Modernisierung alter Industrieanlagen durch Revamping

Stillstandzeiten und Defekte mehren sich, die Kosten für Reparaturen und Service steigen, die Ersatzteilversorgung ist erschwert und die am Markt erforderliche Produktqualität kann nicht mehr geliefert werden: Wenn eine Anlage ihren Zenit überschritten hat, leidet die Anlagenproduktivität erheblich und die Frage nach einer Lösung drängt sich auf – Neubau oder Modernisierung?

Denn: Nicht immer ist die Neuanschaffung einer Anlage notwendig oder die optimale Lösung. Der Trend geht eindeutig in Richtung einer Modernisierung alter Industrieanlagen, hin zu mehr Nachhaltigkeit durch reparieren – ‚Revamping‘ – statt wegwerfen und neu bauen. Revamping – aus dem Englischen für ‚aufmöbeln, nachrüsten‘ – bringt die Anlage durch umfassende Modernisierungskonzepte auf den aktuellen Stand der Technik, verbessert die Ersatzteilversorgung und erhöht die Energieeffizienz sowie die Produktivität der Anlage. Neue Komponenten auf dem technischen Stand der Zeit können eine Maschine zu neuem Leben erwecken und sichern die Ersatzteilversorgung auf lange Zeit. Die Hydraulik wird erneuert und funktioniert nach den aktuellsten Sicherheitsbestimmungen.

Die Mechanik kann mit neuen Bauteilen wie Antrieben, Automatisierung und Steuerung aufgerüstet werden. In all diesen Segmenten hat die Hainzl Systemtechnik Spezialisten und Fachleute an Board, die bereits im Neubau von Prüfständen, Prozessautomation, Hydrauliksystemen tätig sind.

„Ein weiterer Vorteil von Revamping ist, dass sich das Fachpersonal nicht umgewöhnen muss – eine aufwendige Schulung an einer neuen Anlage ist nicht notwendig. Wir achten auch immer auf die Raumverhältnisse in den Produktionshallen und nehmen eine genaue Vermessung vor. Dadurch wird der vorhandene Platz optimal ausgenutzt und die Revamping-Maßnahmen werden in einem straffen Zeitkorsett während eines geplanten Stillstandes umgesetzt“, berichtet Martin Resch, Leiter Vertrieb Metallindustrie bei Hainzl Industriesysteme, der mit seinem Team die Revamping-Projekte plant und umsetzt. Ziel ist es, dass es keinen langfristigen Ausfall der Produktion gibt und keine Umbauten in Produktionshallen notwendig sind.

Seit vielen Jahren erfolgreich umgesetzt

Bei mehreren Projekten hat Hainzl schon seine Kompetenz in diesem Bereich beweisen dürfen. Bei einem Wasserkraftwerk im oberösterreichischen Ottensheim waren nach rund 25 Jahren Betrieb Teile der Anlage defekt: Die zehn Meter langen und neun Tonnen schweren Zylinder des unteren Wehrschützes, die das Öffnen und Schließen der Schleusentore ermöglichen, mussten repariert und teils erneuert werden. Eine zeitliche enge Terminplanung war notwendig, um die Schleusen für den Schiffsverkehr auf der Donau rasch wieder herstellen zu können. Zusätzlich erneuerte Hainzl bei insgesamt sieben Turbinen im Kraftwerk die Hydraulik.

Die Vorteile der gesamten Sanierung für den Kraftwerksbetreiber und die zusätzliche Produktivität der Anlage sind immens: In Summe können mit den neuen Turbinen zusätzlich 16.000 Haushalte mit Strom versorgt werden.

Medientechnische Erneuerung eines Warmwalzwerks

Auch beim Revamping eines Warmwalzwerkes konnte Hainzl sein Know-how unter Beweis stellen. Nach mehr als 40-jähriger Betriebszeit wurde die Walzanlage eines Kunden generalüberholt und modernisiert. Ziel war es, die alte Hydraulik, Schmierung und Walzenschmierung der Walzanlage während eines geplanten Stillstands auszubauen und gegen das neue modernisierte Equipment auszutauschen. Es wurde die gesamte fluidtechnische Versorgung der Anlage, bestehend aus Schmierungen, Ventilstände, Hydraulik, Verrohrung und Steuerschränken, modernisiert: „Wir haben den Kunden bereits während eines vorangegangenen Stillstands unterstützt, dabei haben wir durch unsere Kompetenz und rasche Reaktionsfähigkeit überzeugt“, erzählt der Projektleiter Thomas Haslinger von Hainzl.

So kam es zur Anfrage an das oberösterreichische Unternehmen mit Sitz in Linz, den Betrieb bei der Modernisierung seiner gesamten Hydraulikanlage zu unterstützen: „Im Rahmen einer Vor-Ort-Besichtigung haben wir den Hydraulikbereich des Warmwalzwerkes mit einem Team, bestehend aus drei Personen, unter die Lupe genommen, den gesamten Bestand erfasst und mittels 3D-Vermessung die genauen Abmessungen und Räumlichkeiten analysiert“, so Haslinger, „anhand dieser Daten konnten wir ein Erstkonzept mit unseren Spezialisten im Bereich der Fluidtechnik ausarbeiten“.

Vertrieb, Technik, Konstruktion und Servicetechniker müssen Hand in Hand arbeiteten, um dem Kunden eine bestmögliche Lösung zu präsentieren. Wichtig war natürlich, die Anforderungen des Kunden zu erfüllen: „Dabei ging es vor allem um die Wartungsfreundlichkeit der Anlage, sicherheitsrelevante Themen, eine einfache Bedienung und eine vereinfachte  Ersatzteilhaltung der eingesetzten Komponenten. Im Wesentlichen sollten aber die Stillstände des Walzwerks durch das Revamping reduziert werden“, erzählt Haslinger.

Aufgrund der alten Komponenten war es in der Vergangenheit häufig zu ungeplanten Ausfällen gekommen. Ein Ersatz durch neue Komponenten wäre nicht möglich, da die Kompatibilität hinsichtlich der Anschlüsse der alten Komponenten wie zum Beispiel Ventilen und Motoren nicht gegeben war. Bei allen verwendeten Komponenten hat Hainzl dann deckungsgleiche Komponenten wie im gesamten Werk verbaut, um die Ersatzteilhaltung des Kunden möglichst gering zu halten.

Durch laufende Abstimmungen vor Ort oder per Online-Meetings wurde das Erstkonzept gemeinsam mit dem Kunden in intensiver Abstimmung weiterentwickelt. Wichtig war es, alle Schnittstellen  zur gesamten Anlage aufrechtzuerhalten. Die Hydraulik-Versorgung musste allen technischen Anforderungen gerecht werden und die Ausfalls- und Versorgungssicherheit sicherstellen. Aus diesem Grund wurden die sicherheitsrelevanten Funktionen redundant ausgeführt.

Herausforderungen beim Revamping-Projekt

Die Bestandsaufnahme der Anlage und die Größenverhältnisse des bestehenden Hydraulikraums waren dabei die größten Herausforderungen: Aufgrund der räumlich begrenzten Einbringungsmöglichkeiten musste in der Planungsphase sehr detailliert auf die Abmessungen des neuen Equipments geachtet werden. Mit drei Wochen stand ein enges Zeitfenster für den Ausbau des alten Equipments, die Einbringung und Montage des neuen Equipments sowie die Anbindung an die übergeordnete Steuerung und die Inbetriebnahme zur Verfügung.

„Eine besondere Herausforderung bei diesem Projekt war die enge Zeitschiene, die uns durch den Kunden vorgegeben wurde. Das Revamping inklusive der Baustelleneinrichtung, Einbringung der gesamten Hydraulik, Verrohrung und Anschluss, Inbetriebnahme, Probebetrieb und Schulung der Mitarbeiter auf die neue Anlage – all das mussten wir in drei Wochen gewährleisten können. Das war die Voraussetzung für den Erhalt des Auftrags“, berichtet Haslinger.

Die mögliche Durchführungsdauer eines Revampings vom Angebot bis zur Inbetriebnahme und Abnahme durch den Kunden beziffert Thomas Haslinger mit zwölf Wochen bis zu zwei Jahren – je nach Größe und Umfang des Projekts und Anforderungen des Kunden. Bei einem länger geplanten Revamping kann die Projektdauer jedoch auch mehrere Jahre andauern, bis die gesamte Umsetzung abgeschlossen ist.

Grund für die so straffe Zeitschiene waren die Produktionskapazitäten des Walzwerks: Die dreiwöchige Umbauzeit musste in der Produktion berücksichtigt und kompensiert werden – eine lange Vorlaufzeit des gesamten Projektes war die Folge. Innerhalb eines Jahres wurde werksseitig die Produktion so hochgefahren, dass der Kunde sein Produkt auf Lager legen konnte, erst dann wurde der Umbau durchgeführt. „Ungefähr ein halbes Jahr lang haben wir mit dem Kunden Hand in Hand an dem Umbaukonzept gearbeitet. Nach Erhalt des Auftrags dauerte es aufgrund der kundenseitigen Vorproduktion nochmals ein Jahr, bis wir mit der konkreten Umsetzung starten konnten“, so Haslinger.

Die Platzverhältnisse für die neue fluidtechnische Versorgung waren sehr beengt. Um den vorhandenen Platz im Hydraulikkeller optimal ausnutzen zu können, war die 3D-Vermessung der Räumlichkeiten und die genaue Planung immens wichtig. Die vorhandenen Anschlüsse an das Gesamtsystem waren gegeben und konnten platztechnisch nur bedingt verändert werden. Aufgrund der jahrelangen Erfahrung von Hainzl werden bei Revamping-Projekten immer wieder auch Sonderlösungen entwickelt. Technisch ausgefeilte, kreative Lösungen wie geteilte Tanks wurden bereits realisiert, um der ­Situation des Kunden vor Ort bestmöglich gerecht zu werden. Betont werden muss auch die Supervisor-Tätigkeit im Werk selbst – Hainzl koordiniert sämtliche Gewerke vor Ort.

„Es bleibt nicht bei der Entwicklung und Einbringung der eigenen Komponenten, die Gesamtsituation wird von uns immer mitberücksichtigt und alle beteiligten Werke von uns organisiert“, sagt Haslinger.

Erst testen, dann einbauen

Die gesamte Produktion für die Modernisierung passiert immer direkt bei Hainzl. Im Rahmen einer Vor-Abnahme in Linz testet der Kunde gemeinsam mit den Technikern alle Funktionen der Anlagen. Bei der Inbetriebnahme im Werk werden alle Komponenten von Hainzl eingebracht, montiert und angeschlossen; die Bediener der Anlage werden abschließend geschult. Das Full-Service beinhaltet eine Wartung über den gesamten Lebenszyklus der Hydraulik.

Eine Neuanschaffung war für den Kunden niemals eine Option, denn das Walzwerk lieferte eine sehr gute Qualität, die Bediener kannten ihre Anlage, zudem wäre die Stillstandzeit bei Neuanschaffung um ein Vielfaches höher gewesen. Jedoch war es nach dieser langen Betriebszeit eine Notwendigkeit, eine Modernisierung der hydraulischen Versorgung durchzuführen:

Die Wartungs- und Reparaturkosten waren mit der Zeit eindeutig zu hoch und die Ausfälle mehrten sich. Auch die Sicherheit der fluidtechnischen Versorgung entsprach nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik – die neue Anlage wurde daher in den relevanten Bereichen redundant ausgeführt.

Projekt Wasserkraftwerk Ottensheim

Hainzl verbindet bereits eine langjährige Kundenbeziehung mit der Verbund AG, der in Österreich mehrere Wasserkraftwerke betreibt. Schon vielfach wurden diverse Revamping-Projekte gemeinsam abgewickelt.

Das Kraftwerk Ottensheim/Wilhering wurde 1974 in Betrieb genommen und regelmäßig gewartet und teilsaniert. Seit 2020 wird das Kraftwerk umfassend revitalisiert. Bis 2029 werden wesentliche elektrische und mechanische Komponenten zur Effizienzsteigerung des Kraftwerks getauscht. Hainzl ist ein wichtiger Partner im Bereich der Zylindersanierung und dem Umbau der Hydraulik für die Turbinen im Kraftwerk.

Nach einer rund 25jährigen Betriebszeit der Zylinder des unteren Wehrschützes, die das Öffnen und Schließen der Schleusentore ermöglichen, waren diese verschlissen und benötigten eine Revitalisierung. Vor Auftragserhalt kam es zu einer Vor-Ort-Besichtigung gemeinsam mit den Kunden, wo der Ablauf und die Durchführung diskutiert wurden: „Vor allem der Ausbau der zehn Meter langen und neun Tonnen schweren Zylinder musste umfassend analysiert werden. Der Ablauf wurde schließlich fixiert: Das Dach des Kraftwerks wurde abgehoben, die vorab eingefahrenen und gesicherten Zylinder mittels Schiffkran ausgehoben und auf den Lkw geladen. Auch das Zeitfenster war genau definiert: Aufgrund der Wasserhöhe waren Demontage, Ausbau, Modernisierung und anschließender Einbau auf die Wintermonate verlegt worden, da der Schiffsverkehr auf der Donau zu diesem Zeitpunkt eingeschränkt ist“, berichtet der Projektleiter Horst Hofrichter.

Kniffelige Demontage

Im Hainzl-Werk musste Platz für die großen Zylinder geschaffen werden, bevor es an die Modernisierung der beiden Riesen ging. Insgesamt war ein Team aus rund acht Personen, bestehend aus Konstrukteuren, Technikern und Monteuren, drei Monate lang mit dem Revamping der Zylinder beschäftigt, bevor diese pünktlich im Frühling wieder montiert wurden: Per Lkw, mittels Lkw-Kran über das Dach und die anschließende Montage, Inbetriebnahme der gesamten dazugehörigen Hydraulik – die Einbringung innerhalb eines Tages, die Inbetriebnahme in der folgenden Woche. Der Umfang des Revampings: „Die beiden Kolbenstangen wurden gemäß Stahl-Wasserbau-Norm ausgetauscht, zudem haben wir das Wegmesssystem am Zylinder erneuert. Der Vorteil: Beim alten Zylinder konnte das Wegmesssystem nicht entfernt werden, ohne den Zylinder erneut auszubauen. Wir haben die Servicemöglichkeit für den Kunden wesentlich vereinfacht, indem wir den Zylinder mit dem Wegaufnehmer so konstruiert haben, dass er im eingebauten Zustand entfernt werden kann“, so Hofrichter.

Die Zylinder wurden komplett überholt, die Dichtungen erneuert. Eine Herausforderung war die ursprüngliche Beschichtung der Kolbenstange des Fremdfabrikats, die nicht mehr hergestellt werden konnte. So wurden stattdessen die Kolbenstangen neu gefertigt und normgerecht verchromt und eingebaut. Hier hat Hainzl sein Know-how unter Beweis gestellt: Die Entfernung und Neuaufbringung der Beschichtung war technisch und budgetär nicht umsetzbar gewesen, Hainzl hat sich umgehend um die Entwicklung eines alternativen Lösungsvorschlages gekümmert. Der Korrisionsschutz der Zylinder wurde ebenfalls erneuert. Bei der Werksabnahme mit dem Kunden wurde die Dichtheit der Zylinder geprüft und die Vorgaben der Stahl-Wasserbau-Norm kontrolliert.

Umbau der Turbinen

Neben dem Zylinder-Revamping wickelt Hainzl auch die Erneuerung der Hydrauliksysteme der insgesamt neun Turbinen ab: Zur Erhöhung der Turbinenleistung hat sich der Betreiber des Kraftwerks zu einer Erneuerung jeweils einer Turbine pro Jahr entschieden. Hainzl wurde mit der Erneuerung der Hydraulik für die Turbine betraut und ist damit ein essentieller Partner für das Revamping der gesamten Anlage. Seit 2020 wurde die Hydraulik dreier Turbinen bereits umgebaut.

Die Herausforderungen bei diesem Projekt liegen in der Bestandserhebung, der verbauten Fremd-Fabrikate, dem straffen Terminplan und der komplexen Einbringungssituation. Die vereinbarte Inbetriebnahme war wie bei den Zylindern streng, da die Wettergegebenheiten zu diesem Zeitpunkt zu berücksichtigen waren (Hochwasser-Saison). Zur Analyse der Situation vor Ort war auch hier wieder eine Besichtigung der Anlage bezüglich der Einbringungssituation und dem Platzbedarf und der intensiven Vermessung der Räumlichkeiten der Hydraulikanlage unter der Turbine wichtig. Das Projekt umfasst die gesamte Planung des Umbaus, die Demontage und Entsorgung des Altbestands. Die Fertigung der neuen Hydraulik, deren Einbringung, Inbetriebnahme, Schulung der Betriebs- und Instandhaltungsmannschaft sowie die Dokumentation des gesamten Umbaus.

„Auch hier war die Demontage und der Ausbau wieder besonders fordernd und wurde übers Dach realisiert. Das Hydraulikschema wurde kundenseitig vorgegeben, mit dem Unterschied, dass viele Komponenten aufgrund des Alters nicht verfügbar sind. Daher musste die Hydraulik in großen Teilen neu konzipiert werden“, erzählt Hofrichter.

Es wurden Konstrukteure involviert, die die Hydraulik neu planten und aufsetzten, inklusive neuem Tank, neuer Ventile und Filtereinheiten sowie Pumpen – eine sehr komplexe Aufgabe, da die gesamte Hydraulikanlage zur bestehenden elektrischen Steuerung passen musste, die betreiberseitig nicht verändert wurde. Auch die gesamte Verrohrung der Hydraulik wurde neu gemacht. Nur teilweise konnten alte Komponenten verwendet werden – die Drosselventile an den Zylindern beispielsweise wurden revitalisiert und wiederverwendet.

Quelle: Hainzl Industriesysteme GmbH