Schon bei der Projektierung eines Rührwerks werden die Weichen für einen sicheren und einwandfreien Rührwerksbetrieb gestellt. In dieser Phase müssen neben der verfahrenstechnisch/mechanischen Auslegung des Rührwerks auch die genauen Betriebsbedingungen und -erfordernisse in der Gesamtkonzeption des Rührwerks berücksichtigt werden. Dazu gehört auch die richtige Instand- haltungsstrategie.
Die Autoren: Alfio Catanzaro Leiter Kundenservice, Ekato Protas Wagner Projektleiter Qualitätssicherung Vibration Analyst, Ekato
Für einen problemlosen Rührwerksbetrieb sind folgende allgemeinen Instandhaltungsaspekte von besonderer Bedeutung:
- gut strukturierte, organisatorisch einfache Abläufe in der Wartung und Instandhaltung,
- rasche Verfügbarkeit von Ersatzteilen,
- zuverlässiges und gut ausgebildetes Personal im Betrieb und in der Instandhaltung
- vollständige und verständliche Dokumentation vor Ort.
Betrachtet man die Ausfallhäufigkeit an technischen Bauelementen in Abhängigkeit von deren Lebensdauer, so erhält man einen typischen, auch als Badewannenkurve bezeichneten Verlauf, der mit einer Weibull-Verteilung mathematisch gut beschrieben werden kann. Besonders bei der Inbetriebnahme und während der Einlaufzeit sind verstärkt Ausfälle zu verzeichnen. Diese Spontanausfälle resultieren aus Fehlern bei der Inbetriebnahme, Endmontage beim Hersteller und der Baustellenmontage, sowie aus Fertigungsfehlern oder mechanischen, konstruktiven und verfahrenstechnischen Auslegungsfehlern. Diese Frühausfälle können jedoch bei sorgfältiger Auslegung und mit den entsprechenden QS-Maßnahmen stark reduziert werden. Bei den später auftretenden Ausfällen handelt es sich um die sogenannten Zufallsausfälle. Erst mit beginnender Abnutzung und Verschleiß steigt dann die Ausfallrate wieder an.
Ausfallhäufigkeitsverteilung
Wie eine über mehrere Jahre verfolgte Statistik von Frühausfällen bei Rührwerken zeigt, ist die überwiegende Mehrheit der aufgetretenen Störungen rein mechanischen Ursprungs. Sie tritt meist im Bereich der empfindlicheren Rührwerksbaugruppen Dichtsysteme und Antriebe auf. Störungen aufgrund verfahrenstechnischer Auslegungsfehler oder aufgrund einer fehlerhaften Dokumentation sind demgegenüber selten. Eine relativ hohe Ausfallrate bei Rührorganen zeigt sich in Fällen, wo gleichzeitiger korrosiver und erosiver Angriff durch das Produkt zu einem besonderen Werkstoffproblem wird.
Rührwerksfrühausfälle
Für einen störungsfreien Betrieb sollten mindestens die Instandhaltungsmaßnahmen (Inspektion und Wartung), die in den Serviceanleitungen ausführlich beschrieben sind, beachtet werden. Besser noch ist es einen Wartungsvertrag abzuschließen, der von Beginn an auf die Anlagen und die Betriebsweise zugeschnitten ist, um das Risiko zu minimieren.
Ekato-Rührwerke sind für eine lange Betriebsdauer ausgelegt und zudem sehr wartungsfreundlich konstruiert. Inspektionen und einfache Wartungsarbeiten lassen sich deshalb leicht durchführen. Mithilfe von fest installierten Überwachungseinrichtungen sowie mit weiteren modernen Diagnose-Meßverfahren können rechtzeitig Rückschlüsse auf den Zustand eines Rührwerks und dessen Veränderungen gezogen werden. Hierdurch können die Zeitintervalle für eine komplette Revision des Rührwerks beträchtlich verlängert und damit entstehende Revisionskosten und Betriebsausfälle minimiert werden.
Wichtige Fragen der Wartung und Instandsetzung eines Rührwerks sind in der mit jedem Rührwerk mitgelieferten Serviceanleitung behandelt. Diese enthält in gesonderten Abschnitten konkrete Anweisungen und Hinweise für die Wartung und Instandhaltung des Rührwerks.
Die Benutzung und Einhaltung der Serviceanleitungen stellt sicher, dass Rührwerke zuverlässig und weitgehend störungsfrei über eine lange Betriebsdauer arbeiten können. Hierzu ist eine spezielle Schulung des Wartungspersonals sowie eine auf die Bedürfnisse abgestimmte Ersatzteilstrategie mit dem Rührwerksbetreiber sehr nützlich. Treten erhebliche oder nicht genau erkennbare Probleme mit dem Rührwerk auf, sollte der angebotene Kundenservice des Herstellers nach Möglichkeit in Anspruch genommen werden. Diese Empfehlung gilt auch für die Montage und Erstinbetriebnahme des Rührwerks sowie für die Wartung durch den gesamten Lebenszyklus der Maschine.
Instandhaltungsstrategien
Die richtige Instandhaltungsstrategie wird durch die geforderte Anlagenverfügbarkeit sowie die anfallenden Produktionsausfallkosten bestimmt. Nur gemeinsam mit dem Betreiber ist es möglich, diese zu ermitteln.
Bei der operativen (reaktiven) Instandhaltung geht man nach der Notfallmethode vor. Erst wenn das Rührwerk ausfällt, reagiert die Instandhaltung mit der Störfallbeseitigung.
- Vorteile: Ausnutzung der Lebensdauer. Geringer Aufwand bis zum Schadensfall
- Nachteile: Unvorhergesehene Stillstände, Folgeschaden kann größer sein als defektes Bauteil; Dauer des Produktionsstillstands ungewiss, hohe Ersatzteilbevorratung
Bei der vorbeugenden Instandhaltung werden die Verschleißteile vor ihrem berechneten Ausfallzeitpunkt ausgetauscht. Um ungeplante Stillstände so gering wie möglich zu halten, wird die berechnete Lebensdauer der Verschleißteile nur zum Teil ausgenutzt.
- Vorteil: Geplanter Anlagenstillstand sowie Reduzierung der ungeplanten Stillstände und somit reduzierte Stillstandskosten. Planbare Kosten für die Instandhaltung. Geringe bzw. keine Folgeschäden
- Nachteil: Erhöhter Personalaufwand,höherer Ersatzteilbedarf, da auch neuwertige Teile ausgetauscht werden
Bei der zustandsorientierten Instandhaltung wird der Anlagenzustand überwacht und der Anlagenbetreiber rechtzeitig vor dem Ausfall eines Verschleißteils gewarnt. Die Planung von Instandhaltungsterminen und -umfang richtet sich nach dem tatsächlichen Zustand des Rührwerks. Dadurch wird der Betreiber in die Lage versetzt, den Anlagenstillstand zu planen und die benötigten Verschleißteile zu bevorraten.
- Vorteil: Ausnutzung der Lebensdauer der Verschleißteile, geplanter Anlagenstillstand. Geringer Ersatzteilbedarf. Erforderliche Ersatzteile werden rechtzeitig bestellt.
- Nachteil: Aufwand an Personal und Messmitteln für die Zustandsüberwachung, daher nur bei kostenintensive Anlagen, bzw. Anlagen, die sehr hohe Stillstandskosten verursachen, sinnvoll anwendbar
Heute werden viele Neuanlagen ohne Redundanzen errichtet, gleichzeitig steigt die Forderung nach immer größeren Wartungsintervallen. Damit wird die zustandsorientierte Instandhaltung immer wichtiger, um die geforderte Anlagenverfügbarkeit zu erreichen. Somit muss ein Großteil der berechneten Lebensdauer diverser Verschleißteile ausgenutzt werden. Gleichzeitig darf es nicht zu ungeplanten Stillständen kommen. Dies ist nur mit einer Überwachung der kritischen Anlagenteile möglich.
Zustandsüberwachung an Rührwerken
Die Anforderungen an Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit eines Rührwerks haben in den letzten Jahren stetig zugenommen. Bereits bei der Auslegung und Konzeption muss diesem Rechnung getragen werden. Verschleiß und nicht vorhersehbare, außergewöhnliche Rührwerksbelastungen begründen trotzdem eine laufende Überwachung und Kontrolle des Rührwerks. Ein Ausfall eines nicht redundanten Rührwerks kann häufig zum Stillstand der gesamten Produktionsanlage führen. Ein Produktionsstillstand verursacht immer immense Kosten. Somit gewinnt eine kontinuierliche Zustandsüberwachung der Rührwerkskomponenten weiterhin an Bedeutung.
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