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Gasflaschenprüfung goes smart

Wie Industrie 4.0 das Gasflaschengeschäft verändert

Die digitale Transformation ist unter anderem für die Veränderung der Industrie verantwortlich, so wie die industrielle Revolution die Produktion beeinflusst hat.

Als Antwort zur digitalen Welt, stellt sich die Gasindustrie der Herausforderung und entwickelt ausgereifte Prozesse, um die richtigen Produkte zum richtigen Preis an die richtige Stelle zu liefern.

Insbesondere das Aufkommen der sogenannten Industrie 4.0 und verwandter Technologien hat zu einer weiteren Optimierung der gesamten Gasflaschenindustrie geführt, die das Produktivitätsniveau erhöht, die Fertigungs- und Prüfgeschwindigkeit vervielfacht und ganz allgemein neue Horizonte in der Grossserienfertigung und Qualitätskontrolle eröffnet. Daraus ergibt sich ein deutlicher Wettbewerbsvorteil für Unternehmen, die fähig und bereit sind, technologische Innovationen einzuführen.

Internet der Dinge (IoT) und Smart Blocks

In einer Welt, in der bereits selbstfahrende Autos in Betrieb sind, Konzepte für die automatische Warenauslieferung ausgearbeitet werden und vollautomatische Lager zu finden sind, beginnen die Unternehmen der Gasflaschenindustrie mit dem Bau vollautomatischer Prüfanlagen, die den Anforderungen der zuständigen nationalen Behörde erfüllen. Das Hauptmerkmal der einzelnen Module dieser Stationen ist die perfekte Integration in den Prozessablauf der Anlagen. Diese komplexen Maschinen interagieren in optimaler Weise mit allen beteiligten Einheiten, d.h. der Produktionsumgebung, der Informationstechnologie und dem Prüfpersonal, und bieten so dem Eigentümer den maximalen Wert. IoT (das Netzwerk von physischen Geräten, industriellen Gadgets und anderen Gegenständen, die in das Objekt der Produktionsumgebung eingebettet sind) hat es ermöglicht, jeden Produktionsblock in ein "intelligentes" System zu verwandeln. Mehrere lokale Netzwerke mit dedizierter Zweckbestimmung verbinden jeden Block, und ein globales Netzwerk verbindet das System mit dem Internet und ermöglicht den Fernzugriff zur Fehlerbehebung, die mühelose Durchführung von Software-Updates und die Schulung des neuronalen Hintergrundnetzes, wobei die Widerstandsfähigkeit des Systems gegen Cyber-Angriffe durch die Verwendung von VPN-Modulen erhalten bleibt.

Ultraschallprüfung von Gasflaschen

Die zerstörungsfreie Prüfung (NDT) ist im Allgemeinen für Komponenten erforderlich, bei denen sich im Laufe der Zeit durch Verschleiss Fehler zeigen und deren Einsatz regelmäßigen, gesetzlich vorgeschriebenen Prüfungen unterliegen.

Gasflaschen fallen unter diese Kategorie. In der Vergangenheit wurden Druckgasflaschen mit Hilfe von Wasserdruck geprüft, was häufig zu einer unerwünschten Gasfreisetzung, verunreinigtem Wasser usw. führte. Dies erforderte eine Behandlung und weitere Reinigungsprozesse, um die Flasche wieder in ihren Betriebszustand zu bringen.

Genaue Studien haben gezeigt, wie die Ultraschallprüfung in der Lage ist, sicherheitsrelevante Fehler an nahtlosen Gasflaschen zu finden, Fehler, die mit der herkömmlichen Wasserdruckprüfung unentdeckt bleiben würden. Die Norm ISO 6406 zuerst und ISO 18119 später, erlaubte es, die Wasserdruckprüfung durch eine Ultraschallprüfung UT zu ersetzen. Bei dieser Technik wird der Zylinder um seine Achse gedreht, während die Ultraschallsensoren die Außenfläche des Zylinders prüfen und Fehler (Risse, Korrosionsgruben, Laminierungen) sowie die verbleibende Wandstärke des Zylinders an allen Punkten entlang der parallelen Wand erkennen.

Mit der Informatisierung, Digitalisierung und Vernetzung von Gasflaschen-Prüfwerken, wird die Ultraschallprüfung sehr wichtig, indem es die für die Rückmeldung in einer vernetzten Produktionsumgebung erforderliche Datenbank bereitstellt. Die Prüfergebnisse müssen einer vernetzten Produktionsumgebung so zur Verfügung stehen, dass sie für Rückkopplungsschleifen ausgewertet werden können, die Prüfbarkeit muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden, und die Zuverlässigkeit der Prüfaussagen wird immer wichtiger werden. 

Die nahtlose Integration von vollautomatischen Ultraschallprüfsystemen in den Geschäftsprozess des

Eigentümers beinhaltet:

  • Vollautomatische Zylinderdatenerfassung, Gewichtskontrolle, UT-Prüfung, Nachprüfdatumsstempelung und Berichterstellung gemäß den Anforderungen von ADR/RID
  • Vollständige Integration in die IT-Infrastruktur des Kunden durch eine Datenbankschnittstelle
  • Vollständige Integration in den Materialfluss des Kunden durch markierte Behälter
  • Intuitive, anwendungsorientierte HMI, die einfache Bedienerinteraktion von komplexen mehrstufigen Wiederholungsprüfungen abstrahiert
  • Fernfehlerbehebung, Software-Rollout, Konfiguration des Maschinenverhaltens und neuronales Training von Bildverarbeitungssystemen


All dies führt zu

  • Maximierte Produktivität
  • Minimierter Verwaltungsaufwand
  • Minimierter Personalbedarf
  • Minimierter Schulungsaufwand für das Bedienpersonal

Die Produktefamilie und Marke Autosonic™ der Swiss Safety Center AG bietet automatische und vollautomatische Ultraschallprüfanlagen für die erstmalige und/oder wiederkehrende Prüfung von Druckbehälter an, welches den wichtigsten internationalen Normen und Standards entspricht. Autosonic™ kann vollständig in Produktionsanlagen und/oder in Prüfwerken integriert werden.

Autosonic™mini+ Auto zum Beispiel, ist eine Stand-Alone-Maschine der neuen Generation speziell entwickelt, um CO2-Gasflaschen für die Lebensmittelindustrie zu prüfen. Dieses System integriert alle Schlüsselkomponenten der Industrie 4.0: Eine Roboterinsel wird für das Be- und Entladen der Zylinder eingesetzt. Die Zylinder laufen auf einzelnen Trägern auf einem Förderband, die mit einer Radiofrequenz-Identifikation (RFID) versehen sind, so dass es immer möglich ist, sie in jeder Phase der automatischen Linie zu identifizieren. In der Anlage sind weiter eine Wiegestation, eine Ultraschall-Prüfstation, eine Markierungsstation sowie mehrere Smart Vision-Stationen zur Datenerfassung, Steuerung und Verifizierung integriert. Dies führt zu einem hohen Durchsatz mit minimalem Personalaufwand. Zur Erfassung der Zylinderdaten wird ein mehrfaches 3D-Laser-Vision-System verwendet, das von einer auf einem neuronalen Netzwerk basierenden optischen Zeichenerkennung (OCR) gespeist wird. Die Ultraschallprüfstation wird von einem OEM (Original Equipment Manufacturer) betrieben, und eine benutzerfreundliche Prüfsoftware wurde entwickelt und verfeinert, um eine schnelle und zuverlässige Interpretation der Ergebnisse zu ermöglichen.

Als Beispiel für vollständig in Produktionslinien integrierte Systeme sei die Autosonic™ flow erwähnt:

Diese Maschine wird in vertikalen Produktionslinien eingesetzt. Der Transport der Zylinder innerhalb der Linie erfolgt mit dem Fördersystem des Eigentümers. Das Be- und Entladen der Zylinder erfolgt automatisch durch einen Roboter. Die Lackentfernung (Sandstrahlen, Bürsten), das Nachlackieren und die Ultraschallprüfung erfolgen vollautomatisch. Jeder Zylinder wird in der Linie verfolgt, und die Interaktion zwischen den verschiedenen Blöcken sorgt für den richtigen Datenfluss. Behälterdaten, die vor der Ultraschallprüfung benötigt werden, werden von der Hauptsteuereinheit verarbeitet, die auch Informationen von den verschiedenen Blöcken sammelt, um die Zylinderdatenbank aufzufüllen. Zusätzliche Informationen über die UT-Prüfungen werden direkt in der Datenbank des UT-Systems gespeichert, die sich auf dem Server des Eigentümers befindet, um den Zugriff von entfernten Arbeitsstationen zu gewährleisten.

Dieser Betriebsmodus ermöglicht die Übermittlung von Betriebsinformationen an den Partner und an die Unterhaltstechniker, liefert den Status der Produktionslinie und Empfehlungen für Anpassungen zur besseren Verwaltung der Betriebskosten, verfolgt Verschlechterungen der Bauteile und schließlich stellt er die richtigen Ressourcen für die vorbeugende Wartung bereit.

Bestandskontrolle, Lagerung und Ersatzteile können jetzt durch eine Ressourcenplanung verwaltet werden. Eine Unterschätzung der Nachfrage bedeutet, dass das Produkt zu dem Zeitpunkt ausläuft, zu dem die Kundennachfrage am höchsten ist, was die Einnahmen eines Unternehmens verringert und gleichzeitig die Kundenbeziehungen beeinträchtigt. Eine Überschätzung der Nachfrage bedeutet, dass Unternehmen im Voraus in eine Menge zusätzlicher Bestände investieren müssen, die dann nicht schnell in einen Gewinn umgewandelt werden können.