Präzision zahlt sich aus: Rotierende Maschinen für Effizienz und Langlebigkeit ausrichten

Roman Megela von Easy-Laser

Wenn rotierende Maschinen Fehlfunktionen aufweisen, kann dies katastrophale Folgen haben. Mindestens führt eine Fehlausrichtung zu unerwünschter Wärmeentwicklung, Lärm und Vibrationen sowie zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch, verkürzter Lebensdauer der Bauteile und möglicherweise zur Notwendigkeit, den Betrieb einzustellen und wichtige Mechanismen auszutauschen oder zu reparieren.

Als Beispiel seien hier rotierende Maschinen genannt, die für eine optimale Funktion eine präzise Ausrichtung benötigen: Kurbelwellen und Nockenwellen in Verbrennungsmotoren, Pumpen, Kompressoren und Zentrifugen in der Prozessindustrie, Windkraftanlagen in der Branche der erneuerbaren Energien sowie eine enorme Vielfalt an Maschinen in der Automobil-, Schiffs- und Fertigungsindustrie.

Die wirtschaftliche Notwendigkeit, optimale Betriebsabläufe zu gewährleisten, ist völlig klar, doch selbst Unternehmen mit langjähriger Erfahrung im Umgang mit rotierenden Maschinen sparen manchmal an der falschen Stelle – und das fast immer auf Kosten ihrer eigenen Gesundheit.

Produktivität priorisieren

Aufgrund des hohen technischen Aufwands moderner Industrieanlagen sind Produktivitätssteigerungen tendenziell immer inkrementeller geworden, und es gibt deutlich weniger Möglichkeiten für innovative Quantensprünge.

Messung des Hauptlagerspiels

Vor diesem Hintergrund werden die Betriebsmethoden nun genauer unter die Lupe genommen, wobei die besten Vorgehensweisen im Mittelpunkt der Bemühungen stehen, die Wartungsintervalle zu verlängern und die Maschinenverfügbarkeit zu maximieren.

Roman Megela ist leitender Zuverlässigkeitsingenieur bei Easy-Laser, einem Unternehmen, das laserbasierte Ausrichtungslösungen für rotierende Maschinen in verschiedenen Branchen herstellt.

Er macht sehr deutlich – um nicht zu sagen missionarisch –, wie wichtig es ist, innerhalb dieser Maschinen auf die richtige Ausrichtung zu achten.

„Bei der Maschineninstallation“, sagt er, „ist es entscheidend, dass die Maschine auf einem ebenen und waagerechten Fundament steht. Es ist unerlässlich, das Fundament zu vermessen und zu überprüfen, um eine Verformung des Maschinengehäuses zu vermeiden.“

„Wird dies nicht während der Inbetriebnahmephase behoben, verkürzt sich die Betriebsdauer der Maschine von Anfang an um bis zu 50 %. Außerdem wird eine Fehlausrichtung irgendwann zum Ausfall der Maschine führen, sodass sie repariert werden muss, was zusätzliche Kosten für die Neuinstallation durch Techniker verursacht.“

Präzision bei der Kompression

Ein Bereich, in dem Megela einen zunehmenden Bedarf sowohl an verbesserter Leistung als auch an längerer Lebensdauer der Maschinen feststellt, sind Druckgassysteme, insbesondere Kolbenkompressoren.

Wenn es darum geht, ihre Leistung zu maximieren, sagt er, „ist Präzision der Schlüssel – insbesondere während der Einrichtungsphase“.

Die Hersteller geben in der Regel strenge Richtlinien für die Ausrichtung und Überprüfung von Kolbenkompressoren vor, und Megela sagt, dass Lasermessgeräte hier ihre Stärken voll ausspielen können, da sie etwa 90 % der erforderlichen Überprüfungen übernehmen können.

Überprüfung des Kurbelwellen-Axialdrucks

„Dazu gehört alles, von der Sicherstellung, dass die Fundamente und Grundplatten flach und waagerecht sind, bis hin zur Kontrolle auf weichen Stand, der Ausrichtung der Welle zwischen Antrieb und Kompressor und der Überprüfung der internen Ausrichtung wie Lagerspiel und Schubkrafteinstellungen“, sagt er.

Darüber hinaus, so sagt er, können dynamische Prüfungen durchgeführt werden, einschließlich Tests auf Wärmeausdehnung und Rohrdehnung, „denn diese können die Leistung im Laufe der Zeit erheblich beeinflussen.“

„Idealerweise sollte alles mit einem einzigen System abgewickelt werden, um einen einheitlichen Prozess zu gewährleisten. Und es handelt sich nicht nur um eine einmalige Angelegenheit. Nach der Installation müssen Sie regelmäßig alles überprüfen, um sicherzustellen, dass die Maschine weiterhin ordnungsgemäß funktioniert.“

Stabilität bedeutet Nachhaltigkeit

Megela ist fest davon überzeugt, dass Vorbeugen besser ist als Heilen, und er reist um die Welt, um Ingenieuren und Technikern zu erklären, dass die richtige Ausrichtung von Maschinen deren Lebensdauer buchstäblich um Jahre verlängern kann, was nicht nur dem Unternehmensergebnis, sondern möglicherweise auch dem Planeten zugutekommt.

Er erklärt, dass sich die Branche in den letzten fünf Jahren angesichts einer Reihe unterschiedlicher Herausforderungen dramatisch verändert habe, „von Covid über Komponentenmangel bis hin zu den explodierenden Energiepreisen“.

„Wenn man die Kosten für Ausfallzeiten, einschließlich Produktionsausfälle, sowie die Wartungskosten hinzurechnet, wird es für ein Unternehmen sehr schwierig, Geld für Investitionen in neue Anlagen aufzubringen.“

„Jede Organisation, mit der ich spreche, versucht, effizienter und nachhaltiger zu werden und ihre verfügbaren Ressourcen optimal zu nutzen.“

Roman Megela sagt, dass man mit den richtigen Praktiken die Lebensdauer seiner Maschine potenziell um das Zehnfache verlängern kann.

„Es stimmt, dass jede Maschine irgendwann überholt werden muss, aber dies sollte möglichst ein geplantes Ereignis sein und nicht die Folge eines Ausfalls.“

„Wenn Ihnen das gelingt, können Sie die Lebensdauer Ihrer Maschine potenziell um das Zehnfache verlängern – dann haben Sie die Tür zu ernsthafter Nachhaltigkeit geöffnet.“

Tatsächlich sieht Megela es als Kern seiner Aufgabe an, Fachleute aus der Branche über die Vorteile umweltfreundlicherer Betriebsabläufe aufzuklären.

„Nachhaltige Praktiken tragen dazu bei, die Wartungskosten zu senken und den Maschinenbetrieb aufrechtzuerhalten“, erklärt er. „Das führt zu einem zuverlässigen Betrieb, der sich wiederum erheblich auf die Rentabilität der Investitionen eines Unternehmens auswirken kann.“

Das scheint selbstverständlich zu sein, aber Megela sagt, er habe Unternehmen besucht, bei denen Bauteile, die eigentlich mehrere Jahre halten sollten, regelmäßig innerhalb von 12 Monaten ausgetauscht werden müssten, und zwar in den meisten Fällen, weil die Ausrichtung nicht überprüft wurde.

Die Folge sind ungeplante Maschinenstillstände und möglicherweise der Bedarf an zusätzlichen Technikern für außerplanmäßige Wartungsarbeiten. Befindet sich die Maschine auf einem Schiff oder einer Offshore-Ölplattform, können die Transport- und Reisekosten exponentiell steigen.

Ein branchenweites Problem

Zur Komplexität mancher Wartungs- und Reparaturprozesse sagt Megela: „Es ist immer zeitaufwändig, die Produktion anzuhalten, Systeme zu entleeren und zu spülen sowie Maschinen abzumelden und zu kennzeichnen.“

Er fügt hinzu, dass aufgrund der Komplexität ihrer Prozesse Unternehmen in der Raffinerie-, Chemie-, Petrochemie- und Energieerzeugungsindustrie am stärksten unter Fehlausrichtungen leiden dürften.

„Man muss verstehen, dass Ausrichtung ein Zustand und keine Aufgabe ist“, sagt er. „Die Einhaltung der Ausrichtungstoleranzen ist der Schlüssel zur Maximierung der Gesamtverfügbarkeit.“

Die Lasertechnologie kann auch die Rundheit von Bohrungen überprüfen.

„Und die Vorteile der Ausrichtung sind enorm. Die Lager arbeiten unter den vorgesehenen Lasten, die Schmierung bleibt unverändert, und es entstehen keine zusätzlichen Belastungen für Wellen, Gleitringdichtungen und Kupplungen.“

Megela sagt, einige der Unternehmen, die er besucht, seien überrascht, wie regelmäßig Kontrollen der Ausrichtung erforderlich seien.

Er sagt: „Wir sollten die Ausrichtung nach der Installation alle drei Monate überprüfen. Erst nach neun Monaten mit sich wiederholenden, stabilen Werten sollten wir die Überprüfungszeiträume auf bis zu zwei Jahre verlängern.“

„Auf diese Weise kann die Lebensdauer einer Maschine erheblich verlängert werden, was das Potenzial für enorme langfristige finanzielle Vorteile birgt.“

Regelmäßige Inspektionen der Anlagen werden mit ziemlicher Sicherheit ein Problem aufdecken, da rotierende Maschinen sofort auf Fehlausrichtungen reagieren, und zwar mit verstärkten Vibrationen, Temperaturanstieg, erhöhtem Energieverbrauch und Lärm sowie möglicherweise undichten Dichtungen und einem Abfall der Kompressionskapazität.

„Wird eine Fehlausrichtung festgestellt, muss ein Korrekturplan vorgelegt und umgesetzt werden, bevor es möglicherweise zu einem katastrophalen Ausfall des Anlagenteils kommt.“

„An dieser Stelle Abstriche zu machen, ist immer verhängnisvoll; nichts ist wirtschaftlicher als eine perfekt ausgerichtete Maschine.“

„Das Ergebnis ist eine lange Lebensdauer und minimaler Verschleiß der Komponenten; das bedeutet Einsparungen bei Ersatzteilen – eine Einsparung natürlicher Ressourcen sowie einen geringeren Energieverbrauch.“

„Dies ist einer der Wege, wie wir dafür sorgen, dass die Industrie nachhaltiger wird.“

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Dieser Artikel wurde vom Content Studio der KHL in Zusammenarbeit mit Experten von Easy-Laser erstellt.

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Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung von Easy-Laser

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