Technologiegetriebene Veränderungen der Instandhaltung von Kreiselpumpen

B. Kohlmann u.a.: Instandhaltung von Kreiselpumpen Technologiegetriebene Veränderungen der Instand- haltung von Kreiselpumpen Britta Kohlmann und Gerhard Bandow, Technische Universität Dortmund Dipl.-Kffr. Britta Kohlmann Verfahren wachsen die Möglichkeiten, von Ressourcen (bspw. in Hinblick auf arbeitet als wissenschaftliche den Betrieb und die Instandhaltung Redundanz, Personal, Ersatzteile). Mitarbeiterin am Fraunhofer- Institut für Materialfluss und effizienter zu gestalten. Damit einher Bei der zeitbasierten Instandsetzung Logistik (IML)in der Abteilung gehen erhebliche technologiegetrie- werden im Rahmen präventiver Maßnah- Instandhaltungslogistik. bene organisatorische Veränderungen men bestimmte Bauteile einer Pumpe oft in der Instandhaltung, wie z.B. Er- zu früh ausgetauscht. Befindet sich eine leichterungen durch technologieunter- Pumpe bspw. aufgrund eines Gleitring- stütztes Arbeiten, veränderte Anfor- dichtungsschadens in der Werkstatt, wer- Dr.-Ing. Gerhard Bandow arbeitet als wissenschaftlicher derungen an die Personalqualifikation den neben der Gleitringdichtung (GLRD) Mitarbeiter am Fraunhofer und eine Dezentralisierung von In- nach längerer Laufzeit der Pumpe auch IML in der Abteilung In- standhaltungslogistik und standhaltungsaufgaben vor Ort an die fast immer die Wälzlager ausgetauscht, ist Lehrbeauftragter für Pumpe. Mit dem Technologieeinsatz selbst wenn der Abnutzungsvorrat der die Vorlesung Instand- haltungsmanagement an der können so zukünftig Effizienz- und Lager noch nicht ausgeschöpft ist. Dieser Fakultät Maschinenbau (LFO) Effektivitätspotenziale der Instandhal- vorbeugende Austausch von Bauteilen der TU Dortmund. tung erschlossen werden. wird insbesondere praktiziert, um eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten Die Instandhaltung von Pumpen- Kreiselpumpen sind in verfahrens- und die Anzahl der Instandsetzungs- systemen wird heute vorwiegend technischen Anlagen wichtige Anlagen- maßnahmen zu reduzieren. ausfall- und zeitbasiert durchgeführt. komponenten. Der Ausfall einer Pumpe Bei der ausfallbasierten Instandset- Diese Strategien erzielen häufig jedoch kann in vielen Fällen den Stillstand der zung wird die Pumpe kontrolliert bis nicht die gewünschte Verfügbarkeit, gesamten Anlage zur Folge haben und zum Ausfall betrieben. Diese Strategie können zu unplanmäßigen Stillstän- damit erhebliche Kosten verursachen. hat den Vorteil, dass der Abnutzungs- den führen und erhöhen die Kosten Der Verfügbarkeit dieser Komponente vorrat der Pumpe bzw. einzelner Bauteile durch redundante Ressourcen. Die kommt daher ein ganz besonderer Stel- voll ausgeschöpft wird. Anforderungen an einen effizienten lenwert zu. Flankierend zu diesen Strategien wer- und kostenoptimierten Betrieb sind den zur Erhöhung der Planbarkeit der zukünftig nur durch eine zustandsab- Instandhaltung von Instandhaltungsmaßnahmen in regelmä- hängige, vorausschauende Instand- Kreiselpumpen ßigen Intervallen Anlagenbegehungen haltung erfüllbar. Durch den kom- durchgeführt. Dadurch ist es möglich, binierten Einsatz von Technologien Die Gewährleistung einer bedarfs- einen Teil der Fehler oder Störungen wie z.B. RFID (Radio-Frequenz-Iden- gerechten Verfügbarkeit der Pumpen- an einer Pumpe vor dem Ausfall zu tifikation) und Condition Monitoring systeme gehört zum Aufgabenbereich erkennen. Diese Vorgehensweise zur Zu- der Instandhaltung. Die Mehrzahl der standsbeurteilung ist jedoch oft nicht Kontakt: Pumpenbetreiber bzw. -instandhalter ausreichend zuverlässig, sodass unge- Fraunhofer IML praktiziert Strategien der ausfall- oder plante Stillstände und damit auch un- Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4 zeitbasierten Instandhaltung. Diese Stra- geplante Instandhaltungsmaßnahmen 44227 Dortmund tegien erzielen jedoch oft nicht die nicht gänzlich verhindert werden kön- E-Mail: britta.kohlmann@ gewünschte Verfügbarkeit der Systeme, nen. iml.fraunhofer.de bezogen auf ungeplante Stillstände und Die Strategie der ausfallbasierten In- URL: http://www.iml.fraunhofer.de den wirtschaftlich optimierten Einsatz standsetzung und die Minimierung der © GITO-Verlag 59 Produktion & Logistik negativen Auswirkungen ungeplanter zu den aktuell praktizierten ausfall- maßgeblich bestimmen. Die Analyse Anlagenstillstände auf die Produkti- und zeitbasierten Strategien. dieser Abnutzungsmechanismen führte on werden in vielen Industriebetrie- zu einer Auswahl an Messgrößen und ben teuer durch redundant ausgeführte Ausfallkritische Bauteile Merkmalen, die im Betrieb einer Krei- Pumpensysteme erkauft. Neben einem und Ausfallursachen einer selpumpe mittels geeigneter Techno- hohen finanziellen und anlagentech- Kreiselpumpe logien erfasst werden müssen, um eine nischen Mehraufwand ist damit auch Störungsdiagnose und Prognose der zusätzlicher Instandhaltungsaufwand Mit der Entwicklung eines Fragebo- Restlebensdauer über alle relevanten erforderlich. Der Verzicht auf redun- gens wurde im Projekt die Möglichkeit Ausfallursachen zu ermöglichen. dante Pumpen bietet dementsprechend geschaffen, die ausfallkritischen Bau- ein hohes Einsparpotenzial. teile und Ausfallursachen zu ermit- Technologieeinsatz für teln, die im Fokus der Instandhaltung eine zustandsabhängige, Konsequenz stehen. Befragt wurden Unternehmen vorausschauende unterschiedlicher Branchen, die als er- Instandhaltung Die Anforderungen an den Betrieb weiterter Arbeitskreis in das Projekt von Pumpensystemen können zukünf- eingebunden sind. Die Auswertung Für die Datensammlung wurden tig nur durch eine zustandsabhän- der Umfrageergebnisse zeigte, dass im Betrieb des Projektpartners Evonik gige, vorausschauende Instandhaltung innerhalb der erhobenen Datenbasis Stockhausen 100 Kreiselpumpen im erfüllt werden. Abgestimmt auf die (32.500 Kreiselpumpen) insbesondere Chemiepark Marl mit RFID und Con- wesentlichen ausfallkritischen Bauteile Chemienormpumpen mit einfach- und dition Monitoring Technologien aus- und Ausfallursachen einer Kreiselpum- doppeltwirkenden GLRD zum Einsatz gestattet. Die Versuchspumpen werden pe kann diese die Verfügbarkeit der kommen. Innerhalb dieser Pumpenpo- während der Projektlaufzeit über einen Systeme unter dem Aspekt Ressour- pulation wurde die GLRD als zentrales Zeitraum von zwei Jahren beobachtet. ceneffizienz wirtschaftlicher sichern. ausfallkritisches Bauteil identifiziert. Sie wurden derart instrumentiert, dass Voraussetzung dafür ist eine systema- Weitere ausfallrelevante Bauteile sind ein umfangreicher Datenpool (Messgrö- tische Überwachung der Pumpen. Ei- das Lager (Wälzlager) und das Laufrad ßen und Merkmale) für die Umsetzung ne kostengünstige, praxistaugliche und bzw. der Dichtspalt. der im Projekt erarbeiteten Diagnose- benutzerfreundliche Zustandsdiagnose Die wesentlichen Ausfallursachen und Prognoseansätze zur Verfügung der Pumpen und die Ableitung restle- sind eine nicht bestimmungsgemäße steht. Aus dem zusätzlichen Techno- bensdauerbezogener Betriebs- und In- Betriebsweise (z.B. Betrieb außerhalb logieeinsatz resultieren zukünftig neue standhaltungsstrategien rücken daher des Optimums, Trockenlauf, unzu- Anforderungen an die Mitarbeiter der zunehmend in den Interessenbereich lässige Kavitation, Gasmitförderung) Betriebstechnik und Instandhaltung der Betreiber und Instandhalter. sowie Fehler bei der Montage (z.B.