Fallstudie · Wasserkraft
Vor-Ort-Instandsetzung des Führungslagers einer Francis-Turbine
Wie ein Wasserkraftbetreiber den Sitz des Führungslagers einer 12-MW-Francis-Wasserturbine vor Ort mit dem LBM600 Dual System aufbaute und nachbohrte und die Einheit in zwei Tagen statt Wochen wieder ans Netz brachte.
Kunde
Wasserkraftbetreiber — vertraulicher Kunde, Italien
Anlage
12-MW-Francis-Turbine, Laufwasserkraftwerk
Maschine
LBM600 Dual System, Maucotools
Ergebnis
Sitz Ø510 H7 instandgesetzt, ~45.000 € gespart
01 — Der Protagonist
Die 12-MW-Francis-Turbine
Vor dem Eingriff lohnt ein Blick auf die Einheit, an der wir gearbeitet haben. Die Francis-Turbine ist das Herz eines Hochdruckkraftwerks: Sie wandelt die Energie des Wassers mit über 90 % Wirkungsgrad in Leistung um, verlangt aber enge Toleranzen an den rotierenden Teilen.
12 MW
Nennleistung
Von der Einheit bei Volllast ins Netz eingespeiste Leistung.
220 m
Nettogefälle
Von der Turbine genutztes hydraulisches Gefälle.
6,2 m³/s
Nenndurchfluss
Vom Laufrad bei Volllast verarbeitetes Wasser.
9.500 kg
Laufradgewicht
Masse der rotierenden Baugruppe: aufwendige, teure Demontage.
02 — Die Herausforderung
Ein ovalisierter Sitz außerhalb der Toleranz
Nach Jahren im Betrieb war der Sitz des Führungslagers der Turbinenwelle ovalisiert und verschlissen und verursachte ungewöhnliche Vibrationen. Die Bohrung musste auf das Nennmaß H7 zurückgeführt werden, um das Lager wieder aufzunehmen — ohne den Turbinenkopf zu demontieren und zu transportieren, eine Arbeit von Wochen.
Ovalisierter Sitz
Durchmesser von Ø510,00 auf Ø512,40 mm gewachsen, mit 0,4 mm Ovalität.
Nicht transportierbares Bauteil
Der Sitz ist Teil des Turbinenkopfs: Der Ausbau hätte Kran, Schwertransport und wochenlangen Stillstand erfordert.
Strenge Toleranz
Gefordert waren eine H7-Passung und Konzentrizität zur Maschinenachse: kein Spielraum für Fehler.
03 — Die Lösung
LBM600 Dual System, vor Ort
Für diesen Einsatz wählte der Kunde das LBM600 Dual System, die tragbare Bohrmaschine von Maucotools bis Ø600 mm, wegen ihrer Fähigkeit, den Sitz direkt an der Turbine per Schweißen aufzubauen und nachzubohren — in einer einzigen Aufspannung und ohne Demontage.
Der Dual-System-Vorteil
Dank der unabhängigen Module Rotation und Vorschub führte der Bediener sowohl den rotierenden Schweißauftrag als auch das anschließende Bohren ohne Umpositionieren der Maschine aus und hielt die perfekte Koaxialität zur Turbinenachse.
Arbeit in der Höhe und auf engem Raum
Die Maschine wurde auf engem Raum am Turbinenkopf montiert, wodurch die Demontage der rotierenden Baugruppe und der Transport des Bauteils entfielen.
04 — Das Verfahren
Der Eingriff Schritt für Schritt
Ausrichtung und Zentrierung
Die Bohrstange wurde mit dem Maucotools-Zentrierset zur Turbinenachse zentriert und ausgerichtet, um die Koaxialität des neuen Sitzes zu gewährleisten.
Vorbereitung des Sitzes
Ein erster Bohrgang entfernte die Ovalität und reinigte das verschlissene Material, wodurch eine gleichmäßige Oberfläche für den Auftrag entstand.
Rotierender Schweißauftrag
Mit dem Vorschubmodul allein und der Brennerhalterwelle trug die LBM600 das Zusatzmaterial gleichmäßig über den gesamten Sitz auf und baute den fehlenden Durchmesser wieder auf.
Endbohren auf Maß
Der Sitz wurde mit kontrollierten Schlichtgängen auf Ø510 H7 gebracht und erreichte die für das Lager erforderliche Oberflächengüte.
Prüfung und Montage
Maß- und Konzentrizitätsprüfung mit Messmitteln, anschließend Einbau des neuen Lagers und Wiederinbetriebnahme der Einheit.
05 — Die Ergebnisse
Zahlen, die für sich sprechen
Sitz instandgesetzt
Ø512,4 → 510,00 mm H7
Geometrie wiederhergestellt
Ovalität
< 0,02 mm
Konzentrizität wiederhergestellt
Anlagenstillstand
3 Wochen → 2 Tage
Einheit wieder am Netz
Durch die Arbeit vor Ort vermied der Kunde die Demontage und den Transport des Turbinenkopfs und brachte die Einheit in zwei statt drei Wochen wieder in Produktion. Zwischen vermiedener Erzeugungsverlust, Kranmiete und Schwertransport sparte der Eingriff mit dem LBM600 Dual System rund 45.000 € bei einem einzigen Stillstand.
“Die Demontage des Turbinenkopfs hätte wochenlangen Stillstand bedeutet. Mit der LBM600 haben wir den Sitz direkt an der Welle aufgebaut und nachgebohrt, auf H7-Toleranz. Zwei Tage, und die Einheit war wieder am Netz.”
— Instandhaltungsleiter — Wasserkraftbetreiber (vertraulicher Kunde)
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