Kühlschmierstoff Zuverlässiger Betrieb und erhöhte Standzeiten

Von Anne Richter, Stv. Chefredaktorin SMM

Die Adams Schweiz AG stattet Pump- und Wasserkraftwerke weltweit mit Armaturen aus, die am Standort in Serneus entwickelt werden. Kein Ventil und keine Drosselklappe gleicht den anderen, jedes der bis zu 6 Meter im Durchmesser grossen und bis zu 100 Tonnen schweren Bauteile ist Einzelfertigung. Mit dem Kühlschmierstoff Intracool Nexum C-45 von Panolin konnten die Standzeiten der Werkzeuge verbessert werden.

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Bei Adams in Serneus können Bauteile mit einem Durchmesser von bis zu 2,6 Metern gefertigt werden.
Bei Adams in Serneus können Bauteile mit einem Durchmesser von bis zu 2,6 Metern gefertigt werden.
(Bild: Anne Richter, SMM)

Fast 60 Prozent des produzierten Stroms stammen in der Schweiz aus Wasserkraft. Die Wasserkraft hat eine lange Tradition und ist dank der Alpen mit ihrem Wasserreichtum und dem teilweise starken Gefälle seit über 100 Jahren eine zuverlässige Energiequelle. Heute gibt es in der Schweiz rund 650 Wasserkraftwerke mit einer Leistung von mindestens 300 Kilowatt und rund 1000 Kleinwasserkraftwerke. Zuverlässige und langlebige Armaturen sind dabei Voraussetzung für einen sicheren Betrieb der Kraftwerke. So wie die Armaturen der Adams Schweiz AG aus Serneus. Das Werk im Kanton Graubünden hat sich über Jahrzehnte zum Speziallieferanten von Armaturen für Hydro-Power-Anlagen entwickelt. Seit 1979 entwickelt und produziert das Unternehmen am Standort im Prättigau Wasserkraftarmaturen, die weltweit in verschiedenen Wasserkraftwerken im Einsatz sind.

Projektbezogene Fertigung

Je nach Auslegung des Kraftwerks entwickelt die Adams Schweiz AG individuelle Komplettlösungen, die optimal auf die betrieblichen Anforderungen und Bedürfnisse des Kunden abgestimmt sind. Die gesamte Projektabwicklung, das Engineering und die Fertigung werden vom Standort in Serneus aus mit insgesamt 35 Mitarbeitern organisiert. Die Anlagen bestehen aus verschiedenen, einzelnen Armaturen und Verbindungen, die entsprechend den örtlichen Gegebenheiten und Anforderungen entwickelt werden. Für die Fertigung bedeutet das 100 Prozent Einzelteilefertigung. «Wir haben kein Bauteil, das zweimal gefertigt wird. Jedes Bauteil ist ein Unikat», berichtet Gianluca Caviezel, Abteilungsleiter Mechanik bei Adams Schweiz, und ergänzt: «Wir fertigen immer nur projektbezogen. Am Anfang steht das Engineering und die Bauteile werden entsprechend den lokalen Gegebenheiten und Platzverhältnissen konstruiert. Und das ist bei jedem Projekt verschieden.»

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Die Anforderungen an die Bauteile und das Material sind dabei sehr hoch, denn die Armaturen müssen teilweise extrem hohen Drücken standhalten. Das betrifft vor allem die Kugelschieber, die als Sicherheits- und Absperrorgan bei Turbinen und Pumpen dienen. Sie sind im unteren Teil des Kraftwerks kurz vor der Turbine installiert, wo die höchsten Betriebsdrücke herrschen. Sie sind aus hochwertigen Stählen geschweisst oder geschmiedet. Aber auch andere Armaturen wie Absperr- und Drosselklappen, diverse Ventile oder Kegelstrahlschieber sind hohen Drücken ausgesetzt. Generell werden die Gehäuse der Armaturen aus einfachen Stählen hergestellt und anschliessend lackiert. Die Funktionsstellen bestehen aus rostfreiem Stahl oder aus Duplexstahl für den Einsatz im Meerwasser. Für besondere Anforderungen wurden auch schon mehrere Armaturen komplett aus Duplex gefertigt. Für die Fertigung bedeutet das, dass rund 75 Prozent der Bearbeitung einfachen Stahl betreffen, die restlichen 25 Prozent rostfreien Stahl und Duplexstahl. «Der Trend geht aber zu mehr Duplexstahl, der noch widerstandsfähiger ist», berichtet G. Caviezel.

Mannintensive Einzelteilefertigung

Die Bearbeitung der einzelnen Bauteile ist anspruchsvoll. Bauteile mit einem Durchmesser von 2,6 m können bei Adams Schweiz AG in Serneus bearbeitet werden. Da jedes Teil eine eigene Geometrie aufweist, gibt es keine Automation und es kann nur bemannt gefertigt werden. «Wir haben hier eine mannintensive Fertigung», erklärt G. Caviezel. Hinzu kommt, dass jedes Bauteil seine eigenen Herausforderungen mit sich bringt. An die sechs Mitarbeiter in der Fertigung werden dadurch hohe Anforderungen gestellt: «Wir brauchen gut ausgebildete Mitarbeiter, die in der Lage sind, mitzudenken», sagt G. Caviezel. Und für jeden Fertigungsschritt gibt es nur einen Versuch, denn der Wert der einzelnen Bauteile liegt zwischen 250 000 und mehreren Millionen Franken. G. Caviezel: «Ausschuss darf es nicht geben. Es gibt nur einen Versuch, und der muss passen, denn es hängt immer sehr viel Geld daran. Deshalb sind für uns auch die Schlichtzeiten nicht so entscheidend. Die Schruppzeiten werden aber stark optimiert und auf das Minimum reduziert.»

Zusammenspiel Mitarbeiter, Werkzeug­maschine, Werkzeug und KSS

Eine besonders grosse Herausforderung ist dabei beispielsweise das Tieflochbohren in Duplex. Bei einem speziellen Bauteil beispielsweise war die Bohrung 420 mm lang bei einem Durchmesser von 80 mm und einer h7-Passung. Hierbei ist nicht nur das Know-how der Mitarbeiter gefragt, sondern das gesamte Zusammenspiel von Werkzeugmaschine, Werkzeugen und Mitarbeitern. Auch der Kühlschmierstoff (KSS) spielt eine wichtige Rolle. G. Caviezel erklärt: «Je grösser die Anforderungen an das Bauteil sind, desto grösser sind die Ansprüche an die Abstimmung zwischen Mitarbeiter, Werkzeugmaschine, Werkzeug und KSS.»

Oft sind es Kleinigkeiten, die den Unterschied machen. Auch beim Kühlschmierstoff. «Bei unserem letzten Lieferanten war uns aufgefallen, dass der KSS beim Befüllen plötzlich starken Schaum gebildet hatte und es gab allergische Reaktionen bei den Mitarbeitern», berichtet G. Caviezel. Hintergrund war eine geänderte Rezeptur des KSS, die entsprechend den geänderten Additiven nach dem Regelwerk angepasst werden musste. «Da zusätzlich auch die Servicedienstleistung des Lieferanten schlechter geworden war, haben wir nach einem neuen Lieferanten Ausschau gehalten.» Mit Panolin gab es schon auf einem anderen Gebiet eine Kooperation, deshalb wurde mit dem Schmierstoff-​Spezialisten aus Madetswil ein Versuch mit dem Universal-Hochleistungs-KSS Panolin Intracool Nexum C-45 gestartet.

Intracool Nexum C-45 ist ein wasserlöslicher Kühlschmierstoff für den universellen Einsatz. Der KSS ist bei konventionellen CNC-Bearbeitungsmaschinen, für mittlere bis schwere Zerspanung und für alle Materialien einsetzbar. Er kann nahezu alle Arten von Werkstoffen behandeln, kommt mit allen Wasserhärten klar und ist dabei besonders hautverträglich, also schonend zum Menschen. Zudem weist der KSS eine überaus gute Biostabilität auf, ist sehr gut emulgierbar, widerstandsfähig gegen Mikroorganismen und zeigt einen ausgezeichneten Korrosionsschutz.

Erhöhte Standzeiten als positiver Nebeneffekt

Für den Versuch wurde Adams eine gewisse Menge des KSS inklusive Service zur Verfügung gestellt. Der alte KSS wurde abgepumpt, die Maschine gereinigt und mit dem neuen KSS befüllt. «Solch ein Testlauf dauert mehrere Monate. Schlussendlich bestimmt der Kunde und die jeweiligen Anforderungen die Zeitspanne. Wichtig ist, dass alle Operationen, die in der Fertigung vorkommen, auch einmal durchgeführt worden sind und dass alle Materialien und Werkzeuge zum Einsatz gekommen sind», erklärt René Breitenmoser, Verkaufsberater Industrie bei Panolin, und ergänzt: «Eine ständige Begleitung des Kunden während der Versuchsdauer ist äus­serst relevant. Dazu gehören auch Analysen und das Aufzeigen von Verbesserungsmöglichkeiten. Und natürlich erfahrene Anwendungstechniker. Unser Servicetechniker hat 15 Jahre Praxiserfahrung und sich so sehr viel Know-how angeeignet.»

Nach erfolgreicher Testphase wurden bei der Adams Schweiz AG alle Werkzeugmaschinen im Zuge der jährlichen KSS-Reinigung auf den Intracool Nexum C-45 KSS umgestellt. Die Schaumbildung gehörte der Vergangenheit an und auch die Allergien bei den Mitarbeitern waren verschwunden. Auch Verklebungen und Ölabscheidungen im Kühlmittelbehälter kamen nicht mehr vor. «Zusätzlich konnten wir einen positiven Nebeneffekt feststellen», berichtet G. Caviezel und führt aus: «Normalerweise können wir bei unserem Bauteilespektrum die Werkzeugstandzeiten nicht so einfach vergleichen. Doch bei dem Dampfsieb ist es möglich. Hier müssen sehr viele Bohrungen durchgeführt werden. Bei diesem Bauteil konnten wir feststellen, dass sich die Werkzeugstandzeiten verdoppelt haben. Aber auch generell konnten wir feststellen, dass wir die Werkzeuge einfach weniger häufig wechseln müssen als vorher.»

Die Adams Schweiz AG schätzt zudem den guten Service von Pano­lin. «Wir erachten die Betreuung der Kunden als sehr wichtig», berichtet R. Breitenmoser und präzisiert: «Es braucht einen intensiven Austausch mit dem Kunden. Hier legen wir grossen Wert darauf. Nur wenn man die Probleme des Kunden kennt, entsteht eine wirkliche Partnerschaft.» Mit einem Servicevertrag kann ein professionelles Monitoring des KSS gewährleistet werden. Abhängig von den Kundenanforderungen wird der KSS in regelmässigen Abständen kontrolliert und entsprechend ausgetauscht. «Bisher sind wir sehr zufrieden mit dem Service von Panolin. Wir haben hier sehr gute Erfahrungen gemacht. Alles funktioniert nach Absprache und der Servicetechniker ist einfach super», bestätigt G. Caviezel. SMM

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