Maschinen- und Anlagenbau
Große Bedeutung haben die Turboverdichter in der Luftzerlegungsindustrie. Kaum ein industrieller Produktionsprozess kommt ganz ohne Sauerstoff, Stickstoff oder Edelgase aus. Gewonnen werden diese Gase durch diverse Luftzerlegungsprozesse in großen Anlagen führender Unternehmen wie Linde, Messer Griesheim, Air Liquide, Air Products oder Praxair, die dann die Gase in Gasflaschen, Druckbehältern und durch Pipelines zum Verbraucher transportieren.
Die Luft wird vor und während der Zerlegung in speziellen Luftwäschern von Wasser und einigen störenden Schadstoffen befreit. Mittels Turbomaschinen wird die angesaugte Umgebungsluft in den meisten Luftzerlegungsprozessen im Hauptverdichter (MAC) auf ca. 6 bar komprimiert. Anschließend wird das Gasgemisch nach dem Luftwäscher mit Hilfe von Expansionsturbinen in Wärmeaustauschern bis zur Verflüssigung abgekühlt. Dies geschieht bei extrem tiefen Temperaturen von -180 °C bis zu -196 °C. Da die Luftbestandteile bei unterschiedlichen Temperaturen verdampfen und auch wieder kondensieren, können sie in turmhohen Trennkolonnen separiert und in reiner Form gewonnen werden. Dies ist ein rein physikalischer Vorgang, bei dem keine chemischen Reaktionen ablaufen. Das flüssige Produktgemisch rieselt dem aufsteigenden Gasstrom entgegen. Die Flüssigkeit wird auf den Siebböden der Kolonne gestaut und von den Dampfblasen durchströmt. Aus dem Gasstrom kondensiert (verflüssigt sich) dabei vor allem der höher siedende Sauerstoff (Siedepunkt -183 °C). Aus den Flüssigkeitströpfchen verdampft bevorzugt der tiefer siedende Stickstoff (Siedepunkt -196 °C). Am Kopf der Trennsäule sammelt sich gasförmiger Stickstoff, im „Sumpf“ flüssiger Sauerstoff. Beide Gase können, ebenso wie die dazwischenliegenden Edelgase separat abgezogen werden.
Die Dimensionen einer Luftzerlegungsanlage im Werk eines Gase produzierenden Unternehmens sind riesig. Pro Stunde kann eine Anlage bis zu 400.000 m3 Luft in Einzelgase zerlegen. Der Energiebedarf für den Antrieb der Verdichtungs- und Expansionsturbinen, Kältemaschinen Pumpen etc. kann bis zu 30 MW betragen. Die in solchen Anlagen integrierten Atlas Copco Turbokompressoren und Expansionsturbinen werden über eine Ölumlaufanlage mit bis zu 6.500 Liter Turbinenöl der Viskositätsklassen ISO VG 32 oder 46 versorgt. Neben der Schmierung und Kühlung der Gleitlager der Turbinen muss es unter anderem die Stirnradgetriebe in diesen Komponenten vor Verschleiß schützen. In einigen Anlagen werden auch noch die elektrischen Antriebsmotoren mit dem Öl aus dem gleichen Kreislauf geschmiert und gekühlt. Atlas Copco ist sich der entscheidenden Rolle, den der Schmierstoff als ein wesentliches Maschinenelement spielt, bewusst und hat sich daher ein exklusiv auf seine Erzeugnisse hin abgestimmtes Turbinenöl entwickeln lassen. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass allein dieses für den Einsatz vorgeschriebene und bei der Erstbefüllung eingesetzte Öl die optimale Funktion eines jeden einzelnen Bauteils über einen langen Zeitraum hin garantiert.
Die Ölstandzeit beträgt etwa 2 Jahre bzw. 16.000 Betriebsstunden. Ob und wann ein Ölwechsel definitiv erfolgen soll, wird von Endverbrauchern oder dem Atlas Copco Service Team in vielen Fällen auf der Basis einer OELCHECK-Schmierstoffanalyse bestimmt. Alleine am Standort Köln sind etwa 50 Mitarbeiter für den After Market Service zuständig. Sie entnehmen die Ölproben während ihrer Servicetermine vor Ort sogar teilweise persönlich. Zur Vorbereitung eines Service-Calls stehen ihnen sämtliche Daten aller für Atlas Copco analysierten Ölproben als Trendanalysen online unter <link http: www.lab.report>www.lab.report zur Verfügung. Die aktuellen Laborberichte können so von Atlas Copco mit den Werten vergleichbarer Anlagen abgeglichen und dann schnell und mit den entsprechenden eigenen Empfehlungen an den Kunden gemailt werden.
Spätestens nach Ablauf der Garantiezeit tragen die Betreiber selbst die Verantwortung für die in die großen Luftzerlegungsanlagen integrierten Turbokompressoren und Expansionsturbinen. Dies betrifft natürlich auch die Einhaltung der Schmierstoff-Vorschriften. Die von Atlas Copco empfohlenen und vertriebenen Turbinenöle sind zwar nur mild legiert, haben aber genau den richtigen Additivgehalt, um Verschleiß über einen Langzeiteinsatz zu verhindern. Wird nun Öl eines anderen Herstellers eingesetzt oder mit dem Atlas Copco Spezialöl vermischt, kann dies gravierende Auswirkungen haben. Wenn der alternative Schmierstoff scheinbar besser ist, weil er einen höheren Wirkstoffgehalt enthält, können zu hohe Konzentrationen von z.B. phosphor- oder zinkhaltigen Additiven die Gleitlager angreifen oder zu Ablagerungen in den Lagern führen, die den Wärmeübergang stören. Werden solche Hinweise von den Materialspezialisten erkannt, werden sofort Proben des eingesetzten Schmierstoffs zur Beurteilung an OELCHECK geschickt. Im Labor können die Experten Hinweise dazu geben, ob ein falscher Schmierstoff oder die Vermischung damit als Ursache für die Probleme in Frage kommt.
Falls ein Lager durch den Einsatz eines nicht zugelassenen Turbinenöls geschädigt wurde, kann dies dramatische Folgen und einen langen Produktionsausfall nach sich ziehen. Auch, wenn der Betreiber einer Anlage ein Ersatzlager vor Ort hat, ist das Hauptproblem nicht der Lagertausch an sich. Die Turbinen sind so in die Gesamtanlage integriert, dass die Lager nur mit Hilfe eines Krans aufwändig getauscht werden können.
Atlas Copco nutzt OELCHECK-Schmierstoffanalysen regelmäßig für die Steuerung zustandsabhängiger Ölwechsel und gezielt bei Schadensverdacht. Auch bei der Untersuchung von Schäden kann die Ölanalyse klären, ob sie durch falsche bzw. vermischte Turbinenöle hervorgerufen wurden. Darüber hinaus sind die Analysen wertvolle Indikatoren für eventuell zu verbessernde Ölpflegemaßnahmen. Zur Trendbeobachtung eingesetzt, warnen sie immer wieder frühzeitig vor Ablagerungen und Lagerschäden, die eher durch zu lange eingesetztes, verschmutztes Öl als durch menschliches Fehlverhalten verursacht werden.
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