Nachhaltigkeit in einem zweiten Leben
Fallen betagte Maschinenaggregate einer Anlage aus, sind Ersatzteile oft nicht mehr erhältlich. Die Neuanschaffung des Aggregats hat ihren Preis und kostenintensive Erneuerungen weiterer Komponenten sowie den Stillstand der gesamten Anlage zur Folge. KSB hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Ersatzteile im 3D-Druck nachgebildet werden. Dies ist gerade bei alten Pumpen von Fremdherstellern hilfreich und bringt dem Anlagenbetreiber schnelle Verfügbarkeit und beträchtliche Kostenersparnisse.
Fallen betagte Maschinenaggregate einer Anlage aus, sind Ersatzteile oft nicht mehr erhältlich. Die Neuanschaffung des Aggregats hat ihren Preis und kostenintensive Erneuerungen weiterer Komponenten sowie den Stillstand der gesamten Anlage zur Folge. KSB hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Ersatzteile im 3D-Druck nachgebildet werden. Dies ist gerade bei alten Pumpen von Fremdherstellern hilfreich und bringt dem Anlagenbetreiber schnelle Verfügbarkeit und beträchtliche Kostenersparnisse.
Das Projekt
Reparatur der Halberg-Kondensatpumpe
In Kraftwerken sind heute unzählige vertikale Kreiselpumpen zur Förderung von Turbinen-Kondensat im Einsatz, die ihre Lebensdauer längst überschritten haben. EAM Natur Energie GmbH setzt im HKW Göttingen eine solche Kreiselpumpe aus dem Jahr 1967 ein. Schon rein äußerlich hatte das Aggregat seine Zeit längst überschritten, als es schließlich seinen Dienst versagte. Die Beschaffung von Ersatzteilen verlief nach über 50 Jahren Betriebszeit erwartungsgemäß ohne Erfolg. KSB SupremeServ machte sich als verlässlicher Service-Partner daran, die Reparatur des Fremdfabrikats in Angriff zu nehmen.
Der Kunde
Die EAM – Partner für die Energiewende in der Region
Nah, natürlich, nachhaltig: Die EAM ist der regionale Energie-Partner für rund 1,4 Millionen Menschen in weiten Teilen Hessens, in Südniedersachsen sowie in Teilen von Nordrhein-Westfalen, Thüringen und Rheinland-Pfalz. Als 100 Prozent kommunales Unternehmen sorgt die EAM für eine sichere Energieversorgung, entwickelt für ihre Kunden Zukunftslösungen und gestaltet partnerschaftlich die Energiewende in der Region. Das Tochterunternehmen EAM Natur Energie bietet unter anderem Lösungen für die Bereiche Windkraft, PV, Elektromobilität und CO2-freie Wärme. Als Profi für Erzeugung betreibt die EAM Natur Energie unter anderem das Heizkraftwerk in Göttingen.
Das von Magnetit befreite Ansaugrohr der Pumpe
Die Herausforderung
Keine Ersatzteile mehr verfügbar
Oxidiertes Eisen lagerte sich über Jahrzehnte an der Pumpe ab. Es entstand Magnetit, das die Oberfläche der gesamten Pumpe so aufquellen ließ, dass ein effizienter Betrieb nicht mehr möglich war.
Darüber hinaus hatte die Herstellerfirma Halberg Ersatzteile für diese Pumpe nicht mehr im Programm und der Nachbau des Laufrads auf klassischem Wege hätte annähernd dem Neupreis der gesamten Pumpe entsprochen.
Hätte die Pumpe durch ein neues Modell ersetzt werden müssen, wären kostenintensive Veränderungen der gesamten Anlage, wie Rohrleitungen, Armaturen und Kondensatbehälter unumgänglich gewesen.
Die Lösung
Individuelle additive Fertigung
KSB SupremeServ erstellte konform zu DIN ISO 9001 einen detaillierten Befund der Schäden und erarbeitete einen Maßnahmenkatalog, der eine wirtschaftlich sinnvolle Reparatur der Pumpe möglich machte. Neben der Befreiung des Gehäuses von Magnetit durch ein mechanisches Spezialverfahren ging es bei der Wiederinstandsetzung der Kreiselpumpe vor allem darum, die hochkomplexen Laufräder zu ersetzen.
KSB verfolgt seit über 10 Jahren konsequent das Thema der additiven Fertigung, vielen besser bekannt als 3D-Druck. Die größten Vorteile der additiven Fertigung sind die hohe Geschwindigkeit, mit der Bauteile hergestellt werden können sowie die Kosteneffizienz. Dazu kommt die immense Material- und Formenvielfalt auch von komplexen Bauteilen. Ohne der Serienfertigung in Gussherstellung Konkurrenz machen zu wollen, ist 3D-Druck vor allem dafür geeignet, einzelne individuelle Komponenten, wie Ersatzteile herzustellen – ideal also für die Nachbildung der nicht mehr erhältlichen zwei Laufräder.
Am Standort Pegnitz hat KSB den weltweit größten 3D-Drucker installiert und ist in der Lage, mit Hilfe eines Laserstrahls Metallpulver zu Werkstücken zu „verbacken“. Als erster Hersteller überhaupt erhielt KSB eine TÜV-Zertifizierung für die Fertigung von Bauteilen, die der europäischen Druckgeräterichtlinie unterliegen.
Sobald die CAD-Daten vorliegen, ist der 3D-Druck unschlagbar kostengünstig und gewährleistet eine Beschaffungszeit von wenigen Tagen. KSB ist so in der Lage, Teile im 3D-Druck herzustellen, die von anderen Pumpenherstellern nicht mehr angefertigt werden – oder wenn, dann nur zu sehr hohen Kosten und monatelangen Lieferzeiten. In diesem Fall brachte der 3D-Druck eine Kostenersparnis um den Faktor vier!
Eines der neuen, im 3D-Druck nachgebildeten Laufräder
Anhand der Fragmente der alten Halberg-Laufräder wurde am Computer ein neues 3D-Modell erstellt. Die Ingenieure bildeten dabei die Laufradgeometrie wie Krümmung der Schaufeln, Schaufelanzahl und Austrittsbreite in CAD exakt nach. Anhand der Förderdaten gemäß des Typenschildes konnten außerdem die ursprünglichen hydraulischen Leistungsdaten exakt nachgebildet werden.
Die Weiterverwendung der betagten Pumpe hat aber noch andere positive Nebeneffekte: Mit der Beauftragung von KSB ist es EAM gelungen, alle bauseitig vorhandenen Rohrleitungen und Anlagenteile beizubehalten. Eine teure und zeitaufwändige Neuprojektierung der Anlage, von Rohrleitungen, Kondensatsammler oder mitbetroffenen Armaturen konnte so vollständig vermieden werden.
Mit neuen Laufrädern wird bei allen Pumpen außerdem der hydraulische Wirkungsgrad verbessert, was zu höherer Energieeffizienz, Ausfallsicherheit und somit zu deutlichen Einsparungen bei den Lebenszykluskosten führt.
Aber was noch viel wichtiger ist: Durch die Herstellung der neuen Teile hat die Pumpe sozusagen ein zweites Leben erhalten. Im Zuge der Nachhaltigkeit fokussieren sich die Spezialisten von KSB SupremeServ seit langem darauf, alte Pumpen jedweder Bauart und unabhängig vom Hersteller zu reparieren, anstatt sie kosten- und arbeitsintensiv durch neue zu ersetzen.
KSB SupremeServ unterhält ein flächendeckendes Servicenetz in Europa und an zentralen Standorten auf anderen Kontinenten. 3.500 Spezialisten in über 190 Service-Centern weltweit sorgen für regionale Kundennähe mit kurzen Wegen, schneller Erreichbarkeit und Verfügbarkeit sowie eine kompetente Service-Dienstleistung.
Unser Motto lautet dementsprechend: EIN SERVICE – ALLES DRIN
Die Kondensatpumpe vor, während und nach der Instandsetzung
Zahlen I Daten I Fakten
Kunde: EAM Natur Energie GmbH
Anwendungsbereich: Kondensatpumpen für Kraftwerke
Projektdaten: KSB SupremeServ, 3D-Druck
Projektjahr: 2020