Startseite » Chemie » Dichtungen (Chemie) »

Keine Sorgen mit Gleitringdichtungen

Effektives Service- und Managementsystem in der Wirkstoffherstellung
Keine Sorgen mit Gleitringdichtungen

Um seine Produktionsprozesse stets auf dem aktuellen Stand der Technik zu halten, hat Schering u. a. die Abdichtung von Rührbehältern und Reaktoren in der Wirkstoffproduktion überprüft. Obwohl die Investitionskosten von Abdichtsystemen vergleichsweise gering sind, kann sich deren Versagen massiv auf die Anlagenverfügbarkeit auswirken. Das Unternehmen hat sich daher einen Partner für den Service und das Management der im Betrieb eingesetzten Gleitringdichtungen gesucht.

Volker Kunz, Dr. Hans-Peter Mayer

Die Produktions- und Herstellungsprozesse von Schering umfassen alle Arbeitsgänge von der Wirkstoffsynthese über die Formgebung der Arzneimittel bis zu ihrer Verpackung. Dazu werden sowohl in der Wirkstoffherstellung als auch in der pharmazeutischen Produktion strengste GMP-Anforderungen eingehalten und alle Fertigungsprozesse stets dem neuesten Stand der Technik angepasst. Dies gilt insbesondere für die chemische und mikrobiologische Wirkstoffssynthese am Standort Bergkamen. Besonders kritisch für hohe Produktqualität und Anlagenverfügbarkeit sind die Abdichtsysteme der Reaktoren für die Wirkstoffsynthese. Bisher erfolgte die Abdichtung über doppeltwirkende, flüssigkeitsgeschmierte Gleitringdichtungen. Da Wirksubstanzen ohne Verunreinigungen hergestellt werden müssen, kann die Flüssigkeitsleckage einer solchen Dichtung eine nicht zu akzeptierende Kontaminationsquelle sein und zu Chargenverlusten oder hohen Aufreinigungskosten führen. Hierfür und für die neuen dichtungsbezogenen Anforderungen der Ex-Schutzrichtlinie 94/9/EG (Atex) musste die Produktion in Bergkamen zuverlässige und kostengünstige Lösungen entwickeln.
Als technische Alternative zu flüssigkeitsgeschmierten Gleitringdichtungen kommen gasgeschmierte Gleitringdichtungen oder magnetgekuppelte Systeme in Frage. Letztere wurden bislang vor allem aus finanziellen Überlegungen verworfen, wobei neben den Anschaffungs- und Energiekosten hier vor allem die erforderliche Umrüstung der vorhandenen Antriebstechnik zu Buche schlägt. Als Lösung des Problems, eine GMP-gerechte Wirkstoffproduktion mit möglichst geringen Investitions- und Betriebskosten zu verwirklichen, wurde daher die gasgeschmierte Gleitringdichtung näher in Betracht gezogen.
Gasgeschmierte Gleitringdichtungen als Problemlöser
Während bei konventionellen Doppeldichtungen eine Flüssigkeit als Sperr- und Schmiermedium verwendet wird, übernimmt diese Aufgabe bei Gasdichtungen ein Gas. Da Gase keine eigenen Schmiereigenschaften haben, werden auf den Gleitflächen wenige Mikrometer tiefe Spiralnuten aufgebracht, durch die bei Rotation ein Gasdruckpolster zwischen den Gleitflächen aufgebaut wird. Dieses Gasdruckpolster bewirkt eine komplette Trennung der beiden Gleitflächen und somit einen berührungsfreien Lauf der Dichtung. Diese Technologie, ursprünglich für hoch drehende Kompressoren entwickelt, konnte in der letzten Dekade erfolgreich auf langsam drehende Rührwerke übertragen werden. Die Vorteile berührungs- und somit reibungsfrei arbeitender Gasdichtungen liegen auf der Hand:
  • als Sperrgas wird üblicherweise inerter Stickstoff verwendet
  • kein Abrieb von Dichtungsteilen
  • keine Produktschäden durch heiße Dichtungsbauteile
  • keine Produktverunreinigung durch das Sperrmedium
  • kein Sperrmediumswechsel bei Produktwechsel erforderlich
  • breites Temperaturspektrum vor allem auch bei Tieftemperaturen
  • Sterilbetrieb durch Verwendung von sterilen Gasen möglich
Die hohen Qualitätsansprüche von Schering bedingen, dass vor Einführung einer neuen Technologie diese ausführlich getestet wird. Im Fall der Gasdichtungen wurden verschiedene Fabrikate geprüft. Dabei erwiesen sich die Gleitringdichtungen von John Crane aufgrund der speziellen Konstruktion als besonders zuverlässig. So wurde z. B. eine 100-mm-Gasdichtung CK 728G in ein Stahlrührwerk für ein hochviskoses Produkt der Wirkstoffherstellung installiert. Die Dichtung wurde nach jeweils 3000 bzw. 10 000 Betriebsstunden ausgebaut und begutachtet. Nach 3000 Betriebsstunden konnte kein messbarer Verschleiß an Gleit- und Gegenringen festgestellt werden. Leichte Laufspuren lassen auf einen minimalen Kontakt der Gleitflächen während des An- und Abfahrens des Rührwerkes schließen. Diese kurzen Kontaktphasen werden aber durch die verwendeten Materialien toleriert. Die Spiralnuten der Gegenringe waren praktisch in neuwertigem Zustand.
Nach einer Laufzeit von 10 000 Stunden und ca. 1000 An- und Abfahrzyklen wurde die Dichtung erneut begutachtet. Die Dichtung war zum Prüfzeitpunkt voll funktionsfähig. Erneut konnte kein messbarer Verschleiß an Gleit- und Gegenringen festgestellt werden. Lediglich stärkere Laufspuren und höhere Ablagerungen in den Nuten sowie einige Partikel im Sperrraum wiesen auf die deutlich längere Laufzeit hin. Nach einer Behandlung im Ultraschallbad waren die Spiralnuten und Gleitringe wieder wie neu.
Die guten Testergebnisse veranlassten Schering zu der Entscheidung, Rührwerke in den Endstufen der Wirkstoffproduktion und in Anlagen mit häufig wechselnden Produkten auf Gasdichtungen umzurüsten, um die hohen Qualitätsanforderungen einer GMP-gerechten Produktion zu erfüllen.
Kostenminimierung durch Service-Vertrag
Aufgrund der schwierigen Aufgabe, bei Steigerung der Anlagenverfügbarkeit GMP- und Atex-konforme Dichtungslösungen kostengünstig einzuführen, schien es der Schering-Produktion ratsam, das gesamte Dichtungsmanagement zu überprüfen. Es zeigte sich, dass 75 % der Rührwerksausfälle mit Dichtungsausfällen gekoppelt sind. Die Ursachen für die Ausfälle sind dabei vielfältig und umfassen Fehlbedienungen, prozess- und anlagenbedingte Faktoren sowie falsch ausgelegte Dichtungen. Die dadurch verursachten hohen Kosten setzen sich aus direkten Reparaturkosten, Aufwendungen für Lagerhaltung und Produktionsausfällen zusammen.
Zur Senkung dieser Kosten bot sich ein spezieller Servicevertrag für Dichtungen an, der neben Reparaturleistungen auch Standardisierungskonzepte und umfassende Fehleranalysen zur Erhöhung der Standzeiten umfasst. Derartige Serviceverträge haben sich bereits vielfach in Raffinerien und chemischen Anlagen bewährt. Neu war allerdings der Wunsch von Schering, in einen solchen Vertrag auch die Umrüstung der Anlagen auf GMP- und Atex-konforme Dichtungslösungen aufzunehmen. Die Realisierung eines solchen Vertrages wurde mit mehreren Herstellern intensiv diskutiert. Letztlich fiel die Wahl auf John Crane.
Der geschlossene Servicevertrag umfasst alle Wirkstoffbetriebe des Standortes mit ca. 160 Rührwerken unterschiedlichster Größen. Gegen einen Festbetrag werden während der 5-jährigen Laufzeit des Vertrages ca. 50 Dichtungen auf Gasschmierung umgerüstet. Weiterhin umfasst der Vertrag einen 24-Stunden-Service zum Austausch ausgefallener Dichtungen, Wartung und Reparatur derselben, Ersatzteil- und Lagermanagement inklusive Standardisierung, Schulung des Betriebspersonals und Optimierung von Dichtungslösungen. Als gutes Beispiel für die Vorteile des geschlossenen Vertrages erwies sich die enge Zusammenarbeit bei der Umsetzung neuer Atex-Forderungen. Auf Basis von Schering-Daten über die exakte Betriebstemperatur an den Dichtungen konnte John Crane den je nach Ex-Zone/Temperaturklasse erforderlichen Überwachungsaufwand deutlich senken.
Fazit
Auch wenn die Ziele des Vertrages, 25 % Reduktion der Dichtungskosten und 50 % Steigerung der Anlagenverfügbarkeit, nach ca. 1½ Jahren Vertragslaufzeit noch nicht vollständig realisiert werden konnten, liegen die Vorteile des Servicevertrages schon heute auf der Hand:
  • Reduktion der Kosten für die Einführung der GMP-gerechten Gastechnologie
  • Reduktion der Instandhaltungskosten bei gleicher Anlagenverfügbarkeit
  • Reduktion Kapitalbindungskosten
  • Konzentration auf Kernkompetenzen in der Instandhaltung
Die bislang erzielten Einsparungen beruhen auch auf der Motivation der Vertragspartner, die eigenen Kosten, bestehend aus eingesetzter Hardware einerseits und Produktionsausfällen andererseits, so gering wie möglich zu halten. Dadurch entsteht eine echte Win-Win-Situation.
cav 492

<fliesstext_absatz> <tlink type=“url“ dest=“http://www.johncrane.co.uk/Productfinder.asp?r=de&amp;l=de“ newtarget=“true“>GLRD von Crane auswählen</tlink></fliesstext_absatz>
Gleitringdichtungen aller Art]]>
Unsere Webinar-Empfehlung
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

cav-Produktreport

Für Sie zusammengestellt

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Top-Thema: Instandhaltung 4.0

Lösungen für Chemie, Pharma und Food

Pharma-Lexikon

Online Lexikon für Pharma-Technologie

phpro-Expertenmeinung

Pharma-Experten geben Auskunft

Prozesstechnik-Kalender

Alle Termine auf einen Blick


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de