Die Zellstoffaufbereitung ist ein kontinuierlicher und mechanisch anspruchsvoller Teil der Zellstoff- und Papierherstellung. Anlagen wie Pulper, Siebe und Refinierer, Stoff- und Zellstoffpumpen, Vakuumpumpen, Mischer und Kastenrührwerke sowie Zentrifugalreiniger sind rund um die Uhr in Betrieb und verarbeiten dabei abrasive Fasersuspensionen mit schwankender Konsistenz und häufigen Prozessänderungen. Diese Maschinen bilden das mechanische Rückgrat der Stoffaufbereitung und beeinflussen direkt die Fließstabilität, die Faserqualität und die Betriebsmarge der nachgeschalteten Papiermaschinen.
Aus Sicht der Anlagenzuverlässigkeit besteht die Zellstoffaufbereitung aus vielen rotierenden Anlagen mittlerer Kritikalität, deren Gesamtzustand die Prozessstabilität bestimmt. Geringfügige mechanische Verschleißerscheinungen können schnell zu Qualitätsschwankungen, einem instabilen Stofffluss oder Kapazitätsverlusten führen. Die Schwingungszustandsüberwachung spielt daher eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung eines vorhersehbaren Betriebs und der Unterstützung der zustandsorientierten Instandhaltung in diesem Teil der Fabrik.
Die Herausforderung: variable Prozessbedingungen und dezentral verteilte Anlagen
Die Zellstoffaufbereitung läuft selten an einem einzigen konstanten Betriebspunkt. Konsistenz, Fasertyp, Ausschussmenge, Verdünnungswasser und Produktionsrate ändern sich kontinuierlich, und viele Maschinen wechseln zwischen verschiedenen Betriebsmodi wie Befüllen, Umwälzen, Entflocken, Sieben und Verfeinern. Infolgedessen variieren die Schwingungspegel naturgemäß mit dem Prozess.
Dies macht das Zuverlässigkeitsmanagement in der Praxis zu einer Herausforderung. Ohne kontinuierliche Trendanalyse ist es schwierig, zwischen Schwingungsänderungen zu unterscheiden, die durch normale Prozessschwankungen verursacht werden, und solchen, die auf sich entwickelnde mechanische Fehler zurückzuführen sind. Eine manuelle Schwingungsmessung, die unter einer anderen Belastung oder Konsistenz durchgeführt wird, kann frühe Verschleißerscheinungen übersehen oder zu unnötigen Folgemaßnahmen führen.
Das Risiko verteilt sich auf eine breite Palette von Anlagen, die den Stofffluss aufrechterhalten und den Stoff in einem bestimmten Zustand halten. Probleme bei Stoff- und Zellstoffpumpen können zu Durchflussinstabilität oder Kavitationsschäden führen. Probleme mit Mischern und Kastenrührwerken können zu schlechter Durchmischung und Qualitätsschwankungen führen. Mechanischer Verschleiß an Sieben oder Refinern kann eine Verringerung des Durchsatzes erzwingen oder die Faseraufbereitung beeinträchtigen. Einzeln betrachtet werden diese Maschinen oft nicht als besonders kritisch eingestuft, doch zusammen verursachen sie Wartungsaufwand, Qualitätsrisiken und Produktionsausfälle.
Gleichzeitig ist die Skalierung herkömmlicher High-End-Schwingungssysteme auf Dutzende rotierender Anlagen oft unpraktisch, während einfache Sensoren ohne Diagnosefunktionen nur begrenzte Einblicke liefern. Eine praktische Strategie zur Überwachung der Zellstoffaufbereitung erfordert daher eine kontinuierliche Zustandsüberwachung mit verwertbaren Diagnoseinformationen, die auf mehr Maschinen angewendet werden kann und von Teams genutzt werden kann, denen nur begrenzte Zeit für eine eingehende Schwingungsanalyse zur Verfügung steht.
Warum Schwingungsüberwachung bei der Zellstoffaufbereitung wichtig ist
Die Schwingungsüberwachung ist in der Zellstoffaufbereitung besonders effektiv, da sich viele Ausfallmechanismen mechanisch schon lange entwickeln, bevor sie sich in Prozesswerten oder Alarmen bemerkbar machen. Veränderungen im Schwingungsverhalten liefern oft den ersten Hinweis auf Lagerverschleiß, Lockerung, Fehlausrichtung oder hydraulische Probleme.
Bei Lager- und Zellstoffpumpen unterstützt die Schwingungsüberwachung die frühzeitige Erkennung von Lagerverschleiß, Unwucht, Fehlausrichtung und hydraulischen Phänomenen wie Kavitation. In Raffinatoren und Sieben können Schwingungstrends auf abnormale Rotor-Stator-Wechselwirkungen, mechanische Spielräume oder sich entwickelnde Resonanzzustände hinweisen. Bei Mischern, Kastenrührwerken und Hilfsantrieben hilft die Schwingungsüberwachung dabei, Verschleiß- und Ausrichtungsprobleme zu erkennen, bevor diese zu einer schlechten Durchmischung oder wiederholten Wartungseingriffen führen.
Durch die kontinuierliche Überwachung von Schwingungen unter realen Betriebsbedingungen erhalten Werke objektive Einblicke in den Maschinenzustand, die die Prozessdaten ergänzen und Entscheidungen zur zustandsorientierten sowie vorausschauenden Instandhaltung unterstützen.
Einsatz von VibSys® in der Zellstoffaufbereitung
VibSys® ist für die kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung und -diagnose an rotierenden Anlagen konzipiert, wobei der Schwerpunkt auf Zugänglichkeit und Skalierbarkeit liegt. Dies passt gut zur Art und Anzahl der Anlagen, die typischerweise in der Zellstoffaufbereitung zu finden sind. VibSys® erfasst hochwertige Schwingungssignale und pro
Formularverarbeitung direkt an der Maschine, wodurch konsistente Zustandsindikatoren auch bei sich ändernden Betriebsbedingungen als Zeitreihen ausgewertet werden können.
Da Zellstoffaufbereitungsanlagen unter variierenden Belastungen und Konsistenzen betrieben werden, ist eine lokale Signalverarbeitung unerlässlich. VibSys® wandelt das rohe Schwingungsverhalten in klare Indikatoren für den Maschinenzustand in unmittelbarer Nähe der Anlage um, wodurch die Empfindlichkeit gegenüber momentanen Prozessänderungen verringert wird, während die diagnostische Tiefe erhalten bleibt, wenn das mechanische Verhalten zu schwanken beginnt. Dies unterstützt die frühzeitige Fehlererkennung bei Lagerschäden, Lockerungen, Fehlausrichtungen, Resonanzen und hydraulisch bedingten Schwingungen in Pumpen sowie bei abnormalen Wechselwirkungsmustern in Refinern und Sieben.
Skalierbarkeit ist ein zentraler Aspekt bei der Zellstoffaufbereitung. VibSys® wird an der Maschine installiert und kann auf mehrere Pumpen, Rührwerke, Refiners und Hilfsantriebe ausgeweitet werden, ohne dass die gesamte Überwachungsinfrastruktur neu gestaltet werden muss. Offene Schnittstellen ermöglichen die Integration von Zustandsindikatoren und, falls erforderlich, von Schwingungszeit-Signalen in bestehende CMMS-Systeme, Historien- oder Analyseplattformen. VibSys® ist ausschließlich für die Zustandsüberwachung und Diagnose zur Unterstützung von Instandhaltungsentscheidungen vorgesehen, nicht für Schutz- oder Abschaltfunktionen.
Wesentliche Vorteile für Zellstoffaufbereitungsanlagen
- Kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung an Pulpern, Pumpen, Refiner, Sieben und Rührwerken
- Zustandsindikatoren, die unter wechselnden Betriebsmodi und Prozessschwankungen weiterhin nutzbar bleiben
- Früherkennung von Lagerverschleiß, Fluchtungsfehlern, Spiel und hydraulisch bedingten Schwingungen
- Praktische Skalierbarkeit für eine große Anzahl von rotierenden Anlagen mittlerer Kritikalität
- Maschinenseitige Installation, geeignet für feuchte, industrielle Umgebungen in der Zellstoffaufbereitung
- Offene Integrationsmöglichkeiten zur Unterstützung von Workflows für zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung
Auswirkungen auf Wartung, Qualität und Zuverlässigkeit
Der Einsatz der Schwingungszustandsüberwachung mit VibSys® in der Zellstoffaufbereitung unterstützt den Übergang von reaktiver Instandhaltung und Arbeiten in festen Intervallen hin zu einer zustandsorientierten Instandhaltung. Anstatt auf Ausfälle oder Symptome im fortgeschrittenen Stadium zu reagieren, können Instandhaltungsteams die Entwicklung des Maschinenzustands kontinuierlich verfolgen und eingreifen, wenn Indikatoren eine deutliche Verschlechterung anzeigen.
Dies verringert das Risiko von ungeplanten Stillständen, Folgeschäden und Qualitätsbeeinträchtigungen, die durch spät auftretende Lagerschäden, Spiel oder Hydraulikprobleme verursacht werden. Zudem verbessert es die Wartungsplanung, da Teile und Arbeitsaufwand unter Berücksichtigung der Produktion eingeplant und gezielt auf die Anlagen gerichtet werden können, die tatsächlich Verschleißerscheinungen aufweisen. Durch die Ausweitung der Schwingungsüberwachung auf Pulper, Refiner, Zellstoff- und Pulpepumpen sowie die zugehörigen Antriebe erhalten Papierfabriken frühzeitiger Einblick in die Zuverlässigkeit rotierender Anlagen und schaffen eine praktische Grundlage für die vorausschauende Instandhaltung in der Zellstoff- und Papierproduktion.
Kostenlose Online-Schulung zum Thema Schwingungen
Wenn Ihr Team für die Instandhaltung und Zuverlässigkeit rotierender Anlagen in der Zellstoff- und Papierindustrie verantwortlich ist, erleichtern grundlegende Kenntnisse über Schwingungen die Umsetzung von Maßnahmen auf der Grundlage der Ergebnisse der Zustandsüberwachung. Istec bietet über die Istec Academy eine kostenlose Online-Schulung zur Schwingungskategorie 1 für Fachleute an, die eine praktische Einführung in die Grundlagen der Schwingungslehre und typische Maschinenfehlermuster wünschen.
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