Strom für Stahl

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Stahl ist ein Baustoff, der sich durch unser ganzes Leben zieht. Die meisten Stahl­werke gibt es schon seit der Indus­tria­li­sie­rung und ihr Werk­stoff ist nahezu verlust­frei recy­celbar. Auch für die Ener­gie­wende ist Stahl unum­gäng­lich — sei es für den Bau von Elek­tro­mo­toren oder Wind­parks. Doch damit seine Produk­tion auch den Anfor­de­rungen der Ener­gie­wende entspricht, muss sie nach­haltig werden. thys­sen­krupp betreibt Europas größtes Stahl­werk in der Nähe von Duis­burg und arbeitet aktiv an der Zukunfts­fä­hig­keit seiner Produk­tion.

Dazu gehört nicht nur, immer mehr Strom aus erneu­er­baren Quellen zu beziehen, erzählt Fabian Marquardt, Engi­neer Hoch­span­nungs­technik und Netz­pla­nung: „thys­sen­krupp Steel befindet sich derzeit in seiner Trans­for­ma­tion hin zur CO2-freien Stahl­her­stel­lung an unserem Standort in Duis­burg. Zu dieser Stra­tegie gehört auch, für die Lang­le­big­keit der eigenen Betriebs­mittel zu sorgen, indem wir die vorbeu­gende Instand­hal­tung nun gezielt erwei­tern.“

Dabei soll TESSA® FLEETSCAN 2D helfen. Bei diesem digi­talen Bera­tungs­an­satz von MR nehmen die Spezia­listen im ersten Schritt eine Viel­zahl von Mess­daten an den Betriebs­mit­teln auf und werten sie im nächsten Schritt aus. So entsteht ein detail­liertes Bild über die Zustände der Assets im Hinblick auf zwei Dimen­sionen: das Ausfall­ri­siko und den Lebens­dau­er­ver­brauch. Der Ausfall­ri­siko-Index richtet sich an Service-Manager und blickt in die unmit­tel­bare Zukunft. Der Lebens­dau­er­ver­brauchs-Index adres­siert Asset Manager und deren Budget für lang­fristig zu planende Entschei­dungen. Gemeinsam können sie eine Wartungs­stra­tegie entspre­chend dem Zustand ihrer Flotte ableiten.

Im Abstand von ein bis drei Jahren wieder­holt, liefert TESSA® FLEETSCAN 2D ein genaues Bild vom Zustand der Betriebs­mittel, das über die zuge­hö­rige Soft­ware auf einen Blick zu sehen ist. Dabei ist die Auswer­tung nur so gut wie die zuvor gemes­senen Daten. Norma­ler­weise erheben die MR-Spezia­listen sie beim Kunden selbst.

In Duis­burg geht man einen anderen Weg, erzählt Philipp Birg­meier, Tech­ni­scher Berater im Bereich Service: „thys­sen­krupp hat sehr gut ausge­bil­dete Fach­kräfte im Werk und wollte die Trans­for­ma­toren selbst auslesen. Darum haben wir vor Ort eine zwei­tä­gige Schu­lung durch­ge­führt. So können die Fach­kräfte ihre Betriebs­mittel nach unseren Vorgaben unter­su­chen, und wir werten die dabei erho­benen Daten im Anschluss aus.“ Marquardt ergänzt: „Hierbei werden die bishe­rigen Bewer­tungs­aspekte wie Ölana­lysen oder elek­tri­sche Messungen zusam­men­ge­führt und zusätz­lich auch noch durch die stan­dar­di­sierte visu­elle Inspek­tion ergänzt. So wollen wir das Budget an den rich­tigen Stellen einsetzen und trotz langer Liefer­zeiten ziel­ge­richtet Neuan­schaf­fungen recht­zeitig anstoßen.“

THEORIE BÜFFELN …

Für die Schu­lung wurde den Fach­kräften von thys­sen­krupp erst einiges an Theorie vermit­telt. „Am ersten Tag haben wir ihnen die Schu­lung und die Daten­er­he­bung erklärt. Meine Kollegin Nina Mach­ni­kowski aus der Entwick­lung hat die Teil­nehmer bei der Instal­la­tion und Nutzung der TESSA® FLEETSCAN 2D-Web-Appli­ka­tion unter­stützt“, so Birg­meier. Über die App können die Nutzer später die gemes­senen Daten sowie zuge­hö­rige Doku­mente spei­chern, jeder­zeit abrufen sowie auch die Werte der erfolgten Auswer­tung prüfen.

Am nächsten Tag ging es an die Praxis: Nach der Wieder­ho­lung der Theorie erhoben die Inge­nieure und Tech­niker die Daten an zwei Trafos mithilfe von Wärme­bild­ka­meras und dem zusätz­li­chen Know-how der MR-Profis, erklärt Birg­meier. „Dazu gehört auch, die Ther­mo­bilder lesen zu lernen — sie sind eine berüh­rungs­lose, zerstö­rungs­freie Bild­ge­bung in Echt­zeit, können also im laufenden Betrieb entstehen und geben großen Aufschluss über den Zustand des Betriebs­mit­tels — wenn man weiß, worauf man achten muss. Hier geht es darum, ein einheit­li­ches Bewer­tungs­system zu schaffen.“ 

So geschult, sind die Mitar­beiter von thys­sen­krupp fähig, die rele­vanten Daten der Trafos in den nächsten Wochen selbst aufzu­nehmen und einzu­tragen. Zusammen mit Doku­menten über frühere Messungen gehen sie an MR. „Dann werten wir alles aus und schreiben einen detail­lierten Prüf­be­richt pro Trafo sowie einen Flot­ten­be­richt, der den Zustand aller Assets in ihrer Gesamt­heit einschätzt“, erklärt Birg­meier, der mit dem Pilot­pro­jekt sehr zufrieden ist. „Wir können uns gut vorstellen, dieses Vorgehen bei weiteren Kunden zu etablieren. Die Schu­lung hat uns gezeigt, dass diese Art der Know-how-Weiter­gabe gut klappt.“

Dem stimmt auch Marquardt zu: „Unsere Tech­niker und Instand­halter waren begeis­tert von der praxis­nahen Schu­lung. Kern­ziel war es, den Umgang mit dem Tool zu vermit­teln, um die Kollegen für die visu­elle Inspek­tion zu befä­higen. Dabei war uns der problem­lose Umgang mit dem Tool auf den indi­vi­du­ellen Endge­räten sehr wichtig. Die durch­ge­führten Test­be­wer­tungen haben genau dies bewirkt und alle aufkom­menden Fragen konnten sofort beant­wortet werden.“

… PRAKTISCH UMSETZEN

Wenn die Berichte fertig sind, können die Tech­niker sie eben­falls in der App jeder­zeit anschauen. Sie enthalten neben den Zuständen auch klare und prio­ri­sierte Hand­lungs­emp­feh­lungen zu Wartung und Repa­ratur der einzelnen Einheiten. Wird TESSA® FLEETSCAN 2D in wenigen Jahren wieder­holt, macht das die Prognosen und Empfeh­lungen noch genauer.

Aber warum ist so eine detail­lierte Über­prü­fung der Betriebs­mittel derart wichtig? In Duis­burg besteht die Flotte des Stahl­werks aus insge­samt 68 Mittel- und Hoch­span­nungs­trans­for­ma­toren, die das Werk und speziell die Schmelze mit Energie versorgen. Einige dieser Trafos sind bereits in fort­ge­schrit­tenem Alter. Doch Neuan­schaf­fungen sind derzeit ein rares Gut. Die Liefer­zeiten für sowohl neue Trafos als auch spezi­elle Kompo­nenten belaufen sich je nach Modell, Hersteller und desi­gniertem Zweck auf zwei bis vier Jahre.

Ein plötz­li­cher Ausfall bedeutet gerade in der Indus­trie ein hohes finan­zi­elles Risiko, verdeut­licht Birg­meier. „Bei Netz­be­trei­bern ist es aufgrund der hohen Prio­rität für die Infra­struktur üblich, akri­bisch zu warten und Reserve-Trafos bereit­zu­halten, damit die Strom­ver­sor­gung zu jeder Zeit gewähr­leistet ist. In der Indus­trie ist das nicht für alle Assets möglich. Trafos werden nach Bedarf ersetzt. In manchen Ländern geht der Trend dazu, Trans­for­ma­toren unter höherer Last zu betreiben und entspre­chend früh­zeitig auszu­tau­schen. Das klappt mit den aktu­ellen Liefer­zeiten nicht mehr, und es ist auch kein beson­ders nach­hal­tiger Ansatz.“

Für das Stahl­werk in Duis­burg bedeuten diese langen Liefer­zeiten, bei der Wartung und Zustands­ana­lyse noch eine Schippe drauf­zu­legen und die Assets auch im laufenden Betrieb konstant im Blick zu haben. Dafür ist auch die passende Sensorik entschei­dend, so Marquardt. „Hier setzen wir auf die Online-Wasser­stoff-Erken­nung mit den MSENSE® DGA2-Sensoren der MR.“ Sie erkennen früh­zeitig auch schlei­chende Anstiege des Wasser­stoff­ge­halts im Öl und helfen, schwer­wie­gende Fehler im Trans­for­mator zu vermeiden. „Das Ziel ist, eine kurz­fris­tige Repa­ratur der Fehler­stelle im Trafo­werk zu ermög­li­chen, anstatt einen Total­schaden zu erleiden. Es war gut, dass wir über den lang­jäh­rigen MR-Vertriebs­kon­takt Werner Sammet eine frühe und kompe­tente Über­sicht der neuen Themen TESSA® FLEETSCAN 2D und MSENSE® DGA2-Sensorik erhalten haben.“