Vorausschauende Wartung für Pumpen

In diesem Blogartikel beschäftigen wir uns mit der Wartung von Pumpen mithilfe von Predictive Maintenance.

Insbesondere Anlagenbetreiber*innen, die den Faktor Overall Equipment Efficiency (OEE) im Auge haben, sind an dieser Lösung interessiert. Ob aufgrund eines gebrochenen Laufrads, einer defekten Dichtung oder Kavitation – Stillstände von Pumpensystemen sind teuer, sowohl was die Reparaturkosten als auch den Produktivitätsverlust betrifft.

Pumpen sind für die Industrie essenziell und werden in den verschiedenen Industriezweigen in großem Umfang eingesetzt. Der Polaris-Forschung zufolge sind Pumpen für 30 Prozent des gesamten Energieverbrauchs an einem durchschnittlichen Industriestandort verantwortlich. Allerdings arbeiten diesem Forschungsbericht zufolge rund 90 Prozent der Pumpen weltweit ineffizient, das heißt mit niedrigem Wirkungsgrad. Dadurch werden jedes Jahr Millionen von Euro an Energie verschwendet.

Speziell Zentrifugalpumpen sind sehr gefragt, da sie in den Industrien eingesetzt werden können, die unabhängig von Druck mit einem großen Flüssigkeitsvolumen arbeiten. Hierunter fallen beispielsweise die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die Textil- und Metallindustrie sowie die chemische und die Öl- und Gasindustrie.

Generell befördern Pumpen flüssige Materialien wie Getränke, Farbstoffe und Chemikalien durch die Produktionslinien. Darüber hinaus sind sie auch Teil von Hilfssystemen wie Hydraulik, Schmierung, Maschinenkühlung, HLK und Abwasser.

Wie Pumpen funktionieren

Pumpen aller Arten setzen auf die grundlegenden Kräfte der Natur, um Flüssigkeiten zu bewegen. Setzt das bewegliche Pumpenteil zum Beispiel das Laufrad oder die Schaufel in Bewegung, wird Luft aus dem Weg geschoben. Durch die Luftbewegung entsteht ein Teilvakuum (Unterdruck), das durch weitere Luft oder, im Falle von Wasserpumpen, durch Wasser aufgefüllt werden kann.

Grundsätzlich wird zwischen zwei allgemeinen Arten von Pumpen unterschieden: Strömungspumpen und Verdrängerpumpen. Zentrifugalpumpen zählen zu den sogenannten Strömungspumpen (auch Kreiselpumpen genannt). Hier werden Zentrifugalkräfte genutzt, um Flüssigkeiten an die Außenseite der Laufräder zu befördern, wodurch in der Mitte ein Unterdruckbereich entsteht. Wie Sie die Lebenszykluskosten einer Zentrifugalpumpe reduzieren können, erfahren Sie in diesem Blogartikel.

Zu den sogenannten Verdrängerpumpen zählen beispielsweise Rotationspumpen sowie Kolbenpumpen. Beide machen sich rotierende Bewegungen zu Nutze, um Flüssigkeiten zu gewinnen und zu verdrängen.

Pumpen bilden das Herzstück vieler Anlagen. Aus diesem Grund ist es umso fataler, wenn diese ausfallen.   Grundsätzlich werden Pumpensysteme durch eine Vielzahl an ineinandergreifenden Komponenten betrieben, darunter fallen beispielsweise Rohrleitungen, Laufräder, Ventile und Dichtungen, welche nur im Zusammenhang zuverlässig funktionieren können.

Unabhängig von der Art der Pumpe enthalten alle Pumpen rotierende Komponenten wie Motoren und Lager. All diese Komponenten sind anfällig für Schäden wie Lagerdefekte, Reibung, Unwucht und Fehlausrichtungen.

Je nach Anlage kann beispielsweise eine hohe Temperatur eines Bauteils zu Folgeschäden an anderen Teilen führen. So reicht es hier nicht aus, die einzelnen Komponenten zu überwachen, sondern auch gegenseitige Abhängigkeiten zu berücksichtigen.

Welche Schäden können einen Pumpenausfall verursachen?  

Pumpensysteme sind Lagerschäden, Fehlausrichtungen, Unwuchten, Lockerheit sowie Kavitation und Reibung ausgesetzt. Kavitation tritt beispielsweise auf, wenn am Pumpeneinlass nicht genügend Flüssigkeit vorhanden ist, um die von der Pumpe bereitgestellten Hohlräume zu füllen. Grundsätzlich wird zwischen zwei Arten von Kavitation unterschieden: dampfförmiger und gasförmiger Kavitation. Hierfür gibt es eine Reihe von Ursachen, die sich alle bei ordnungsgemäßer Wartung vermeiden lassen.

Eine reaktive Wartung verringert die Ausfallwahrscheinlichkeit zwar erheblich, ist jedoch aufgrund der hohen Wartungsarbeiten in Bezug auf Kosten und Zeit sehr ineffizient.

Wie Sie Pumpenausfälle mithilfe von vorausschauender Wartung verhindern

Die bereits erwähnten möglichen Schäden beeinträchtigen die Pumpeneffizienz erheblich. Die Behebung dieser Probleme kann zu kürzeren Laufzeiten und geringerem Stromverbrauch führen und gleichzeitig den Verschleiß der Anlage minimieren.

Im Gegensatz zur reaktiven Wartung, hilft die vorausschauende Wartung bei der Einschätzung, wann eine Wartung durchgeführt werden sollte, und trägt zudem dazu bei, Ausfälle, Reparaturkosten, Sicherheitsrisiken sowie unnötigen regelmäßige Wartungsarbeiten zu vermeiden.

Was passiert, wenn eine Pumpe ausfällt?

Pumpen sind ein wesentlicher Bestandteil jeder Anlage für die Übertragung von Flüssigkeiten von einem Prozess zum anderen. Für Pumpen wird eine durchschnittliche Lebensdauer von zehn Jahren angenommen. Fast jede dieser Pumpen wird vor ihrer endgültigen Außerbetriebsetzung mehrmals repariert, was einen großen Kostenfaktor für die Betreiber*innen darstellt.

Kommt es zu einem Ausfall einer Pumpe, bringt dies weitreichenden wirtschaftlichen Folgen mit sich. Denn steht die Produktion ungeplant still, bedeutet dies einen unweigerlicher Produktivitätsverlust. Abhilfe können hier digitale Frühwarnsysteme wie die vorausschauende Wartungslösung von AiSight schaffen.

Wie AiSight ungeplante Ausfallzeiten bei Pumpen verhindert

Dank unserer Plug & Play-Sensoren bekommen Sie bereits ab dem ersten Tag umfangreiche Einblicke in den Zustand Ihrer Maschinen. Unsere Smart Maintenance beschert Ihnen alle Vorteile von vorausschauender Wartung und erspart Ihnen zur gleichen Zeit die Nachteile wie zum Beispiel jene einer langsamen und teuren Implementierung.

Unser Aion-Sensor verwendet drei Sensoren, welche eine Analyse der drei Parameter– Vibration, Temperatur, Magnetfeld – ermöglichen. Dadurch sind wir in der Lage, Störungen und Fehler wie beispielsweise Fehlausrichtungen frühzeitig zu erkennen.

Unsere intelligenten Vibrationssensoren ermöglichen uns beispielsweise die Überwachung der Geschwindigkeit (mm/sek) und Beschleunigungswerte (g). Durch die Überwachung dieser beiden Parameter ist es möglich Vibrationserhöhungen zu erkennen, die durch ein breiteres Spektrum von Problemen verursacht werden, wie zum Beispiel Kavitation, Unwuchten und Fehlausrichtungen.

Kleine Veränderungen in den Schwingungsmustern sind oft der erste Hinweis auf einen sich entwickelnden Pumpenschaden. Dampfförmige und gasförmige Kavitation erzeugt eigene charakteristische Geräusche. Durch die Schwingungsanalyse können die Schwingungen, die durch diese Geräusche entstehen, erkannt werden, bevor sie hörbar werden und bevor das Problem ernst wird. Diese Art der Frühwarnung verschafft wertvolle Wochen zur Vorbereitung und Planung einer Pumpenwartung.

Dank des Temperatursensors können wir schnell Änderungen in der Temperatur erkennen, welche für den Flüssigkeitsdruck in Pumpen äußerst wichtig ist.

Nicht zuletzt liefert unser Magnetfeldsensor ein genaues Bild der Motorfunktion und ermöglicht zudem die Überwachung von Motoren, die mit variablen Drehzahlen arbeiten.

Mit der vorrausschauenden Wartungslösung von AiSight können alle rotierenden Geräte, einschließlich Motoren und Lager, die für den Betrieb von Pumpen nötig sind, überwacht werden.

Die Verfügbarkeit sowie Zuverlässigkeit von Pumpenanlagen ist eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Produktionskette in der Industrie. Deshalb hat sich die AiSight-Lösung zum Ziel gesetzt, mit ihrer Störungsfrüherkennung einen ordnungsgemäßen Betrieb von Pumpen zu gewährleisten.

Vorausschauende Wartung von Pumpen für die Industrie  

Pumpen werden in den unterschiedlichsten Industriebranchen zum Einsatz gebracht. Diese reichen von der Metallindustrie, der Textilindustrie bis hin zur FMCG-Industrie, der chemischen Industrie sowie der Öl- und Gasindustrie.

Vorausschauende Wartung von Pumpen in der Metallindustrie

Die Metallindustrie setzt High-Tech-Maschinen und Pumpen ein, um Teile effizient und genau zu reproduzieren. Bei dieser Art der Fertigung gibt es kaum Spielraum. Mangelhafte Anlagenzustände stellen daher ein Problem dar. Darüber hinaus können Verunreinigungen, die während des Produktionsprozesses entstehen, weitere Probleme in der Produktionslinie verursachen. Für den Abtransport dieser sind häufig Pumpen im Einsatz.

Vorausschauende Wartung von Pumpen in der Textilindustrie

In der Textilindustrie werden Pumpen für Prozesse wie Färben, Bleichen, Waschen, und für die Kesselspeisung, Filtration sowie diverse Umfüllprozesse benötigt. Im Allgemeinen stellt die Produktion von Textilien hohe Anforderungen an die Effizienz und erfordert umweltschonende Prozesse, da oft chemisch aggressive und gesundheitsgefährdende Stoffe in flüssiger Form verwendet werden.

Ein robuster und beständiger Produktionsablauf ist daher ein hoher Anspruch dieser Industriebranche. Die Carl Meiser GmbH & Co.KG ist Spezialist für die Beschichtung technischer Textilien und flexibler Bahnwaren. Erfahren Sie in unserer Fallstudie, wie das Unternehmen den Wartungsprozess mithilfe der AiSight-Lösung digitalisiert hat.

Vorausschauende Wartung von Pumpen in der FMCG-Industrie

Bei Schnelldrehenden Konsumgütern (FMCG-Produkten) gilt es keine Zeit zu verschwenden. Diese Art von Produkten müssen innerhalb eines kurzen Zeitfensters in den Regalen sein. Aus diesem Grund sind Produktionsausfälle aufgrund unerwarteter Schäden von Pumpen daher keine Option. Mit der AiSight-Lösung können Sie die Instandhaltungsprobleme komplexer Pumpenanlagen im Keim ersticken.

Es handelt sich hierbei um keinen allumfassenden Überblick über alle Branchen, die Pumpen verwenden, sondern lediglich einen kurzen Auszug der Einsatzgebiete.

AiSight ist Experte für die Vorhersage von Ausfällen von Pumpen. Nutzen Sie die AiSight-Lösung, um Ihre Wartungsmaßnahmen effizienter zu gestalten und ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren.

In unserem nächsten Blogbeitrag dreht sich alles um die vorausschauende Wartung von Lüftern, Ventilatoren und Gebläsen. Stay tuned!

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