Skip to main content

Merco Machines 可在不浪費氦氣的情況下檢測桶槽

藉由 SIMATIC 驅動控制器,Merco Machines 開發出一款混合式洩漏檢測儀,大幅降低桶槽檢測中的氦氣消耗量。

桶槽產業正面臨一個難題:每個桶槽都必須進行洩漏測試,但採用氦氣的標準方法成本高昂、耗能且不可持續。因此,來自梅勒爾貝克—梅勒的 Merco Machines 開發出混合式洩漏檢測儀,這項混合解決方案正顛覆整個市場。這款搭載 Siemens 創新技術的設備,能在不浪費珍貴氦氣的情況下完成精準測試。共同執行長 Donaat Wambacq 表示:「如果十年內氦氣檢測儀從產業中消失,那一定是 Merco Machines 促成的。對於注重環保的機械製造商而言,這足以成為前進的動力。」

從肥皂泡泡到氦氣,再回到起點

要測試桶槽是否洩漏,其實出乎意料地困難。「最簡單的方法是拿一瓶肥皂水,把它塗抹在焊縫上,」Donaat 解釋道。「如果你看到空氣泡泡冒出來,就代表有洩漏。這至今仍是現存最準確的解決方案。」但這種方法耗費人力且成本高昂。

因此,業界開始尋求替代方案。最初的嘗試是在真空環境中量測壓力差,以判斷壓力變化是源自溫度波動還是洩漏。然而,要清楚區分這兩者,有時並不容易。

下一個階段是氦氣測試儀:在每個桶槽注入少量氦氣,將桶槽置入真空環境,再利用光譜儀量測是否有氦氣逸出。Donaat 說道:「這套方法非常精準,幾乎和肥皂水檢漏一樣好。而且不需要任何作業人員,可以完全自動化運作。」

但這其中也有一個問題。「光譜儀本身非常昂貴,而且氦氣也很貴。這是因為地球上的氦氣儲量是有限的。此外,氦氣檢測儀的精度對桶槽產業來說,往往高出了一百倍甚至一千倍。反正任何東西多少都會有點漏,對大多數應用來說,其實根本不需要這麼高的精度。」

突破:恆定流量下的真空檢測

Merco Machines 因此尋找第三條路:要比舊式差壓計更精準,又不必像光譜儀檢測儀那樣消耗氦氣。經過多年的計算與測試,他們在真空技術中找到了答案。

「我們基本上做跟氦氣檢測儀相同的事,只是我們不計算粒子,只看壓力,」Donaat 解釋道。當壓差約在 0.6 巴時,空氣會以穩定的流速從漏點逸出。「在那個瞬間,就能立刻判斷是否有洩漏,不需要再等待。」

這正是它與傳統差壓檢測儀的差異所在——傳統方式必須先抽氣、再等待,最後才測量壓降,每個桶槽就要花上 20 到 30 秒。而且那時測到的只是過渡現象,還可能受到溫度或氣壓影響。而在真空測試中,壓力與流量之間存在直接的關係。「我們可以立即測量。」

這項技術在 100 毫巴的絕對真空下運作。「這已經算是相當深的真空,但比起氦氣檢測所需的程度還不算極端。」優勢在於:可以使用更小的泵浦、降低能耗,並且更容易密封。

Merco Machines — Donaat Wambacq

關於 Merco Machines

Merco Machines 是全球桶槽產業機械工程領域的領導者。這家總部位於梅勒爾貝克—梅勒的公司擁有 50 名員工,年營業額超過 1,500 萬歐元。

如果十年內氦氣檢測儀從產業中消失,那一定是 Merco Machines 促成的。對於一家機械製造商而言,這足以成為前進的動力。
Donaat Wambacq, 共同執行長, Merco Machines

從理論到實踐:混合式解決方案

在技術上,真空檢測儀的表現十分完美,但市場卻是一個頑固的障礙。「客戶對我們說:我的客戶要求每個桶槽都要用氦氣檢測,」Donaat 說道。「我們知道,其實那個客戶所要求的並非必要。但要推銷一台無法做到對方客戶要求的機器,談何容易。」

我們的解決辦法很務實:混合式洩漏檢測儀。「所以我們還是在機器上加了一套光譜儀。這樣一來,如果我們的客戶願意,就可以同時採用兩種方式檢測;或者,例如在每百個桶槽中抽出一個用氦氣檢測,來證明他所做的檢測結果確實正確。」

消耗量上的差異本來就很巨大。傳統氦氣檢測儀每測一個桶槽要用掉 20 毫克氦氣。「假如某批十萬個桶槽因生產失誤全都漏氣,整個廠房就會充滿氦氣。接下來那些沒問題的桶槽,也會因為空氣中充斥氦氣而測出錯誤結果。」有了混合式機器,生產者預設使用真空檢測,氦氣只用來抽樣檢查。

創新合作夥伴

對 Merco Machines 來說,選擇 Siemens 的技術並非理所當然,而是策略性的決策。「十五年前,我們全面改用 Siemens 的系統,」Donaat 說。「身為研發辦公室的主管,我一直把控制視為首要。畢竟,在工程流程一開始,你就得先知道要如何控制某個系統。」

這種標準化帶來很大的優勢。「我們有五名程式設計師。如果每種機器都有自己獨立的一套程式,一旦有人請假或設備故障,馬上就會出問題。透過 TIA Portal 與函式庫,我們用標準化的方式工作。這簡直是夢想成真。」

Merco Machines — 創新合作夥伴

對於混合式洩漏檢測儀來說,配備 T-CPU 的 SIMATIC 驅動控制器至關重要。「過去你得用 PLC 處理感測器與輸出訊號,另外再配備具有獨立運算能力的驅動器來做定位控制。T-CPU 把這些整合在一起:技術功能、安全機制與一般 PLC 全在一個平台上。」SINAMICS 驅動器也非常節能。「由於共享直流母線,煞車能量會從一根軸傳到另一根軸來重新啟動。因此,我們不會流失熱能。這在我們所有的機器中都是如此。藉由採用 Siemens 的技術,我們的能源足跡遠低於競爭對手。」

藉由採用 Siemens 的控制系統,我們機器的能源足跡明顯低於競爭對手。
Donaat Wambacq, 共同執行長, Merco Machines

OEM 合作夥伴關係:攜手創新

Merco 與 Siemens 之間的 OEM 合作夥伴關係是自然發展而成的。「我們希望全面採用 Siemens 的系統,同時也能有一條直通管道,」Donaat 說道。「以前,如果用 TIA 和驅動器做程式設計遇到問題,我們得走一般客服中心。等你解釋完問題是什麼……那根本緩不濟急。」

多虧了 OEM 合作夥伴關係,Merco 可以直接聯絡 APC 部門的專家。但這種合作是雙向的:Merco 扮演 Siemens 新產品的早期採用者,而根據客戶經理 Thomas Vermeir 的說法,「這正是 OEM 合作夥伴的典型特質:擁抱創新,並協助加以完善。」Donaat 強調,這種開放態度需要信任與真誠:「我們會先在實驗室裡測試新零件,如果效果不盡理想,也會直言不諱。這才是真正的合作夥伴關係。」

對 Merco 而言,永續不僅是節能或淘汰氦氣,更關乎機器的使用壽命。「客戶期望我們製造的機器能用上 30 年,」Donaat 說。「就在上週,我們還得為一台 1979 年的機器提供備用零件。」如此長的使用年限,仰賴可靠的元件與長期的支援。「現在仍有客戶在使用 S5 控制系統,而我們依然能為他們提供備品。」

Merco Machines - Thomas Vermeir
在歐洲,能與 Merco Machines 所展現的創新特質相匹敵的機械製造商寥寥無幾。
Thomas Vermeir, 客戶經理, Siemens

市場趨勢轉變

混合式洩漏檢測儀不僅是另一款產品,更是一項過渡工具。「我們的客戶現在可以採用混合模式檢測,或每百個桶槽中抽一個用氦氣測試,來證明他的生產流程是正確的,」Donaat 解釋道。「他幾乎不再使用氦氣,卻能說服他的買家。」這在保守的產業中至關重要。

經濟方面的理由同樣具說服力:成本更低(無需氦氣、泵浦更小)、能耗更少、檢測速度更快。「你不再需要等 20 秒,而是能立刻判斷是否有洩漏。」

「我真地認為,十年內氦氣檢測儀會被淘汰,改由混合式檢測儀取代,」Donaat 說。「也許到了最後,連混合式也會退場,只剩下真空檢測儀。到那時,Merco Machines 就算完成了使命——使氦氣在桶槽產業中徹底消失。」

Merco Machines — 市場趨勢轉變

優勢一覽

  • 氦氣用量大幅降低:從每桶槽 20 毫克降至僅抽樣檢測
  • 測試週期更快:透過恆定流量原理,可即時量測
  • 能源成本更低:採用更小的真空泵浦,並透過 SINAMICS 驅動器回收能量
  • 營運成本更低:每桶槽不再需要昂貴的氦氣
  • 未來可持續升級:作為邁向全面無氦檢測的過渡工具
  • 技術可靠:採用 Siemens T-CPU 與驅動控制器,應對複雜的控制流程
  • 使用壽命長:元件享有 20–30 年的支援服務