1. Einleitung
Auf einem der Werke des schwere Maschinenbaus in der Ukraine kam es zu einer Stillstand des Presses durch Ausfall des Ausführungsmechanisms – des pneumatischen Zylinders Festo DNG-200-100PPV-A. Die Anlage arbeitete im Dreischichtbetrieb mit einer Laufzeit von etwa 14 000 Stunden nach dem letzten vorgeschriebenen Wartungstermin. Der vom Hersteller angegebene MTBF-Wert (mittlerer Ausfallzeitraum) für diese Serie beträgt 20 000 Stunden unter der Bedingung der Einhaltung der Qualitätsstandards für komprimiertes Luft. Die Notstopp führte zu einer Produktivitätsverlust von 4 Stunden und erheblichen Kosten für außerplanmäßigen Reparaturarbeiten. Der Leitende Ingenieur von UNITEC-D GmbH führt einen detaillierten Ursachenanalyse durch, um ähnliche Vorfälle zu verhindern.
2. Überblick über den Komponenten
Pneumatischer Doppelschlagzylinder Festo DNG-200-100PPV-A (Kolben Durchmesser 200 mm, Hub 100 mm) entspricht den Normen ISO 15552. Er ist für den Einsatz in schweren industriellen Umgebungen geeignet.
- Arbeitsdruck: von 0,6 bis 10 bar (nominell 6 bar).
- Betriebstemperaturbereich: von -20°C bis +80°C.
- Geschwindigkeit des Kolbens: bis 1 m/s.
- Dämpfungstyp: regelbare pneumatische Dämpfung in Endpositionen (PPV).
Dieser Knoten ist in unmittelbarer Nähe zur Quelle von Feuchtigkeit und Staub platziert, was eine erhöhte Aufmerksamkeit hinsichtlich der Luftbereitstellungssysteme gemäß den Anforderungen ISO 8573-1. erfordert
3. Nachweis der Ausfälle
Während der ersten Ortsumfrage wurden folgende Symptome festgestellt:
- Vollständige Blockierung des Stiftes in der mittleren Position des Hubweges.
- Erhöhung der Auslösezeit des Zylinders um 350 % vor der Stillstand (nach Daten des PLC-Controllers).
- Anwesenheit von öligem Emulsionsmittel mit Metallpulververunreinigungen im Auslassrohr des Verteilers.
- Erhöhter Temperaturbereich der Zylinderkappe (bis +55°C gemäß +30...°C), was auf interne Reibung hinweist.
Staatliche und internationale Normen, die bei der Analyse verwendet wurden: ISO 8573-1 (Qualität des komprimierten Luft), ISO 19973 (Bewertung der Zuverlässigkeit pneumatischer Komponenten), DSTU EN ISO 4414 (Sicherheit hydraulischer und pneumatischer Systeme).
4. Ursachenforschung
Zur Bestimmung der Kette von Ereignissen, die zur Katastrophe führten, wurde die Ishikawa-Diagramm-Methode (Ishikawa-Diagramm) und die „5 Whys“-Analyse verwendet.
- Warum ist der Stangenausleger stehen geblieben? — Der Kolben ist in der Zylinderbohrung hängengeblieben, aufgrund der Zerstörung der Dichtungen und der Ansammlung von Verschleißprodukten.
- Warum sind die Dichtungen beschädigt? — Der Material verlor seine Elastizität durch chemische Einwirkung und fehlende angemessene Schmierung.
- Warum gab es keine Schmierung? — Die Schmierung wurde durch Kondenswasser verdrängt, das durch die hohe Taupunkttemperatur des verdichteten Luftes entstand.
- Warum bildete sich Kondensat? — Der Kälteentfeuchter auf der Leitung arbeitete mit Abweichung von der Norm (die Taupunkttemperatur betrug +12°C anstelle der vorgeschriebenen +3°C).
- Warum hat die Trocknungssignalisation nicht funktioniert? — Der Feuchtesensor war durch eine Schicht Staub und Schmiermittel blockiert worden, da keine Kalibrierung in den letzten 2 Jahren durchgeführt wurde.
5. Ermittelte Wurzelursachen
| Ursache | Wahrscheinlichkeit (%) | Beweise |
|---|---|---|
| 1. Feuchtigkeit und Kondensat (Störung ISO 8573-1 Klasse 4.4.4) | 55% | Korrosionsspuren auf der inneren Oberfläche des Kolbens, Anwesenheit von Wasser in der Leitung. |
| 2. Reinigung des Werkstattöls | 30% | Trockenheit der Führungsringe, erhöhter Reibungskoeffizient. |
| 3. äußeres Staubverschmutzung | 15% | Verschleiß des Schmierstoffs am Kolbenstangenansatz, abrasive Partikel im Zylinderinnenraum. |
6. Korrektur- und Schutzmaßnahmen
Sofortiger Reparatur (Immediate Fix):
- Demontage des Zylinders Festo DNG-200-100PPV-A, vollständige Zerlegung, Defektprüfung der Kolbenstange und des Kolbens.
- Ersetzen des Dichtungsreparatursets (Polyurethanmanschetten gemäß DIN ISO 5597).
- Reinigung der inneren Oberfläche der Nabe von Verschleißprodukten und Auftragen eines speziellen Silikonfett für pneumatische Anwendungen.
Langfristige Prävention (Long-term Prevention):
- Reparatur und Kalibrierung des zentralen Trockners für komprimiertes Luft (Erreichung der Taupunkttemperatur nicht höher als +3°C).
- Einbau eines zusätzlichen Koaleszenzfilters für feines Reinigen (Klasse 1 gemäß ISO 8573-1) direkt vor dem Verbraucher.
- Einbau automatischer Kondensatabfuhr an Speicherbehältern.
7. Schneller Diagnose-Checkliste für Techniker
Verwenden Sie diese Checkliste auf dem Tablet während der regelmäßigen Inspektion von Anlagen:
- [ ] Die Anzeige des Druckmeters am Eingang der Pneumogruppe überprüfen (Betriebsdruck 6 ± 0,5 bar).
- [ ] Die Filterreglerkammer auf Feuchtigkeit und Schmiermittel untersuchen.
- [ ] Den Betrieb des automatischen Kondensatentsperrendes Klappens testen.
- [ ] Geräuschpegel beim Ausfahren des Kolbens bewerten (Fehlen von Schlägen und Reibung).
- [ ] Den Schutzrohrzustand und den Schmutzfänger des Kolbens auf Risse überprüfen.
- [ ] Die Temperatur der Zylinderkappen mit einem Pyrometer messen (Grenzwert bis +45°C).
- [ ] Die Dichtheit der Verbindungen mit Seifenlauge oder Ultraschalltester prüfen.
- [ ] Die Feuchtigkeitskondensattemperatur am Hauptentfeuchter prüfen (Sollwert +3°C).
8. Strategie zur Verhinderung von Ausfällen
Um Risiken von Stillständen in der ukrainischen Industrie zu minimieren, ist ein klarer Ablaufplan erforderlich:
- Wartungsintervalle: Durchführung eines vollständigen technischen Inspektrons der Pneumozylinder alle 8 000 Stunden oder einmal jährlich.
- Zustandsmonitoring: Verwendung von vibroakustischen Sensoren zur frühzeitigen Erkennung von Schleifspuren auf dem Kolben.
- Luftqualität: Tägliche Überwachung der Betriebsabläufe der Luftbereitstellung entsprechend den Vorschriften DSTU ISO 8573.
9. Schlussfolgerung
Das Verstopfen des pneumatischen Zylinders Festo DNG-200-100PPV-A wurde durch den kombinierten Einfluss von Feuchtigkeit und Schmierstoffabrieb verursacht, der auf den Verschleiß des Trockner für Komprimiertluft zurückzuführen war. Das frühzeitige Erkennen der Symptome und die Modernisierung der Lufteinrichtung ermöglichen den Verzicht auf Notstopp. Originale Ersatzteile, pneumatische Zylinder und Komponenten der Lufteinrichtung sind über UNITEC-D E-Catalog bestellbar.
10. Verweisung
- ISO 8573-1:2010 «Komprimiertes Luft. Teil 1. Verunreinigungen und Reinheitsklassen».
- DS TU EN ISO 4414:2015 „Hydraulik und Pneumatik. Allgemeine Regeln und Sicherheit von Systemen und ihren Komponenten“.
- ISO 15552:2018 «Pneumozylinder mit zerlegbarem Gehäuse, Nenndruck bis 10 bar».
- Technische Dokumentation des Herstellers Festo für die Serie DNG.
- Handbuch zur Zuverlässigkeitsermittlung industrieller Anlagen (MRO Handbook, UNITEC-D GmbH, 2023).
