Leckagen in Druckluftsystemen kosten Unternehmen viel Geld

Ein absolut dichtes Druckluftnetz ist eher ein Mythos denn Realität, selbst bei größter Anstrengung. Auch wenn ein bisschen entweichende Luft erst einmal nicht dramatisch wirkt, auf lange Sicht gerechnet, kann das schnell teuer werden. Der Punkt ist: Druckluft ist nicht gratis.

Wie viel Leckage möchte ein Betrieb zulassen und was ist beim regelmäßigen Aufwand zum Abdichten verhältnismäßig, um eine kontinuierliche Einsparung zu realisieren, wird daher zur entscheidenden Frage. Bei größeren Druckluft-Netzen geht man davon aus, dass fünf bis fünfzehn Prozent noch akzeptabel sind, alles darüber sollte dringend näher angesehen und erneuert oder deutlich verbessert werden. Bei Kompressoren mit schlechter Energiebilanz, umfangreicher Aufbereitungstechnologie für die erzeugte Druckluft – und Berücksichtigung von Wartungskosten – ist ein Preis von 3 bis 4 Cent und mehr pro Kubikmeter Druckluft nicht ungewöhnlich.

Natürlich wissen etliche Betreiber von Druckluftanlagen Bescheid und sind für das Thema sensibilisiert, wissen durchaus um die Kosten – und schalten die Kompressoren einfach abends oder am Wochenende ab. Problem: Die Druckluftbehälter verlieren dabei die teuer erzeugte Druckluft bis zum atmosphärischen Druck und werden täglich wieder auf Betriebsdruck gefüllt. Eine Lösung, zum Beispiel mit dafür mit installierten Druckhalteventilen, wäre relativ einfach und zudem meist preisgünstig zu realisieren, schreibt Dirk Gros von Flex-Air in der Fachzeitschrift „MM MaschinenMarkt“.

Bewusstsein für Kosten ist der wichtigste Schritt

Auch wenn es vielleicht trivial klingt, direkt hörbare Leckage sofort zu beheben, verspricht dies oft das größte Einsparpotenzial. Ist der Betreiber im Sinne des Druckluftbedarfs kein Großverbraucher, wo sich eine permanente Suche nach Leckage finanziell lohnt, kapitulieren mittelständische Unternehmen allerdings schnell. Schließlich muss die tägliche Arbeit erledigt werden, ohne den ganzen Tag nach Leckage zu suchen, so Gros in seinem Artikel.

Im Betrieb muss sich daher ganz grundsätzlich ein Verständnis dafür entwickeln, dass Druckluft teuer, eben nicht umsonst, ist. Genauso wie die Stromkosten im eigenen Zuhause den meisten Mitarbeitern ja auch bewusst sind. Mitarbeitermotivation, Kommunikation und viele Aspekte mehr sind daher mit der Behebung von Leckage verbunden.

Dazu kommt, dass es in Zeiten von Klimawandel und Energiewende nicht nur darum gehen kann, eine möglichst preisgünstige Maschine einzukaufen, sondern eine Maschine, die beispielsweise ein Volumenstrom-Messgerät für Druckluft verbaut hat und einen somit ungewöhnlich hohen Verbrauch meldet.

Deutlich wird damit, dass jeder Betrieb zunächst individuell die Kosten seiner Leckage feststellen muss. Der zweite Schritt wäre dann, die eigene zulässige Leckage-Rate und den tolerierbaren Arbeitsaufwand zur Beseitigung zu definieren. Ist das geschafft, ist der Weg Energie und Geld zu sparen nicht mehr weit.

Optimierte Filtration für mehr Produktivität und Sicherheit bei Kraftstoff-Entschwefelung

Etablierte Anlagen zur Entschwefelung von Kraftstoffen durch Filtration mit Amin sind leider oft veraltet und werden vernachlässigt, jedoch lässt sich die Filtration heutzutage viel effizienter umsetzen. Filtrationstechnologien spielen tatsächlich eine wichtige Rolle für die Leistung von Aminanlagen und haben sich seit der Entwicklung und ihrer Einführung in die Produktion erheblich weiterentwickelt. Diese Verbesserungen wirken sich sowohl auf die Wartung als auch auf die Zuverlässigkeit aus. Aber noch wichtiger ist, dass sie einen kostengünstigen Weg zur Arbeits-Sicherheit des Bedienpersonals aufzeigen und gleichzeitig die Umweltbelastung erheblich verringern können.

All dies und eine stetig steigende Zahl von Prozessen macht Aminanlagen zu einem immer wichtigeren Element bei der Kraftstoffproduktion und der damit verbundenen Produktion von Sauergas. „Angesichts ihrer Bedeutung wäre es logisch, wenn Aminanlagen ganz oben auf jeder Liste der technischen Upgrades stehen würden, aber davon sind wir heute weit entfernt. Die Wahrheit ist, dass die meisten derzeit betriebenen Anlagen älter und häufig vernachlässigt sind, mit veralteten Technologien und mäßiger Effizienz“, schreibt Cyril Coutures (Eaton Corporation) in der Oktober-Ausgabe der Fachzeitschrift „Chemie Technik“.

Eine ungenügende Filtration ist die naheliegende Ursache für viele Wartungsprobleme. Das vielleicht häufigste Symptom ist die Verblockung des Aktivkohlefilters, was sich in der Regel durch einen Anstieg des Differenzdrucks im Filter aufgrund übermäßiger Verunreinigungen zeigt. In fast allen Fällen ist die Ursache in einer schlechten Leistung des vorgeschalteten Filters zu finden. Um die Laufzeiten zu verlängern und Wartungskosten sowie damit verbundene Ausfallzeiten zu reduzieren, werden Filtermedien mit geringer Effizienz eingesetzt, so die Analyse von Cyril Coutures.

Verbesserung der Effizienz durch moderne Technik

Die Auswirkungen einer ungeeigneten Filtrationstechnologie, die wahrscheinlich am ehesten übersehen werden, betreffen den Wärme-Übertrager. Da die Leitung, die reiches Amin transportiert, häufig vollständig ungeschützt ist, sammeln sich Verunreinigungen im Gehäuse und den Rohren des Wärme-Übertragers – was ungeplante Wartung zur Reinigung dieser Elemente nach sich zieht.

Mit heutigen Technologien können solche Probleme vollständig vermieden werden. Die typische, in praktisch jeder Anlage eingesetzte Konfiguration bietet einige Verbesserungsmöglichkeiten im Hinblick auf Effizienz, Umweltauswirkungen und, noch wichtiger, die Bedienersicherheit. Durch den Einsatz einer Filtrationstechnologie in Form eines Rückspülfilters mit automatischer Selbstreinigung werden die beschrieben Punkte deutlich optimiert.

Während des Betriebs lagern sich Verunreinigungen an der Außenseite des Filtermediums an und bilden so einen Partikelkuchen, der den Differenzdruck im Filter allmählich erhöht. Sobald der Differenzdruck einen voreingestellten Wert erreicht hat, wird der Durchfluss durch den Filter umgekehrt, um den Schmutzpartikelkuchen zu entfernen und auszuspülen. Der Vorteil für die Bedienersicherheit ist offensichtlich. Wenn ein Filter nicht geöffnet werden muss, müssen sich die Bediener nicht in einer gefährlichen Umgebung aufhalten, und die Wahrscheinlichkeit von Unfällen ist minimal.

Der zweite Vorteil eines selbstreinigenden Rückspülfilters ist wirtschaftlicher Art. Es sind keine Filterkerzen oder Filterbeutel zu ersetzen und zu entsorgen, und alle damit verbundenen Kosten entfallen. Das Gleiche gilt für die Kosten für damit verbundene Ausfallzeiten und die Arbeit, die beim Wechsel anfällt.

Auf diese Weise lassen sich daher nicht nur die Betriebskosten senken und die Umweltauswirkungen minimieren, sondern lässt sich auch die Betriebszeit der Aminanlage verlängern.

Wichtiger Arbeitsschutz beim Bau von Chemie-Anlagen: Absaugung von Gefahrstoffen

Damit sich chemische Materialen bestmöglich transportieren und lagern lassen, ist die hohe Dichtigkeit von Leitungen und Behältern von elementarer Bedeutung. Diese Behälter, wie sie in der Chemie-Industrie in großen Mengen zum Einsatz kommen, werden oft vor Ort zusammengefügt, wobei gesundheitsschädliche Stoffe entstehen können. Der richtigen Absaugtechnik kommt daher aus Arbeitsschutz-Gründen eine hohe Bedeutung zu.

Auch bei der Herstellung von Apparaten, Behältern oder Rohrleitungen braucht es eine präzise Verarbeitung von Elementen aus Baustählen, Edelstahl und anderen Materialien. Doch genau in diesen Herstellungsprozessen entstehen beim Schweißen gesundheitliche Gefahren für die beteiligten Mitarbeiter.

Schweißrauch und auch Schneidstaub bestehen zu einem Großteil aus sogenannten alveolengängigen Partikeln, die bis in die Lungenbläschen vordringen können, schreibt  Manfred Könning, Chief Technical Officer (CTO) bei Kemper in der Fachzeitschrift „Chemie-Technik“. So werden beispielsweise beim Schweißen Eisen- und Aluminiumoxide, Stickoxide, Ozon oder Chromverbindungen und Nickeloxide freigesetzt. Je nach Ausprägung wirken sie lungenbelastend, toxisch oder wie im Fall von Chrom(VI) oder Nickel sogar krebserzeugend.

Zu diesem Themenkreis gehört auch die klare Erkenntnis, dass in jüngerer Zeit gesenkte Grenzwerte für spezifische Stoffe und alveolengängige Stäube, neue Beurteilungskriterien für krebserregende Stoffe und Erkenntnisse aus der Arbeitsschutzpraxis das Thema verstärkt in den Fokus rücken. Um eine Rangfolge an Schutzmaßnahmen in der Praxis festzulegen, liegt dem Arbeitsschutz das sogenannte „STOP-Prinzip“ zu Grunde. Dieses steht für

  • Substitution,
  • Technische und
  • Organisatorische Maßnahmen sowie
  • Persönliche Schutzausrüstung.

Der Wechsel auf alternative Verfahren oder Werkstoffe wird zwar mit Priorität angegangen, ist aber unter Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeits-Aspekten so manches Mal nicht oder nur schwer umsetzbar. Eine Schlüsselrolle für den effektiven Arbeitsschutz und die Einhaltung der Grenzwerte nehmen daher absaugtechnische Einrichtungen ein. Dabei sollen Schweißrauch oder Schneidstaub möglichst unmittelbar an der Entstehungsstelle erfasst und vom Schweißer weg abgesaugt werden (Punktabsaugung). Raumlüftungssysteme sind als alleinige Schutzmaßnahme hingegen unzulässig und sollten nur ergänzend zum Einsatz kommen.

Mobile Absaugung beim Anlagenbau

Für den chemischen Anlagenbau eignen sich neben der brennerintegrierten Absaugung auch mobile Absauggeräte, die Gefahrstoffe per Absaugdüse oder -trichter beziehungsweise Absaugarm mit Absaughaube erfassen. Wichtig dabei ist vor allem eine einfache Handhabung für den Schweißer. Schweißer selbst sollten sich im Rahmen des persönlichen Arbeitsschutzes zudem mit entsprechenden Atemschutzmasken oder belüfteten Helmen ausrüsten.

Neben dem Einsatz von Absaugtechnik werden organisatorische Maßnahmen immer wichtiger. Schweiß- und Schneid-Arbeitsbereiche sollten zusätzlich zur Absaugtechnik im besten Fall von anderen Betriebseinheiten räumlich getrennt sein. Dadurch können sich Gefahrstoffe erst gar nicht in der Produktion ausbreiten. Diese räumliche Trennung von Prozessen zur Verarbeitung niedrig- und hochlegierter Stähle stellt aufgrund der unterschiedlichen Emissionsklassen eine effektive Arbeitsschutzmaßnahme dar.

Moderner technischer Arbeitsschutz beinhaltet also  insgesamt mehrere Elemente: Passende Punktabsaugung durch brennerintegrierten Absaugung oder mobile Absauggeräte. Ergänzend dazu sollten auch Raumlüftungssysteme zum Einsatz kommen.

Umweltfreundlicher Korrosionsschutz für Maschinen: Gute Kühlwasser-Qualität ohne Chemikalien

Für gute Produktionsergebnisse und geringe Servicekost ist eine dauerhaft hohe Wasserqualität erforderlich. Anwender müssen für ihre Maschine sicherstellen, dass sich keine Bakterien in ihren Kreisläufen bilden, die zum Beispiel durch Biofilme gestört werden – oder bei denen zudem oft Korrosion an Stahlformen nagt. Korrosives oder mit Bakterien belastetes Kühlwasser schadet Maschinen und Anlagen besonders auch in kunststoffverarbeitenden Unternehmen.

Häufig werden Chemikalien zur Regulation des pH-Wertes und Biozide gegen die Bildung von Biofilmen eingesetzt, um Korrosion in den Anlagen zu vermeiden oder wenigstens zu vermindern. Der Einsatz dieser Mittel ist allerdings auch wartungs- und kostenintensiv. Ideal ist daher eine chemikalienfreie Lösung zum Erhalt der Kühlwasserqualität, was nicht nur mit weniger Kosten verbunden ist, sondern auch die Umwelt schont.

Ein typisches Beispiel sind Unternehmen, die Spritzguss-Systeme einsetzen, schreibt Christian Barth, Country Manager bei Enwa AS in Hennef in der Fachzeitschrift „Plastverarbeiter“. Dort seien Kühlkreisläufe im Einsatz, bei denen immer Sauerstoff und CO2 in das Wasser eindringen und den pH-Wert reduzieren. Auch die Aufbereitung der Werkzeuge können im Nachgang eine zunächst gute Wasserqualität im Kühlkreislauf verschlechtern. Dies passiert, wenn mit Phosphorsäure passiviert wird und der Rest der hoch konzentrierten Säure vor der nächsten Verwendung nicht ordnungsgemäß aus der Form gespült wird. Dieser Rest gelangt dann bei Inbetriebnahme der Form wieder in den großen Kreislauf und beeinflusst die Wasserqualität negativ.

Die Praxis sehe für Anwender von Chemie aber meist anders aus. Wenn chemische Korrosionsschutzmittel gegen die Korrosion dem System zugeführt werden, komme es nicht selten vor, dass die Biologie im Vorratstank quasi explodiere. Infolgedessen seien Biozide notwendig, um die Bakterien zu entfernen – quasi ein Teufelskreis.

Eine Lösung ohne Chemikalien für sauberes Systemwasser in Kühlkreisläufen

Der Autor stellt im weiteren die hauseigene Lösung vor, die ohne entsprechende Zusätze auskommt. Dabei kann durch die konsequente Verwendung von Mineralien erst gar keine Nahrungsquelle für Bakterien entstehen. Der einmal eingestellte, dauerhaft hohe pH-Wert stellt in Kombination mit den Mineralien eine wirkungsvolle Bakterienbarriere dar. Letztlich eine umweltfreundliche Wasseraufbereitung ohne eine Umweltgefährdungsklasse.

Der Korrosionsschutz erfolgt über den eingestellten pH-Wert, durch den sich auf den unedlen Metallen eine stabile Schutzschicht bildet. Der pH-Wert wird selbstregulierend gehalten und ermöglicht Wartungsintervalle von zwölf Monaten für den Betreiber.

Der Experte empfiehlt bei einer neu zu planenden Anlage ein druckbehaftetes, geschlossenes System einzusetzen. Dabei würden sich zwar nicht automatisch alle Herausforderungen offener Systeme erledigen, jedoch seien die Randbedingungen einfacher zu kontrollieren. Bakterienfrei ist dieses Wasser allerdings nicht – wie es auch Trinkwasser nicht sein können. Und, Korrosion bleibt oft trotzdem ein Thema, da viele der Systeme aus Stahl gebaut werden.

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