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Merco Machines 实现钢桶无氦气损耗检测

借助 SIMATIC Drive Controller,Merco Machines 研发出一款混合泄漏检测仪,可大幅降低钢桶检测过程中的氦气消耗。

钢桶行业存在一个问题:每只钢桶都必须进行泄漏检测,但采用氦气的标准检测方法成本高昂、能耗大且不可持续。因此,来自梅雷尔贝克-梅勒的 Merco Machines 公司开发了混合式泄漏检测仪,这一混合解决方案正在颠覆市场。这款搭载了创新Siemens技术的设备,能够在不浪费珍贵氦气的情况下实现精准检测。联合首席执行官 Donaat Wambacq 表示:“如果氦气检测仪在10年内从该行业消失,Merco Machines 将为此贡献力量。对于一家具有环保意识的设备制造商而言,这可以成为一种动力。”

从肥皂泡到氦气再回归革新

钢桶泄漏检测的难度出乎意料。Donaat 解释说:“最简单的方法是拿一瓶肥皂水涂抹在焊缝上,如果看到气泡,就说明存在泄漏。这仍然是目前最精准的解决方案。”但这种方法人力成本高,难以承受。

因此,人们开始寻找替代方案。最初尝试的是在真空中测量压差,判断压力变化是由温度还是泄漏引起,但这种区分有时很难做到。

下一步是氦气检测仪:向每只钢桶注入少量氦气,将钢桶置于真空环境中,使用光谱仪测量是否有氦气泄漏。多纳特说:“这种方法精度极高,几乎和肥皂水检测一样好。无需人工操作,可实现完全自动化。”

但存在一个缺点。“光谱仪本身非常昂贵,氦气也价格不菲,这是因为地球上的氦气储量有限。此外,氦气检测仪的精度对于钢桶行业来说高出一百到一千倍。无论如何,任何物体都会有轻微泄漏,对于大多数应用而言,这种精度实际上并无必要。”

技术突破:恒流量真空检测。因此,

Merco Machines 寻求第三种方案:精度高于传统压差检测仪,又无需消耗光谱仪检测所需的氦气。经过多年的计算与测试,他们在真空技术中找到了答案。

Donaat 解释说:“我们的操作原理与氦气检测仪基本相同,但不计数粒子,只监测压力。”在约 0.6 巴的压差下,通过泄漏点的空气会达到恒定速度。“此时可以立即判断是否存在泄漏,无需再等待。”

这就是它与传统压差检测仪的区别所在,传统设备必须先抽气、再等待,之后才能测量压降,每只钢桶需要 20 到 30 秒。此外,这样测量的只是过渡现象,容易受温度或气压影响。而在真空检测中,压力与流量之间存在直接关系,“我们可以立即进行测量”。

该技术在 100 毫巴绝对真空下运行。“这已经是相当高的真空度,但比氦气检测所需的真空条件要温和。”其优势在于:泵体更小、能耗更低、密封更简便。

Merco Machines - Donaat Wambacq

关于 Merco Machines

Merco Machines 是钢桶行业机械工程领域的全球领先企业。公司总部位于梅雷尔贝克 - 梅勒,拥有 50 名员工,年销售额超过 1500 万欧元。

如果氦气检测仪在 10 年内退出行业,Merco Machines 将为此贡献力量。这足以成为一家设备制造商不断前行的动力。
Donaat Wambacq, 联合首席执行官, Merco Machines

从理论走向实践:混合式解决方案

真空检测仪在技术层面已臻完善,但市场推广却面临巨大阻力。Donaat 表示:“我们的客户称,他们的下游客户要求每只钢桶都必须经过氦气检测。我们清楚对方的实际需求并非如此,但要推销一台无法满足客户要求的设备,难度可想而知。”

为此,公司给出了务实的解决方案 —— 混合式泄漏检测仪。“因此我们还是在设备上加装了光谱仪,客户可根据需求选择两种检测方式,例如每 100 只钢桶抽取 1 只采用氦气检测,以验证检测结果的准确性。”

二者的资源消耗差异十分显著。传统氦气检测仪每检测一只钢桶需消耗 20 毫克氦气,“如果客户因生产流程失误导致一批 10 万只钢桶全部泄漏,整个车间都会充满氦气,即便后续产品合格,检测结果也会因空气中的氦气而出现偏差。” 而采用混合式设备,生产商默认使用真空检测,氦气仅用于抽样检测。

创新合作伙伴

对 Merco Machines 而言,选用 Siemens 技术并非偶然,而是基于战略考量。多纳特介绍:“15 年前,我们就全面采用 Siemens 标准。作为研发部门负责人,我始终将控制技术视为核心。毕竟在工程设计初期,就必须明确设备的控制方案。”

这种标准化带来诸多优势。“我们拥有 5 名程序员,如果各类设备采用独立程序,一旦出现故障或人员请假就会陷入困境。借助 TIA Portal 和程序库,我们实现了标准化作业,这正是我们一直以来的目标。”

Merco Machines—创新合作伙伴

对于混合式泄漏检测仪而言,搭载 T-CPU 的 SIMATIC Drive Controller 至关重要。“以往需要独立 PLC 处理传感器和输出信号,再搭配具备智能定位功能的驱动设备,而 T-CPU 将工艺控制、安全功能与常规 PLC 集成于一体。”SINAMICS 驱动系列还具备出色的节能效果,“得益于共享直流母线,制动产生的能量可直接传递至另一根轴用于启动,不会造成热能损耗。我们所有设备均采用这一技术,通过使用 Siemens 产品,设备的能耗足迹远低于同行竞品。”

通过采用 Siemens 控制系统,我们设备的能耗足迹显著低于竞争对手。
Donaat Wambacq, 联合首席执行官, Merco Machines

OEM 合作:携手创新

Merco 与 Siemens 之间的 OEM 合作是自然发展形成的。Donaat 表示:“我们希望采用 Siemens 标准,同时也希望建立直接沟通渠道。过去我们在使用 TIA 编程和驱动产品时遇到问题,只能通过常规服务台处理,等把问题描述清楚,效率实在太低。”

得益于 OEM 合作,Merco 可以直接联系 APC 部门的专家,而且这种合作是双向的。Merco 作为 Siemens 新产品的早期采用者,客户经理 Thomas Vermeir 指出:“这正是 OEM 合作伙伴的典型表现:积极拥抱创新并协助完善产品。”Donaat 强调,这种开放态度需要信任与坦诚:“我们会先在实验室测试新零部件,如果有不满意的地方也会如实反馈,这才是真正的合作伙伴关系。”

对 Merco 而言,可持续发展不仅仅是节能或减少氦气使用,还体现在设备的使用寿命上。Donaat 说:“客户希望我们制造的设备能使用 30 年,就在上周,我们还为一台 1979 年的设备提供了备件。” 如此长的使用寿命需要可靠的零部件和长期的技术支持,“目前仍有客户在使用 S5 控制系统,相关备件至今仍可供应。”

Merco Machines - Thomas Vermeir
在欧洲,很少有机械设备制造商能具备 Merco Machines 所展现的创新实力。
Thomas Vermeir, 客户经理, Siemens

市场变革

混合式泄漏检测仪并非一款普通产品,而是行业转型的关键工具。Donaat 解释道:“我们的客户现在可以采用混合检测模式,或是每一百只钢桶抽取一只使用氦气检测,以证明其工艺流程合格,几乎不消耗氦气,却能让下游客户信服。” 在这个保守的行业中,这一点至关重要。

其经济效益极具说服力:成本更低(无需氦气、泵体体积更小)、能耗更少、检测更快。“无需再等待 20 秒,是否泄漏可立即判断。”

“我坚信,10 年内氦气检测仪将被淘汰,由混合式检测仪取代,”Donaat 表示,“或许最终混合模式也会淡出,仅保留真空检测仪,届时,Merco Machines 将推动钢桶行业彻底告别氦气检测。”

Merco Machines——引领市场变革

核心优势概览

  • 氦气消耗量大幅降低:从每只钢桶 20 毫克降至随机抽样检测
  • 检测周期更快捷:基于恒流量原理实现即时检测
  • 能源成本更低:真空泵体积更小,并通过 SINAMICS 变频器实现能量回收
  • 运营成本更低:无需为每只钢桶使用昂贵氦气
  • 面向未来:可向全无氦检测过渡的转型工具
  • 技术可靠:采用 Siemens T-CPU 与驱动控制器,胜任复杂控制流程
  • 使用寿命长:提供 20–30 年零部件技支持