Viele Jahre lang war die Wartung von Industrieanlagen zeitabhängig oder in einigen Fällen einfach darauf ausgerichtet, die Anlagen bis zum Ausfall laufen zu lassen. In jüngster Zeit, mit dem Aufkommen immer ausgefeilterer Überwachungs- und Datenerfassungstechnologien, hat sich ein allmählicher Wechsel von reaktiven zu vorausschauenden oder zustandsorientierten Wartungsprogrammen vollzogen.
Dieser Wandel wurde - und wird weiterhin - von der Notwendigkeit angetrieben, dass die Industrie immer effizienter wird. Dies gilt insbesondere, wenn die Gewinnspannen unter Druck stehen. Weitere Gründe sind die Einführung immer strengerer Sicherheitsvorschriften und in jüngster Zeit die Sorge um den Klimawandel und die Energieeinsparung.
Obwohl prädiktive Wartungstechnologien zunächst bei hochwertigen oder kritischen Produktionssystemen eingesetzt wurden, werden sie jetzt standardmäßig bei einer wachsenden Zahl von Geräten auf niedrigerer Ebene angewendet, von Pumpen, Lüftern und Motoren bis hin zu Kompressoren und Trocknern.
Laut einem kürzlich erschienenen Bericht von Research And Markets wird für den weltweiten Markt für vorausschauende Wartungsprodukte (Hardware und Software) bis mindestens 2030 ein Wachstum von 31 % prognostiziert (CAGR). Es liegt auf der Hand, dass es noch ein langer Weg ist, bis sich diese Praxis in der gesamten Industrie durchgesetzt hat.
In vielerlei Hinsicht stellen industrielle Druckluftsysteme einen Mikrokosmos dieses Wandels dar. Traditionell wurden sie im hinteren Teil einer Fabrik oder an einem anderen abgelegenen Ort installiert, wo man sich in der Regel nur an sie erinnerte, wenn etwas schief ging.
Heute befinden sich die meisten Industriekompressoren in speziellen Kompressorräumen und sind mit intelligenten Überwachungs- und Echtzeit-Steuerungsgeräten ausgestattet, die mit modernen Sensoren verbunden sind, die jeden Aspekt des Betriebs messen. So können die Kompressoren effizient betrieben werden, um den Energieverbrauch zu minimieren und eine gleichbleibende Luftqualität zu gewährleisten. Sie ermöglichen es auch, die Wartung im Voraus zu planen, wenn der Produktionsbedarf gering ist, und können dazu beitragen, sowohl die Lebensdauer der Kompressorkomponenten als auch die Wartungsintervalle zu verlängern.
Zu diesen Sensoren gehören in der Regel mindestens Druck- und Temperatursensoren auf der Lufteintrittsseite des Kompressors sowie Schwingungssensoren zur Anzeige des Verschleißes rotierender Teile, während auf der Austrittsseite (nach dem Trockner) ein Durchflussmesser und - vielleicht am wichtigsten - ein Taupunktsensor angebracht sind. Weitere Sensoren können auch an anderen Stellen des Systems angebracht werden; so können beispielsweise Druck- und Durchflusssensoren in den Verteilerrohren eingesetzt werden, um Druckschwankungen zu messen, die an die mit Druckluft betriebenen Werkzeuge oder Geräte abgegeben werden.
Nahezu alle Prozesse und Anlagen, die Druckluft benötigen, sind der Gefahr von Feuchtigkeitsschäden ausgesetzt. Diese kommt natürlich in der atmosphärischen Luft vor, die in einen Kompressor eingesaugt wird. Feuchtigkeit kann mehrere Probleme verursachen: Korrosion, Beschädigung von Dichtungen, Emulgierung von Ölen und, wenn Luft als Teil des Produktherstellungsprozesses verwendet wird, wie z. B. in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung, schlechte Produktqualität und die Gefahr von Bakterienwachstum.
Wasser kommt in der atmosphärischen Luft normalerweise als Dampf vor. Die Luft kann jedoch nur eine bestimmte Menge an Dampf aufnehmen, bevor er als Flüssigkeit kondensiert. So kann Luft bei 20 °C bis zu 17,3 g/m³ Dampf aufnehmen, bevor sie gesättigt ist; jenseits dieses Punktes - dem so genannten Taupunkt - findet ein Phasenwechsel statt, bei dem der Dampf zu einer Flüssigkeit kondensiert; in der Natur äußert sich dies in Form von Tau, Regen oder Frost. Eine ähnliche Situation tritt in Druckluftsystemen auf, wenn heiße Luft aus dem Kompressor auf ihrem Weg durch nachgeschaltete Geräte abkühlt.
Mit einem Taupunktsensor kann der Feuchtigkeitsgehalt der Druckluft genau gemessen werden. Insbesondere durch den Einsatz eines Taupunktsensors am Trocknerausgang mit einer Rückkopplungsschleife zur Trocknersteuerung wird es möglich, die Trockenmittel-Trocknungssäulen innerhalb exakter Parameter zu steuern und so eine maximale Effizienz zu gewährleisten. Ein Taupunktsensor ermöglicht es auch, die Menge der Spülluft und die Häufigkeit der Spülung zu minimieren; bei regenerativen Zweisäulentrocknern beispielsweise schaltet ein Taupunktsensor die aktive Säule nur dann ab, wenn ihre Leistung unter ein vorgegebenes Niveau fällt.
Der Einsatz eines Taupunktsensors in Verbindung mit anderen Kontrollgeräten ist daher der Schlüssel zu einer effektiven Wartungsstrategie. Darüber hinaus reduziert er den Energieverbrauch, verlängert die Lebensdauer von Trocknerkomponenten und Trockenmittel und gewährleistet eine optimale Produktqualität bei Anwendungen, bei denen der Druckluftstrom mit dem Endprodukt in Kontakt kommt.
Die neueste Generation von Taupunktsensoren oder -transmittern, wie z. B. unsere Easidew-Reihe, nutzt die keramische Metalloxid-Technologie von Michell, um ein außergewöhnliches Maß an Genauigkeit, Hysterese und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Jeder Sensor wird mit Hilfe von Dünn- und Dickschichttechniken hergestellt, wobei eine hygroskopische Monoschicht zwischen zwei geladenen Schichten aus leitfähigem Material eingebettet ist. Die Monolage adsorbiert Wassermoleküle. Diese haben dielektrische Eigenschaften, die die Kapazität zwischen den Metallschichten verändern; diese ist proportional zum Grad der vorhandenen Feuchtigkeit, so dass selbst im Spurenbereich präzise Messungen vorgenommen werden können.
Die Technologie ist erprobt und bewährt, und die modernen Sensoren sind außerordentlich robust, so dass sie sich für alle Arten von Druckluftanwendungen eignen.
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