne uporablja več v industriji bobnov.«

Koristi na kratko

Drastična reduktivna poraba helija: od 20 mg na boben do naključnega testiranja
Hitrejši preskusni cikel: takojšnje merjenje po principu konstantnega pretoka
Nižji stroški energije: manjše vakuumske črpalke in rekuperacija energije prek pogonov SINAMICS
Nižji obratovalni stroški: ni dragega helija za vsak boben
Prihodnost: orodje za prehod na popolno testiranje brez helija
Zanesljiva tehnologija: Siemens T-CPU in krmilnik pogona za zapletene krmilne procese
Dolga življenjska doba: komponente z 20-30 letno podporo