Skip to main content

Merco Machines тестує барабани без зайвих витрат гелію

Завдяки контролеру приводу SIMATIC компанія Merco Machines розробила гібридний тестер герметичності, що радикально скорочує споживання гелію під час випробування барабанів.

У промисловості з виробництва барабанів існує проблема: кожен барабан необхідно перевіряти на герметичність, проте стандартний метод із використанням гелію є дорогим, енергомістким та не відповідає принципам сталого розвитку. Тому компанія Merco Machines із Мерелбеке-Мелле розробила гібридний тестер герметичності — рішення, що докорінно змінює ринок. Ця машина, оснащена інноваційними технологіями Siemens, дозволяє проводити точне тестування без марнотратного використання дорогоцінного гелію. Донаат Вамбак, співвиконавчий директор, зазначає: «Якщо за 10 років гелієві тестери зникнуть із промисловості, це буде заслугою Merco Machines. Для екологічно свідомого виробника обладнання це є вагомою мотивацією».

Від мильних бульбашок до гелію і назад

Виявлення витоків у барабанах — напрочуд складне завдання. «Найпростіший спосіб — узяти пляшку з мильною водою та змастити нею зварний шов», — пояснює Донаат. «Поява повітряних бульбашок свідчить про наявність витоку. Це досі найточніше рішення з усіх існуючих». Проте такий метод є занадто трудомістким та економічно невигідним.

Тому шукали альтернативи. Перша спроба полягала в тому, щоб виміряти перепади тиску у вакуумі. При цьому досліджувалося, чи була зміна тиску спричинена температурою, чи безпосередньо витоком. Однак цю різницю іноді важко встановити.

Наступним кроком став гелієвий тестер: у кожен барабан впорскують невелику кількість гелію, поміщають його у вакуум і за допомогою спектрометра вимірюють, чи виходить гелій назовні. «Це працює надзвичайно точно, — каже Донаат. — Майже так само добре, як і мильний тест. При цьому не потрібен персонал, а процес можна повністю автоматизувати».

Але був один нюанс. «Сам по собі спектрометр дуже дорогий, як і гелій. Це пов’язано з тим, що запаси гелію на Землі обмежені. Крім того, гелієві тестери в сотні та тисячі разів точніші, ніж того потребує галузь виробництва барабанів. Усе й так трохи протікає. Для більшості застосувань такий рівень точності насправді не є необхідним».

Прорив: вакуумне тестування при постійній швидкості потоку

Тому компанія Merco Machines шукала третій шлях: точніший за старі вимірювачі диференціального тиску, але без споживання гелію, притаманного спектрометричним тестерам. Після років розрахунків та випробувань відповідь знайшли у вакуумних технологіях.

«Ми робимо в основному те саме, що й гелієвий тестер, але не рахуємо частинки. Ми просто стежимо за тиском», — пояснив Донаат. При різниці тиску приблизно 0,6 бар повітря, що виходить через отвір, досягає постійної швидкості. «У цей момент можна одразу визначити наявність витоку. Більше не потрібно чекати».

Саме це відрізняє технологію від звичайних тестерів диференціального тиску, де необхідно спочатку закачати повітря, потім зачекати й лише після цього виміряти падіння тиску. Це займає від 20 до 30 секунд на один барабан. Більше того, у такому разі вимірюється лише перехідне явище, на яке можуть впливати температура або атмосферний тиск. У вакуумному тесті існує прямий зв’язок між тиском та швидкістю потоку. «Ми можемо проводити вимірювання миттєво».

Технологія працює при абсолютному вакуумі 100 мілібарів. «Це вже досить глибокий вакуум, проте він менш екстремальний, ніж той, що потрібен для гелієвого тестування». Переваги: менші насоси, нижче енергоспоживання та легша герметизація.

Merco Machines — Донаат Вамбак

Про компанію Merco Machines

Merco Machines — світовий лідер у галузі машинобудування для промисловості з виробництва барабанів. Компанія, що базується в Мерелбеке-Мелле, налічує 50 співробітників, а її річний обсяг продажів перевищує 15 мільйонів євро.

Якщо за 10 років гелієві тестери зникнуть із промисловості, це буде заслугою Merco Machines. Для виробника обладнання це може бути вагомою мотивацією.
Донаат Вамбак, Співвиконавчий директор, Merco Machines

Від теорії до практики: гібридне рішення

Технічно вакуумний тестер працював ідеально, проте ринок виявився складним бар'єром. «Наші клієнти казали: мої замовники вимагають, щоб кожен барабан проходив гелієве тестування», — розповідає Донаат. «Ми знаємо, що вимоги замовника насправді не є необхідними. Але спробуйте продати машину, яка не може виконати те, що замовник просить у вашого клієнта».

Рішення було прагматичним: гібридний тестер герметичності. «Ми все ж таки встановили спектрометр на нашу машину. Це дозволяє нашому клієнту за бажанням проводити випробування обома способами. Або, наприклад, перевіряти один із сотні барабанів гелієм, щоб довести, що результати тестування справді правильні».

Різниця у споживанні в будь-якому разі колосальна. Традиційний гелієвий тестер використовує 20 міліграмів гелію для кожного барабана. «Якщо клієнт тестує партію зі 100 000 барабанів, які всі мають витоки через помилку у виробничому процесі, весь цех заповнюється гелієм. Усі наступні справні барабани також покажуть хибний результат тестування, оскільки гелій просто перебуватиме в повітрі». На гібридній машині виробник за замовчуванням проводить вакуумні випробування, а гелій використовується лише для контрольних зразків.

Партнери в інноваціях

Для Merco Machines вибір технологій Siemens був не очевидним, а стратегічним. «П’ятнадцять років тому ми повністю стандартизували все на базі Siemens», — каже Донаат. «Як керівник конструкторського бюро, я завжди вважав керування пріоритетом. Зрештою, на початку інженерного процесу необхідно розуміти, як ви збираєтеся чимось керувати».

Така стандартизація має великі переваги. «У нас працюють п'ять програмістів. Якщо кожен тип машини матиме власну програму, у разі поломки або хвороби одразу виникає проблема. Завдяки TIA Portal та бібліотекам ми працюємо стандартизовано. Це було втіленням мрії».

Merco Machines — партнери в інноваціях

Для гібридного тестера герметичності вирішальне значення мав контролер приводу SIMATIC із T-CPU. «Раніше ви мали ПЛК для датчиків і виходів, а на додачу — приводи з власним інтелектом для позиціонування. T-CPU об’єднує це: технології, безпеку та звичайний ПЛК в одному пристрої». Приводи SINAMICS також надзвичайно енергоефективні. «Завдяки спільному контуру постійного струму енергія гальмування переходить від одного вала до іншого для його запуску. Таким чином, ми не втрачаємо теплову енергію. До речі, це реалізовано в усіх наших машинах. Завдяки використанню Siemens наш енергетичний слід значно нижчий, ніж у конкурентів».

Завдяки використанню систем управління Siemens енергоспоживання наших машин значно нижче, ніж у наших конкурентів.
Донаат Вамбак, Співвиконавчий директор, Merco Machines

OEM-партнерство: інновації у співпраці

ППартнерство за моделлю OEM (виробник оригінального обладнання) між Merco та Siemens розвивалося органічно. «Ми хотіли стандартизувати все на базі Siemens, а також отримати прямий канал зв'язку», — каже Донаат. «Коли ми програмували за допомогою TIA та приводів і стикалися з проблемою, нам доводилося звертатися до звичайної служби підтримки. Поки поясниш, у чому суть проблеми... Це просто не працювало».

Завдяки OEM-партнерству компанія Merco має прямий доступ до експертів лінійки APC. Проте така співпраця є двосторонньою. Merco виступає як «ранній послідовник» нових продуктів Siemens, що, за словами менеджера по роботі з клієнтами Томаса Вермейра, «є типовим для OEM-партнера: впроваджувати інновації та допомагати в їхньому вдосконаленні». Така відкритість вимагає довіри й чесності, наголошує Донаат: «Спочатку ми тестуємо нові деталі у власній лабораторії та прямо кажемо, якщо щось нас не влаштовує. Ось це і є справжнє партнерство».

Для Merco сталий розвиток — це більше, ніж просто економія енергії чи відмова від гелію. Це також стосується терміну служби машин. «Клієнти очікують від нас створення машин, здатних працювати 30 років», — зазначає Донаат. «Буквально минулого тижня нам довелося надати запасну частину для машини 1979 року випуску». Такий тривалий життєвий цикл потребує надійних компонентів і довгострокової підтримки. «Досі є клієнти з контролерами S5. І для них усе ще можна отримати запасні частини».

Merco Machines — Томас Вермейр
У Європі небагато виробників обладнання, які могли б зрівнятися з Merco Machines за рівнем інноваційності.
Томас Вермейр, Менеджер по роботі з клієнтами, Siemens

Ринок змінює орієнтири

Гібридний тестер герметичності — це не просто черговий продукт: це інструмент перехідного періоду. «Тепер наш клієнт може проводити тестування гібридним способом або перевіряти гелієм один із сотні барабанів, щоб підтвердити коректність свого техпроцесу», — пояснює Донаат. «Він майже не використовує гелій, але має аргументи для переконання покупців». Це критично важливо в такій консервативній галузі.

Економічні аргументи також переконливі: нижчі витрати (відсутність гелію, менші насоси), менше енергоспоживання та швидше тестування. «Вам більше не потрібно чекати 20 секунд. Ви можете миттєво визначити наявність витоку».

«Я справді вірю, що протягом 10 років гелієві тестери зникнуть, і їх замінять гібридні аналоги», — каже Донаат. «А згодом, можливо, відпаде потреба і в гібридних версіях, і залишиться лише вакуумний тестер. Тоді компанія Merco Machines зможе пишатися тим, що поклала край використанню гелію в промисловості з виробництва барабанів».

Merco Machines — ринок змінює орієнтири

Переваги в двох словах

  • Радикальне скорочення споживання гелію: перехід від використання 20 мг на кожний барабан до вибіркового контролю
  • Прискорення циклу тестування: миттєве вимірювання завдяки принципу сталого потоку
  • Зниження витрат на електроенергію: використання вакуумних насосів меншої потужності та рекуперація енергії за допомогою приводів SINAMICS
  • Зменшення експлуатаційних витрат: відсутність потреби в дорогому гелії для кожного барабана
  • Орієнтація на майбутнє: інструмент для повного переходу на безгелієве тестування
  • Надійна технологія: використання Siemens T-CPU та контролера приводу для керування складними процесами
  • Тривалий термін служби: компоненти з гарантованою підтримкою протягом 20–30 років