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Industriearmaturen

Was Sie bei der Automatisierung einer Industriearmatur beachten sollten

09.02.2007 | Autor / Redakteur: Redaktion PROCESS /

Ventile müssen weit mehr als nur die Funktion „auf und zu“ erfüllen. Insbesondere wenn sie als Regler im Prozess Stoffströme in die richtigen Bahnen lenken, sind sie in ihrem Element. Damit wird aber auch schon klar, wer ihr wichtigster Partner dabei ist. Ohne den dazugehörigen Antrieb fehlt ihnen die entscheidende Größe.

Ventile müssen weit mehr als nur die Funktion „auf und zu“ erfüllen. Insbesondere wenn sie als Regler im Prozess Stoffströme in die richtigen Bahnen lenken, sind sie in ihrem Element. Damit wird aber auch schon klar, wer ihr wichtigster Partner dabei ist. Ohne den dazugehörigen Antrieb fehlt ihnen die entscheidende Größe.

Ohne Armaturen wäre das Leben in der Prozessindustrie nicht denkbar. Sie messen, dosieren, verzweigen, sichern oder regeln jegliche Art von Medium, sei es nun gasförmig oder flüssig. Dabei unterscheiden sich die Armaturen je nach Funktion: Zum einen die reine Auf/Zu-Steuerung, wo die Armatur nur in ihre jeweilige Endlage zu fahren ist; zum anderen der Regelbetrieb, wobei mithilfe eines Sollwertes die Armatur für die Überwachung des Durchflusses gestellt wird. So verwundert es kaum, dass die größte Abnehmerbranche für Industriearmaturen mit einem Umsatzanteil von 32,6 Prozent die Öl- und Gasindustrie (2002) ist. Zweitgrößter Einzelsektor mit 19,9 Prozent ist die chemische und petrochemische Industrie. Schleppt die Konjunktur in diesen Branchen, leiden auch die Hersteller.

Im 1. Quartal 2002 lag der Auftragseingang von Industriearmaturen nach Angaben des Fachverbandes Armaturen im VDMA preisbereinigt um fünf Prozent unter dem Niveau des Vorjahreszeitraums. Für dieses Ergebnis maßgeblich war die schwache Inlandsnachfrage, die mit einem Rückgang von sieben Prozent sehr deutlich ausfiel. Auch fehlte die zuletzt kompensierende Wirkung erfolgreicher Exportanstrengungen, die Bestellungen aus dem Ausland gingen in diesem Zeitraum ebenfalls, wenn auch nur um ein Prozent, zurück. Leicht verbessert zeigte sich im 1. Quartal 2002 noch die Umsatzentwicklung, die mit einem Plus von einem Prozent (Inland: minus zwei Prozent; Ausland: plus sieben Prozent) vor allem an eine rege Auslandsnachfrage im Herbst des vergangenen Jahres erinnert.

Im Jahr 2001 produzierten die rund 170 Hersteller in Deutschland laut statistischem Bundesamt Industriearmaturen für 2,06 Milliarden Euro. Damit konnte das Produktionsergebnis gegenüber dem Vorjahr um zwei Prozent gesteigert werden. Bei einem Anstieg des Exports um fünf Prozent auf 1,34 Milliarden Euro konnte die Branche ihre Exportquote auf 65 Prozent erhöhen (Anteil direkter und indirekter Export an der Produktion).

Diese Zahlen unterstützt eine Branchenanalyse von Frost & Sullivan, der zufolge die europäischen Hersteller von Industriearmaturen und Stellantrieben für die Prozessindustrie in einer gefestigten Position sind: Der Absatz im Europamarkt soll von 3,53 Milliarden US-Dollar (2001) um jährlich 2,2 Prozent auf 4,10 Milliarden US-Dollar (2008) ansteigen.

Dicht nach innen und außen

Sowohl die Bauarten als auch die Werkstoffe der Ventile unterscheiden sich erheblich. Je nach zu transportierendem Produkt und Temperatur entscheidet sich der Einsatz der Ventile. Bei vielen Ventilen ist die Anforderung Nummer 1 die Dichtheit nicht nur im Durchgang, sondern vor allen Dingen nach außen. Kommen aggressive Medien zum Einsatz, ist die Korrosionsfestigkeit der produktberührten Bauteile eine wesentliche Anforderung. So bietet Samson ein breites Programm, bestehend aus Stellventilen, Stellungsreglern und Zubehör, speziell für die Mineralölindustrie an.

Mit einer breit gefächerten, auf die speziellen Anwendungsfälle abgestimmten Produktpalette lassen sich auch korrosive und erosive Medien bei hohen Druckdifferenzen und extremen Betriebstemperaturen sicher beherrschen. Langlebige und hochwirksame Abdichtungssysteme verhindern umweltschädigende Emissionen.

Bei der Automatisierung einer Industriearmatur sind weitere, übergeordnete Gesichtspunkte zu beachten, etwa ein flexibler Antrieb. Georg Fischer als Marktführer für Kunststoff-Rohrleitungssysteme stellte jüngst den 2-Weg-Kugelhahn Typ 546 vor, der sich durch eine neue Konstruktion von Überwurfmutter und Einschraubteil mit kunststoffgerechtem Sägezahngewinde hervortut (siehe PROCESS 5-2003, Seite 140). Der neue Kugelhahn hat gegenüber seinem Vorgänger eine deutlich verkürzte Baulänge und kommt damit den Wünschen nach einer kompakten Bauweise nach. Zum System gehört auch eine neue, auf Modularität und Flexibilität konzipierte Antriebsgeneration, die pneumatischen Antriebe PA 11 und PA 21 sowie die elektrischen Antriebe EA 11 und EA 21.

Der Anteil automatisierter Industriearmaturen hat sich in den letzten Jahren verdoppelt, das Verhältnis Handarmaturen zu Regelarmaturen erreicht bereits heute einen Wert von etwa 70 zu 30. Fachleute erwarten in der Prozesstechnik schon bald ein Verhältnis 50 zu 50. Hintergrund sind zum einen die Einsparungen beim Personal und zum anderen der kontinuierliche Ausbau der Prozessautomation mit zentraler Leittechnik.

Technologisch dürfte vor allem der zunehmende Einsatz von intelligenten Armaturen mit Stellantrieben für Wachstum sorgen. Besondere Aufmerksamkeit erfährt dabei der Aspekt der Funktionsüberwachung und Online-Diagnose. Mithilfe von Vergleichsdaten soll beispielsweise der Anwender den Prozesswirkungsgrad ermitteln und potentielle Systemausfälle im Voraus erkennen können. Mithilfe der digitalen Kommunikation lassen sich auch die Standzeiten verlängern, d.h. die Lebenserwartung der Armaturen erhöhen und somit die Lebenszykluskosten reduzieren.

Mindestens ebenso entscheidend ist jedoch die richtige Auswahl des Ventils vor dem Einsatz. In dem Auslegungsprogramm für Handabsperrventile, Sicherheitsventile und Regelventile von ARI steht eine umfassende Medien-Datenbank zur Verfügung (über 160 Stoffe). So können Durchfluss-Koeffizienten ebenso ermittelt werden wie Durchfluss oder Druckverlust. Damit ist innerhalb weniger Minuten eine zuverlässige Auslegung selbst unterschiedlichster Produktgruppen möglich.

Jedoch nützt die beste Diagnosetechnik wenig, wenn Medium und Ventilwerkstoff nicht zueinander passen, der Ventiltyp für den Durchfluss ungeeignet oder die Dichtung den Temperaturen nicht gewachsen ist. Die Auswahl der richtigen Armaturen erfordert neben Detail-Kenntnissen außerdem eine Gesamtbetrachtung, ist doch die Armatur letztendlich nur eine Komponente des Systems.müh

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