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Samstag, 20. Januar 2018

Umwelttechnik

Großreinemachen im Chemiewerk

Von Bettina Reckter | 19. Oktober 2017 | Ausgabe 42

Großanlagen müssen regelmäßig gereinigt werden. Die Lobbe Industrieservice GmbH hat dafür ein robotergestütztes Verfahren entwickelt.

BU Technik
Foto: Bettina Reckter

Drei Reinigungsschläuche gleichzeitig können von oben in den geöffneten Wärmeübertrager einfahren und die Verkrustungen lösen.

Der Job des Industriereinigers gehört zu den gefährlichsten in Deutschland. Ein Fachwerker ist deshalb nur für den Not-Aus-Knopf zuständig. Sein Kollege steht oben auf dem geöffneten Wärmeübertrager und fährt mit einem Stahlschlauch, der zusätzlich noch durch eine Fangvorrichtung gesichert ist, nacheinander in jedes einzelne der rund 6000 Rohre. Mit bis zu 2500 bar Druck wird Wasser mit 2,5-facher Schallgeschwindigkeit durchs Rohrsystem gejagt, um Ablagerungen an den Innenwänden zu lösen. Das zischt und spritzt, bis schließlich eine bräunliche Suppe aus den Rohren rinnt.

Lobbe Industrieservice GmbH

„Mit dem enormen Wasserdruck lassen sich sogar Stahl und Beton schneiden“, erklärt Tim Rahlenbeck, Prokurist bei der Lobbe Industrieservice GmbH in Duisburg. Die Fachwerker stecken deshalb komplett in Schutzausrüstungen inklusive Sicherheitsstiefeln und Gesichtsmasken. Um den Arbeitsschutz, aber auch die Reinigungsleistung zu erhöhen, hat Lobbe ein robotergestütztes Verfahren für diese Tätigkeit entwickelt. Denn fast überall in der Prozesstechnik werden Wärmeübertrager eingesetzt, die regelmäßig gereinigt werden müssen.

Foto: Lobbe

Tim Rahlenbeck ist Prokurist bei der Lobbe Industrieservice GmbH & Co. KG.

In der chemischen Industrie werden Rohstoffe für die Verarbeitung üblicherweise erhitzt und anschließend wieder abgekühlt. Die Wärme des fertigen Produkts lässt sich hervorragend für andere Verfahrensschritte nutzen und beispielsweise auf die nächste Rohstoffcharge übertragen. So kann man Energie im gesamten Prozess sparen. Rohstoff wie Fertigprodukte werden für die Übertragung der Wärme gegenläufig durch ein Rohrsystem geführt. Dabei bleiben aber auch Partikel an den Wänden der Rohre hängen, die allmählich zu hartnäckigen Verkrustungen führen.

„Einmal im Jahr steht bei uns die Anlage fürs Großreinemachen still“, sagt Klaus Dieter Westermann, technischer Geschäftsführer bei Arsol Aromatics. Das Gelsenkirchener Unternehmen stellt chemische Grundstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol und Arsol in hochreiner Form her. Die Rohstoffe dafür fallen als Nebenprodukt in einer nahe gelegenen Kokerei an. Dort wird Steinkohle bei hohen Temperaturen gebacken, um Koks für die Verhüttung von Eisenerz zu gewinnen.

Sobald der Chemiebetrieb die Produktion runtergefahren hat, kann Lobbe mit der Säuberung des oben und unten geöffneten Wärmeübertragers beginnen. Mit dem Robotized Lance Frame (RLF) bietet Lobbe erstmals eine automatisierte Lösung hierfür an. „Auf den gesamten Querschnitt des Wärmetauschers legen wir erst einmal einen Rahmen, über den Servomotoren den Arbeitskopf mit Stahlschläuchen und den Reinigungsdüsen entlang der x- und y-Achse führen“, beschreibt Bodo Skaletz, technischer Leiter bei Lobbe Industrieservice, die Vorbereitungen. Reihe für Reihe wird dafür die Geometrie aus Rohrdurchmesser und -abstand in den Rechner übernommen. Rund anderthalb Stunden dauert der Aufbau der Technik, danach geht alles automatisch vonstatten.

Drei Stahlschläuche finden parallel den exakten Einstieg in den Rohrquerschnitt. Jeder der extrem druckfesten Schläuche weist seitlich an der Spitze zwei bis drei Wasserstrahldüsen auf, die die eigentliche Schneidwirkung entfalten. „Und eine Rückstrahldüse sorgt für den Druckausgleich, denn andernfalls würden die Schlauchleitungen möglicherweise oben gleich wieder aus dem verstopften Rohr herausgedrückt“, ergänzt Tim Rahlenbeck.

Die höchste Schneidkraft entfalten rotierende Düsen mit bis zu 4000 Umdrehungen pro Minute. Damit tauchen die Stahlschläuche in die Rohre ein, bis die gesamten Verkrustungen unten aus dem Wärmetauscher herausgespült sind. Die Ablagerungen werden sofort mit einem Saugwagen aufgenommen, in dessen Kessel gesammelt und später fachgerecht entsorgt. Und schon steuern die Motoren das Schlauchtrio ein Stückchen weiter zu den nächsten Rohren.

Obwohl die Reinigung automatisch abläuft, überwachen zwei Arbeiter den Prozess direkt vor Ort – in Sichtweite, aber außerhalb des Gefahrenbereichs. Mit der Fernbedienung in der Hand regeln sie gegebenenfalls die Geschwindigkeit, mit der die Düsen vorangetrieben werden sollen. Auch beim automatischen Verfahren tragen beide die komplette Schutzausrüstung inklusive Gesichtsmaske, denn gelegentlich schießt Wasser beladen mit Schmutzpartikeln hoch. Und sie sind froh über jeden Meter Abstand vom Ort des Geschehens, weil es an den Düsen schnell mal zu Geräuschentwicklungen von bis zu 140 dB(A) kommen kann – das ist so laut wie ein Gewehrschuss oder ein vorbeifliegendes Kampfflugzeug.

Das Verfahren ist natürlich wesentlich sicherer als die herkömmliche manuelle Tätigkeit. „Die größte Aufgabe ist die Sicherheit unserer Mitarbeiter – noch vor ökologischen und ökonomischen Ergebnissen“, sagt der Prokurist von Lobbe. Und auch das Ergebnis stimmt. „Das überprüfen wir mit einem Endoskop.“

Weitere Vorteile des robotergestützten Verfahrens sind der kontinuierliche Vorschub der Schläuche und die Tatsache, dass drei Rohre gleichzeitig bearbeitet werden können. Zudem erfolgt automatisch eine elektronische Dokumentation. „So verhindern wir, dass vielleicht ein Rohr vergessen wurde“, beschreibt es Bodo Skaletz. Später wird dann noch eine technische Überwachungsorganisation die gesamte Anlage abnehmen. Dabei messen die Prüfer auch die Wandstärken der einzelnen Rohre.

Wärmeübertrager gibt es je nach Einsatzort im chemischen Prozess in Größen bis zu mehreren Metern Durchmesser, bestückt mit 20 bis 15 000 Rohren. Wenn diese manuell gereinigt werden müssen, ist es schwierig den Überblick zu behalten, wo man schon war. Die automatisierte Reinigung ist hier ein enormer Fortschritt. Das Verfahren, so Rahlenbeck, führe auch nicht zu einem Verlust von Arbeitsplätzen. Denn nach wie vor sind zwei Arbeiter vor Ort nötig, um den ganzen Prozess zu steuern und zu überwachen.

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