12 m große Flossenwände plattieren

Flossenwände sind die aus Rohren und Flacheisen hergestellten Heizflächen von großen Wasserrohrkesseln, welche in der gewerblichen und industriellen Energieerzeugung eingesetzt werden. Der sich abzeichnende Trend bei den Brennstoffen und die Verbrennung von immer aggressiveren Brennstoffen erfordern einen soliden Korrosionsschutz. Die dazu bevorzugt angewandte Schutzmethode wird als Auftragsschweißen bezeichnet. Sie ist die effizienteste Methode zum Schutz der Oberflächen von Flossenrohren. Das Industrieunternehmen SHI FW Energia Fakop (Fakop) hat sich unter anderem auf das Schweißplattieren der hohen Wände spezialisiert, die vor allem in Müllverbrennungsanlagen zum Einsatz kommen. Damit leistet es einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Abfallwirtschaft.

Das Unternehmen kann auf eine mehr als hundertjährige Tradition zurückblicken. 1880 gründen Wilhelm Fitzner und Konrad Gamper in Sosnowiec die „W. Fitzner Dampfkesselfabrik“. Nur zwanzig Jahre später, im Jahr 1900, gelingt der polnischen Kesselschmiede auf der Pariser Weltausstellung mit dem Gewinn des „Grand Prix“ ein Welterfolg. 2009 steht Fakop erneut im Rampenlicht – und zwar mit dem weltweit größten Wirbelschichtkessel. Nun stand das Unternehmen vor der Aufgabe, 12 m hohe Flossenwänden zu plattieren. Hierfür fiel die Wahl auf eine turmhohe, mit zwei Aufzugsplattformen betriebene CMT-Cladding-Anlage von Fronius. „Für das Beschichten der Flossenrohre verwenden wir einen zirka 15 Meter hohen Cladding-Turm der Fronius Welding Automation“, erklärt Arkadiusz Osuch, Geschäftsführer von Fakop. „Er kann zwei 12 Meter hohe und 1,6 Meter breite Flossenwände aufnehmen und wird mit zwei Aufzugsplattformen, jede einzelne mit innovativer CMT-Schweißtechnologie ausgestattet, betrieben.“

Ein wesentlicher Faktor, der für den Kauf des Fronius Schweißturms sprach, ist der Einsatz der CMT-Technologie. Ihr Vorteil liegt in der digitalen Prozessregelung, die Kurzschlüsse selbstständig erkennt und durch das Rückziehen des Drahtes die Tropfenablöse unterstützt. Dadurch entsteht eine Vor- und Rückwärtsbewegung, welche die Lichtbogen-Brennphase kurzhält und den Wärmeeintrag reduziert. Das Ergebnis ist ein Werkstoffübergang, der spritzerfreie Cladding-Ergebnisse mit einer besonders glatten Oberfläche, weichen Nahtüberlappungen und konstanter Schichtdicke ermöglicht. „Der CMT-Prozess wird heutzutage von den meisten unserer Kunden verlangt“, ergänzt Senior-Schweißexperte Olej und führt weiter aus: „Man kann ruhig sagen, er hat sich als Standard etabliert, und wer ihn richtig einzusetzen weiß, hat gute Chancen am Markt.“

Um den hohen Qualitätsansprüchen der Kunden gerecht zu werden, achten die Fertigungsingenieure für Schweißtechnik von Fakop aber bereits bei der Vorbehandlung der Flossenrohre auf jedes kleinste Detail. Nach der Oberflächenvorbehandlung werden sie in einem von Staub und Rost befreiten Zustand zum Auftragsschweißen gebracht. Ausschlaggebend ist jedoch nicht nur eine gute Vorbehandlung. Entscheidend für die Wirksamkeit des Korrosionsschutzes ist zudem der Aufmischungsgrad. Man versteht darunter die Vermischung des Grundmaterials mit der aufzutragenden Legierung. Ziel ist es, den Aufmischungsgrad so gering wie möglich zu halten und gleichzeitig ein gutes Durchschmelzen zwischen dem Grundmaterial und der Schutzschicht zu gewährleisten. Eine geringe Vermischung bedeutet eine längere Lebensdauer von Anlagen. Jaroslaw Olej bestätigt: „Jetzt liegt das Mischungsverhältnis regelmäßig unter 3 %“.

Schweißtechnische Kompetenz und Erfahrung spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. So hängt zum Beispiel die Lichtbogenstabilität und damit die Porenanfälligkeit zu einem großen Teil von einer gleichermaßen optimalen wie konstanten Drahtvorschubgeschwindigkeit ab. „Von der Drahtfördertrommel bis zum Brenner haben wir es mit einer enormen Drahtlänge von rund 15 Metern zu tun. Deshalb ist es schwierig, die Geschwindigkeit hundertprozentig stabil zu halten. Man benötigt dafür einen verlässlich operierenden Drahtvorschub, eine Reihe von Tests und ausreichend Experten-Know-how“, weist Piotr Ogórek, Technologie- und Entwicklungsexperte, auf die Wichtigkeit des spezifischen Fachwissens bei der Beschichtung von Membranwänden hin. Das Stick-Out und die damit verbundene Lichtbogenlänge sind weitere maßgebliche Qualitätsfaktoren, die zusammen mit der konstanten Drahtgeschwindigkeit zur Reduzierung der Poren beitragen. Mit Hilfe von Fronius passten die Spezialisten von Fakop die Eigenschaften ihrer TPS/i CMT- Schweißgeräte so an, dass sie durch die entsprechende Einstellung des Stick-Outs optimale Cladding-Ergebnisse ohne Porenbildung erzielen.

Geschweißt wird mit horizontaler Pendelung von oben nach unten in Fallposition (PG). Beide Aufzugsplattformen sind mit CMT-Schweißtechnologie ausgestattet und besitzen eine intuitiv zu bedienende HMI-Systemsteuerung mit Touchscreen, eine Arcview-Kamera samt Monitor, zwei CMT-Brenner und einen Joystick zu deren Feinjustierung. Sämtliche Brenner sind wassergekühlt, wobei die Brennertemperatur einen hohen Einfluss auf die Aufmischungsrate hat. Damit der Grenzwert von 3 % keinesfalls überschritten wird, darf sie weder zu heiß noch zu kalt sein und erfordert eine präzise Regulierung durch das Kühlsystem der Anlage. „Ein weiteres Kriterium ist die ideale Position des Schweißbrenners, da bei falsch eingestelltem Brennerwinkel Spritzer entstehen“, fährt Ogórek fort. Erreicht wird das durch die neue komfortable Feineinstellung der Brennerposition mit Joystick. Ursprünglich musste der Brenner mittels Gleitschiene manuell in Position gebracht werden. Das machte die Feinjustierung beinahe unmöglich. Mit Arcview-Kamera und Joystick lässt sich das Feinjustieren mittlerweile komfortabel, rasch und millimetergenau bewerkstelligen.

Für die Sicherheit der Anwenderinnen und Anwender sorgen Rauchgasabsaugungen an jedem Brenner und ein dunkelrot getönter Sichtschutzvorhang, der beide Aufzugsplattformen abschottet, über die gesamte Höhe der Anlage reicht und die Schweißfachkräfte vor UV-Strahlung schützt. „Ein weiteres wichtiges Feature des Fronius-Systems ist die Schweißdatenmanagement-Software Weldcube“, erklärt Osuch abschließend. „Während des Auftragsschweißens zeichnet Weldcube alle Prozessdaten auf. Die erfassten Informationen helfen uns bei der Prozess-Verwaltung. Wir sind mit dem Gerät zum Auftragsschweißen von Fronius sehr zufrieden und haben uns für den Kauf eines weiteren Geräts entschieden.“