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Längere Standzeiten und höhere Produktivität durch Sorgfalt im Detail

Abbildung 1: Rattermarken auf einem Trockenzylinder, hervorgerufen durch ungleichmäßiges Schleifen.





Abbildung 2: Schleifschritte zur Beseitigung von Problembereichen auf der Zylinderoberfläche.





Abbildung 3: Die Oberfläche der Trockenzylinder der IK Perawang PM 6 vor der Bearbeitung durch die Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie: starker Verschleiß und Korrosion.





Abbildung 4: Feine Partikel mit kleinen Zwischenräumen verringern das Korrosionsrisiko und verbessern die Haftung.

Vor-Ort-Services für die Trockenpartie

Qualitätsprobleme und Bahnabrisse in der Papierherstellung sind häufig die Folge mangelhafter Walzenbeschichtungen in der Trockenpartie. Die erfahrenen Mitarbeiter der Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie achten bei der Erneuerung von Walzenbeschichtungen sehr genau darauf, dass eine homogene Oberfläche entsteht. Die gründliche Vorbereitung und die Sorgfalt im Detail zahlen sich für die Papierhersteller langfristig aus: in Form von weniger Verschleiß, einer höheren Papierqualität und einer höheren Produktivität. Verschiedene Praxisbeispiele zeigen, dass die Arbeit der Voith Serviceteams eine deutliche Verlängerung der Komponentenlaufzeiten ermöglicht.

Längere Laufzeiten reduzieren die Lebenszykluskosten

Stillstandszeiten sind bei einer Papiermaschine immer mit Kosten verbunden und sollten deshalb so kurz wie möglich gehalten werden. Die Metallisierung und das Schleifen von Trockenzylindern stellen für den Papierhersteller eine erhebliche Investition dar – auch durch die dafür nötigen Stillstandszeiten. Doch bei nicht korrekter Ausführung kommen weitere Stillstandszeiten und Produktionsausfälle hinzu, die nochmals sehr teuer sind. Es kommt in der Papierbranche viel zu oft vor, dass Serviceanbieter Kompromisse machen und dadurch dem Hersteller solche unnötigen Produktionsausfälle bescheren.

Voith zeigt, wie es sich für den Papierhersteller langfristig auszahlen kann, wenn alle Prozessschritte bei der Metallisierung eines Trockenzylinders mit Sorgfalt im Detail ausgeführt werden.

Sorgfältiges Schleifen für weniger Vibrationen

Oft ist die Versuchung groß, das Abschleifen der Zylinderoberfläche durch Erhöhung der Schrittweite, z. B. auf 0,04 mm, und einen entsprechend höheren Schleifdruck zu beschleunigen. Die Erfahrung von Voith zeigt jedoch, dass ein allmähliches Entfernen dünnerer Schichten, z. B. von 0,02 mm Dicke, das Risiko von Vibrationen reduziert und zu einer homogeneren Zylinderoberfläche führt. Mit dem anschließenden Strahlprozess werden alle Fettreste entfernt. So wird sichergestellt, dass die neue Beschichtung optimal auf der Oberfläche haftet.

„Die für die Schaffung einer soliden Grundlage investierte Zeit zahlt sich – wie so oft im Leben – bei den nachfolgenden Prozessen aus“, sagt Carl Taylor, Global Product Manager, Dryer Section & On-Site Service bei Voith. „Die Vorbereitung des Zylinders dient beispielsweise dazu, jegliche Anzeichen von Rattermarken zu entfernen und eine einwandfreie Partikelhaftung der Beschichtung sicherzustellen.“ Ein Fall von unerwünschten Rattermarken, verursacht durch zu grobes Schleifen, ist in Abbildung 1 dargestellt.

Ein Schleifen ist häufig erforderlich, um Beschädigungen oder Korrosion auf der Zylinderoberfläche zu beseitigen. In diesen Fällen muss der Problembereich unbedingt vor der Metallisierung des Zylinders entfernt werden. Abbildung 2 zeigt die schrittweise Entfernung von Korrosion durch Schleifen. Wird das Schleifen zu früh beendet, bleiben Korrosionsspuren zurück, die zwar unmittelbar nach der Metallisierung nicht mehr zu sehen sind, sich jedoch mit der Zeit wieder bemerkbar machen. Voith entfernt vor der Metallisierung des Zylinders alle Problembereiche vollständig und sorgt dadurch für längere Standzeiten.

Deutliche Steigerung der Produktion möglich

Wie wichtig dieses genaue Vorgehen ist, wird am Beispiel des indonesischen Papierherstellers PT Indah Kiat Perawang deutlich. Im August 2017 ließ das Unternehmen die Trockenzylinder auf seiner Maschine Nr. 6 durch einen Serviceanbieter metallisieren. Nach nur neun Monaten wiesen die Oberflächen der Trockenzylinder starken Verschleiß und Korrosion auf, wie in Abbildung 3 dargestellt. Das Ergebnis: ein Rückgang der Papierqualität und eine Zunahme der Bahnabrisse. Im August 2015 und Juli 2017 statteten Mitarbeiter der Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie sechs Walzen der Maschine Nr. 3 mit TerraDry C Express Beschichtungen aus. Im Jahr 2018 untersuchte das Team die Papiermaschine und stellte fest, dass sich die Teflon-Beschichtung noch in einem nahezu neuwertigen Zustand befand. Dies hatte erhebliche Auswirkungen auf die Papierproduktion. „Der Kunde hatte deutlich weniger Bahnabrisse, und die Papierqualität war gestiegen“, sagt Taylor.

Dickere Hartmetall-Beschichtung mit feineren Partikeln verhindert Korrosion

Voith verfügt für alle Trockenzylinder-Anwendungen über eine passende TerraDry Express Beschichtung. TerraDry C, CT, CN und CS werden thermisch per Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF; High Velocity Oxygen Fuel) aufgebracht. Dabei wird durch Gasverbrennung und eine Düse ein Hochdruckstrahl erzeugt, der zu sehr dichten Partikelstrukturen mit hervorragenden Hafteigenschaften führt. Ziel ist es, eine Hartmetall-Oberfläche zu schaffen, die den bestmöglichen Korrosionsschutz bietet. Einige Anbieter lassen sich dazu verleiten, große Partikelgrößen zu verwenden, z. B. 75 Mikrometer. Voith verwendet kleine Partikelgrößen, z. B. 45 Mikrometer, die eine dichtere Struktur und eine höhere Haftfestigkeit ergeben, wie in Abbildung 4 dargestellt. Zwar dauert es dann etwas länger, bis die Schichtdicke aufgebaut ist, doch dafür erhält man eine höhere Korrosionsbeständigkeit.

Weniger Bahnabrisse dank homogener Teflon-Schichten

Ohne Zweifel kann die Funktionsschicht, also die oberste Schicht, zu einer höheren Leistung der metallisierten Beschichtung beitragen – etwa die schmutzabweisenden Eigenschaften und/oder die Oberflächenbeständigkeit verbessern. Daraus schließen einige Serviceanbieter, bei der Metallbeschichtung mit Hast vorzugehen und dann zur Kompensation eine Teflon-Funktionsschicht aufzutragen. „Unsere Experten bei den Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie wissen, dass eine dünne Funktionsschicht die Wärmeübertragung verbessert und dadurch eine effizientere Trocknung des Papiers ermöglicht“, erläutert Taylor. „Die bessere Wärmeübertragung kann den Trockengehalt erhöhen, Bahnabrisse reduzieren und die Bahnqualität verbessern.“

Dabei ist eine homogene Auftragung der Teflon-Beschichtung entscheidend. Eine unregelmäßige Beschichtung führt zu einer unausgewogenen Wärmeverteilung und letztlich zu einer ungleichmäßigen Trocknung der Papierbahn mit entsprechenden Einbußen bei der Papierqualität. Darüber hinaus variieren bei einer unregelmäßigen Beschichtung auch die Aushärtungszeiten für das Teflon über die Länge des Zylinders. Wenn aber das Teflon an manchen Stellen nicht gründlich ausgehärtet ist, besteht die Gefahr, dass es sich dort schnell wieder löst.

Acht Jahre in Betrieb

Auch andere Papierhersteller haben von der detaillierten Arbeit der Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie profitiert. Beim indonesischen Papierhersteller PT Tjiwi Kimia hat das Team im Januar 2010 zwei Walzen der Maschine Nr. 11 mit TerraDry CT Express Beschichtungen ausgestattet. Dadurch konnten die Standzeit und die Laufzeit der Trockenzylinder deutlich verbessert werden. Trotz einer Laufzeit von mehr als 10 Jahren funktionieren beide Walzen immer noch so gut, dass bislang keine Aufarbeitung nötig war.

Doch nicht nur die Walzen sind durch die Metallisierung von Voith langlebiger. Auch die Standzeit der Schaberklingen hat sich um bis zu 100 Prozent verlängert.

Letztlich möchte der Papierhersteller seine Produktivitätsziele erreichen. Ein effizientes Erreichen dieser Ziele ist nur mit einer Papiermaschine möglich, die auch läuft. Nicht selten haben die Mitarbeiter der Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie die Aufgabe, Beschichtungen zu ersetzen, die von anderen Anbietern in zu großer Eile aufgebracht wurden. Langfristig zahlen sich die hohe Qualität der Voith TerraDry Express Zylinderbeschichtungen und vor allem die Gründlichkeit der Voith Vor-Ort-Services für die Trockenpartie mehr als aus: durch eine höhere Komponentenlebensdauer, eine höhere Papierqualität und weniger Bahnrisse.
             

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Carl Taylor

Global Product Manager - Drying
Division Fabric & Roll Systems

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