Dichtheitsprüfung von Kanistern und Kunststofffässern

Blaues Fass
Beispiel für ein typisches Kunststofffass (Drum). (Foto: Oil and Gas Photographer/Shutterstock.com)

Mit Prüfgeräten der CETA Testsysteme GmbH, integriert in einen Prüfstand der sab Burkhardt GmbH, ist für einen namhaften Hersteller der Verpackungsindustrie eine flexible Lösung für die Dichtheitsprüfung von Kanistern (Jerrycans) und Kunststofffässern (Drums) entwickelt worden und wird nun erfolgreich in der Produktionslinie eingesetzt.

Kanister und Kunststofffässer werden in einem Blasformverfahren hergestellt. Die anschließende Wägung und Dichtheitsprüfung der noch warmen Produkte dienen der Qualitätskontrolle vor der Auslieferung.

Viele derzeit im Einsatz befindliche Dichtheitsprüfstände wurden individuell entwickelt. Übergeordnete Steuerungen steuern und kontrollieren die mechanische Adaption, die pneumatischen Ventile zur Befüllung der Produkte und werten die mit Drucksensoren ermittelten Druckänderungen aus. Vielfach wird nur zwischen Gut- und Schlechtteilen unterschieden.

Dieses war auch die Ausgangssituation bei diesem Projekt. Die langjährig im Einsatz befindliche Prüfstation sollte gegen eine neue und hinsichtlich der Funktionalität deutlich erweiterte Anlage abgelöst werden.

Die besonderen Herausforderungen

Gefordert waren eine flexible Lösung für unterschiedliche Produktvarianten, die Erhöhung der Präzision der Messungen, der Einsatz von Prüftechnik mit rückführbarem Kalibrierzertifikat sowie die Dokumentation von Messwerten. Zudem sollte es möglich sein, sowohl warme als auch bereits erkaltete Produkte zu prüfen. Bisher wurden diese als Ausschuss ausgeschleust.

Prüfstand und Prüftechnik

Die Universallösung umfasst die Prüfung unterschiedlicher Produkte mit unterschiedlichen Bauhöhen und Volumina (zwischen zehn bis 220 Liter). Die Standardisierung des Prüfprozesses erfolgt durch den Einsatz eines Dichtheitsprüfgeräts vom Typ CETATEST 715 LV, das speziell für die Dichtheitsprüfung großvolumiger Verpackungen geeignet ist. Nach dem Startimpuls der Anlagensteuerung steuert das Prüfgerät den kompletten Prüfablauf. Dynamisch wird bei der Befüllung der Prüfdruck im Inneren des Prüfteils kontrolliert. Ist der Sollwert erreicht, schließen sich die Stabilisier- und Messphase an. Der leckagebedingte Druckverlust wird gemessen und die Messwerte an die übergeordnete Steuerung übertragen.

Prüfstand

Prüfstand mit integriertem Dichtheitsprüfgerät CETATEST 715 LV zur Dichtheitsprüfung von Kanistern und Kunststofffässern.
(Foto: sab Burkhardt GmbH)

Über ein HMI können die Programme für die verschiedenen Produktvarianten eingeben und verwaltet werden (Rezeptverwaltung). Diese Daten werden über die bidirektionale Profinet-Schnittstelle an das Dichtheitsprüfgerät übertragen. Dadurch kann ein Ersatzgerät innerhalb kürzester Zeit eingebunden werden. Die Messwerte werden aufgezeichnet, wodurch die Dokumentation der Produktqualität unterstützt wird.

Prüfung und Leistungsdaten

Über eine Öffnung der Adaption wird das Produkt mit Druckluft befüllt. Staudruckeffekte erschweren die präzise Überwachung des Prüfdrucks in der Befüllleitung. Deshalb wird über eine zweite Öffnung der Prüfdruck kontrolliert. Zudem kann ein Kalibriernormal über ein pneumatisch angesteuertes Ventil in den Messkreis hinzugeschaltet werden, wodurch der Prüfstand in regelmäßigen Abständen überprüft werden kann.

Durch das Blasformverfahren 60 bis 80° C warme und auch kalte Produkte (wie z. B. nach Produktionsstillstand) können aufgrund unterschiedlicher temperaturbedingter Druckänderungen das Messergebnis verfälschen. Die Temperatur des Produkts wird aus diesem Grund mit einem Sensor gemessen. In Abhängigkeit von der Temperatur wird ein passend parametriertes Prüfprogramm ausgewählt und über Profinet dynamisch an das Prüfgerät übertragen.

Bei Prüfdrücken im Bereich von 100 mbar ist eine Erkennung von Löchern bis zu minimal 0,4 Millimeter Durchmesser prozesssicher möglich. Die Gesamtprüfzeit inklusive der Turbobefüllung bei großvolumigen Produkten liegt bei kalten und warmen Produkten in Abhängigkeit vom Prüfvolumen zwischen fünf und 30 Sekunden.

Dr. Joachim Lapsien Ceta Testsysteme„Die Dichtheitsprüfung großvolumiger Produkte im Produktionsprozess in akzeptablen Gesamtprüfzeiten und die Erkennung kleinster Löcher sind eine messtechnische Herausforderung.“ Dr. Joachim Lapsien, Vertriebsleiter der CETA Testsysteme GmbH, Hilden

Das Profil der Realisierer

Die CETA Testsysteme GmbH ist Hersteller physikalischer Prüfgeräte („Made in Germany“) und verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung im Bereich der industriellen Dichtheitsprüfungen und Durchflussmessungen in der Produktionslinie. Kunden aus einer Vielzahl von Industriebereichen setzen die Prüfgeräte zur Produktionsabsicherung ein. Im Bereich der Verpackungsindustrie können neben großvolumigen Verpackungen (IBC, Kanister, Fässer) auch Komponenten wie Absperrhähne, Anschlüsse, Verbindungen, Sicherheitsventile, Druckausgleichselemente, Leitungen und Verschlüsse auf Dichtheit bzw. Durchfluss geprüft werden.Das Unternehmen ist nach DIN ISO 9001 zertifiziert, und seit 2004 ist das Kalibrierlaboratorium für die Messgröße Druck nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert (D-K-19566).Weltweit sind mehrere Tausend CETA-Prüfgeräte im Einsatz, die durch internationale Vertretungen standortnah betreut werden.

Die Firma sab Burkhardt GmbH ist seit 1991 auf dem Gebiet der Steuerungs- und Automatisierungstechnik mit großem Erfolg tätig. Das Leistungsspektrum umfasst die Projektierung und Realisation kompletter Anlagen von der einfachen Vorrichtung bis hin zu komplexen Fertigungsanlagen. Ein weiterer Schwerpunkt sind die Automatisierung und Modernisierung vorhandener Steuerungen bzw. deren Neukonzeption (Retrofit).

www.cetatest.com

www.sab-burkhardt.de