12 décembre 2013 |
Oberflächen POLYSURFACES 04/2013 |
Traitement mécanique de surfaces
Long Life-Strahlturbinen erhöhen Leistung und Anlagenverfügbarkeit
Des revêtements microstructurés permettent de nouvelles et performantes applications. La société Sulzer Metco a développé des procédés de pulvérisation de suspensions, permettant de produire ce genre de revêtement à l’aide de techniques thermiques à faible coût. Les premiers résultats montrent le haut potentiel de cette nouvelle technologie pour des applications exigeantes, telles que les couches d’isolation thermique ou les piles à combustibles à oxyde solide.
Produktionsanlagen in der Oberflächentechnik, vor allem mehrschichtig betriebene Strahlanlagen, unterliegen zwangsläufig einem gewissen Verschleiss. Daraus resultieren oft lange Stillstandszeiten der Anlagen, Produktionsausfälle, ein immenser Instandhaltungsaufwand und entsprechend hohe Betriebskosten. Ein weiterer Kostentreiber ist der häufig unnötig hohe Energieverbrauch der eingesetzten Anlagen. Eine Anlagenmodernisierung ist in diesen Fällen vielfach eine Möglichkeit, bestehende Anlagen auf den Stand der Technik zu bringen und die Wirtschaftlichkeit deutlich zu erhöhen.
Die Rösler Oberflächentechnik GmbH hat dafür mit TuneUp einen Unternehmensbereich geschaffen, der sich ausschliesslich mit der Optimierung beziehungsweise dem Retrofit bestehender Strahlanlagen beschäftigt – und das herstellerunabhängig. Dies beinhaltet auch die Nachrüstung mit Rutten-Long Life-Strahlturbinen, für die Rösler Patentinhaber, Hersteller und alleiniger Produkt- und Ersatzteillieferant ist. Diese konkurrenzlosen Hochleistungsturbinen sind mit Curved-C- und Gamma-Y-Wurfschaufeln verfügbar. Letztere zeichnen sich durch zwei Arbeitsflächen aus, die in Y-Form angeordnet sind und das Strahlen in beide Drehrichtungen ermöglichen.
Die Modernisierung beziehungsweise Optimierung stellt häufig eine kostengünstige Alternative zur Investition in eine neue Strahlanlage dar: unabhängig davon, ob es um den Austausch der Strahlturbinen, einen verbesserten Verschleissschutz oder eine zusätzliche Peripherieausrüstung geht.
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Turbinenstandzeit stark erhöht und Ersatzteilkosten verringert
Für eine Anlagenmodernisierung bei SSAB Emea in Oxelösund entschied sich auch die schwedische SSAB AB, einer der global führenden Hersteller hochfester Stähle. Das Unternehmen mit rund 8100 Mitarbeitern in 45 Ländern produzierte 2012 rund 5,5 Mio t Rohstahl. Das Werk Oxelösund zählt zu den weltweit bedeutendsten Produzenten von vergütetem Stahl, wobei auf der Produktionslinie 2 überwiegend verschleissfeste Hardox-Bleche hergestellt werden. Vor dem Vergüten erfolgt ein Strahlprozess, für den die Linie mit zwei Strahlanlagen ausgestattet ist. Weitere zwei Strahlanlagen befinden sich in der Lackierstrasse.
Für einen reibungslosen Betrieb der Produktionslinie sorgen fünf Instandhaltungsteams, die abwechselnd an sieben Tagen in der Woche rund um die Uhr im Einsatz sind. «Bei unseren vier Strahlanlagen von drei verschiedenen Herstellern waren die Originalturbinen sehr verschleissanfällig. Dies verursachte einen enormen Wartungsaufwand mit entsprechend langen Ausfallzeiten und hohen Ersatzteilkosten. Zudem kam es vor, dass eine Turbine zerbarst und dabei noch Schaden an den anderen Turbinen in der Strahlkammer anrichtete. Wir haben deshalb alle Strahlanlagen mit Rutten-Long Life-Strahlturbinen nachgerüstet», erklärt Kent Forslund, Instandhaltungsmanager der Produktionslinie 2 und in dieser Funktion nicht nur für die Planung der Instandhaltung, sondern auch für deren Wirtschaftlichkeit verantwortlich.
Insgesamt wurden bei den vier Strahlanlagen 32 Originalturbinen durch Rutten-Long Life-Strahlturbinen mit einer Leistung von jeweils 22 kW ersetzt. Dass die Entscheidung auf die Hochleistungsturbinen in Gamma-Y-Ausführung fiel, hatte gute Gründe. Dazu zählt die mit 30000 bis 40000 Strahlstunden extrem lange Standzeit der Wurfschaufeln. Herkömmliche Turbinen erreichen durchschnittlich etwa 2000 Strahlstunden. «Der Verschleiss bei diesen Turbinen ist extrem gering, so dass sich der Instandhaltungsaufwand und die wartungsbedingten Ausfallzeiten der Strahlanlagen deutlich verringert haben. Zudem sparen wir etwa 50% der bisherigen Ersatzteilkosten ein», berichtet Kent Forslund.
Einen Beitrag zur Erhöhung der Produktivität leistet das spezielle Design der patentierten Wurfschaufeln, das für eine sehr flüssige Bewegung des Strahlmittels sorgt. In Kombination mit der optimierten Strahlmittelübergabe werden im Vergleich zu herkömmlichen Turbinen bei identischer Drehzahl und gleichem Durchmesser ein höherer Strahlmitteldurchsatz und eine höhere Abwurfgeschwindigkeit erzielt. Daraus resultieren ein verbessertes Strahlergebnis in kürzerer Bearbeitungszeit sowie ein reduzierter Strahlmittelverbrauch. «Ich denke, dass wir durch den Austausch die turbinenbedingte Ausfallzeit der Anlagen um mindestens 90% verringert haben», resümiert Kent Forslund zufrieden.
Grosse Energieeinsparung
Ein weiterer Aspekt ist die Energieeinsparung. Diese ergibt sich ebenfalls durch den höheren Wirkungsgrad: Das erforderliche Bearbeitungsergebnis lässt sich beim Einsatz von Long Life-Turbinen mit geringerer Antriebsleistung und damit reduziertem Energieverbrauch erreichen. Dies war ein ausschlaggebender Grund, dass sich die Giesserei Heunisch GmbH für ein Retrofit entschied. Das Unternehmen produziert an vier Standorten Bauteile im Eisen- und Aluminium-Kokillenguss, wobei das Leistungsspektrum von der Konstruktionsberatung bis zur Oberflächenbehandlung reicht. Effiziente Prozesse sichern dabei die Wettbewerbsfähigkeit der Giesserei.
Im Werk Steinach, in dem vor allem handgeformte Gussteile aus GJL, GJS und NI-Resist für die Antriebs- und Marinetechnik sowie den Maschinen-, Kompressoren- und Armaturenbau gefertigt werden, hat Heunisch drei Strahlanlagen unterschiedlicher Hersteller mit Long Life-Strahlturbinen ausgerüstet. «Um die Strahlprozesse effizienter zu gestalten, haben wir bei zwei Hängebahn- und einer Muldenbandanlage die Long Life-Strahlturbinen im Einsatz», berichtet Jürgen Frank, Leiter der Instandsetzung Giesserei. Insgesamt werden 17 Turbinen betrieben. Man hat sich ebenfalls für Gamma-Y-Turbinen entschieden. «Den Benefit konkret zu beziffern ist immer schwierig. Aber man kann sicher davon ausgehen, dass uns der Turbinenwechsel eine Einsparung von rund 25% gebracht hat», erklärt Jürgen Frank.
Energieeinsparungen von bis zu 25% durch «Rutten»-Long Life-Strahlturbinen sind nur ein Grund, der für ein Retrofit bei Strahlanlagen spricht. Ein weiter sind deutlich verringerte Ersatzteilkosten.
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Rasche Amortisation
Sowohl bei SSAB Emea als auch bei Heunisch trägt das Retrofit zu einer spürbaren Optimierung der Fertigung bei. Welche Long Life-Strahlturbinen erforderlich sind, um ein definiertes Strahlergebnis zu erreichen und welche Einsparungen und welche Amortisationszeit für das Retrofit sich damit realisieren lassen, ermittelt TuneUp individuell auf Basis der jeweils kundenspezifisch bestehenden Anlage und der damit verbundenen Kundenanforderungen. Dass diese Ergebnisse auch erzielt werden, davon ist Rösler so überzeugt, so dass das Unternehmen eine Garantie in Form eines zeitlich befristeten Sonderrückgaberechts bietet: Sollte der Anlagenbetreiber mit dem Ergebnis nicht zufrieden sein, wird die Strahlanlage innerhalb des festgelegten Zeitraums kostenfrei wieder mit den Originalturbinen bestückt und der Kaufpreis für die Long Life-Strahlturbinen erstattet.
Für den Austausch der Original- gegen Rutten-Long Life-Strahlturbinen fallen etwa 30 bis 35% der für eine Neuanlage erforderlichen Investitionskosten an. Und die amortisieren sich durch die Einsparungen bei Energie, Wartung, Verschleissteilen sowie die verbesserte Anlagenverfügbarkeit und den reduzierten Strahlmittelverbrauch in durchschnittlich 2 bis 3 Jahren. Zudem kann bei einer späteren Investition in eine neue Anlage diese mit den vorhandenen Turbinen ausgestattet werden. Neben dem Austausch der Turbinen stellt die Anlagenmodernisierung beziehungsweise -optimierung auch in vielen anderen Fällen eine kostengünstige Alternative zu einer Neuanlage dar. So lassen sich beispielsweise die Leistungsfähigkeit eines vorhandenen Strahlsystems durch eine zusätzliche Peripherieausrüstung erhöhen und die Anlagenverfügbarkeit durch einen optimierten Verschleissschutz verbessern.
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