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Bei der Sanierung von Absperr
Foto: C.Theny
Mit der Sanierung von Absperrorganen hat sich der Kärntner Wasserkraftallrounder EFG einen hervorragenden Ruf erarbeitet. Heute bietet EFG auch maßgeschneiderte Hochdruckarmaturen aus Eigenfertigung an. Im Bild: die frisch sanierten Kugelschieber für das Kraftwerk Oschenik in der Kraftwerksgruppe Fragant.
Wenn Absperrorgane von Mittel- und Hochdruckkraftwerken in die Jahre kommen, ist in den meisten Fällen die Sanierung einem Austausch vorzuziehen – vor allem dann, wenn dieser auch bauliche Adaptionen nach sich zöge. Ein Retrofit der teilweise extrem hoch komplexen Stahlwasserbauteile erfordert allerdings ein hohes Maß an Spezial-Know-how und einschlägige Erfahrung. Ein Unternehmen, das sich nun seit knapp 20 Jahren intensiv mit der Sanierung von Absperrorganen in Triebwasserwegen beschäftigt, ist der Wasserkraftallrounder EFG aus Feldkirchen. Die Kärntner sind mittlerweile mit sämtlichen Bauformen, Fabrikaten und Typen vertraut und liefern auch Lösungen, wenn die alten Maschinenbaupläne nicht mehr vorliegen. Heute verfügt das Unternehmen über modernste technische Möglichkeiten, die komplexen Verschlussmechaniken wieder in den Neuzustand zu versetzen. Und sollte einmal ein neues Absperrorgan gefragt sein, bietet EFG mittlerweile auch maßgeschneiderte Hochdruckarmaturen aus Eigenproduktion an.
Sie liefern die Antwort auf die zentrale Sicherheitsfrage in Hochdruckkraftwerken: Absperrorgane. Zu diesem Zweck wurden von den Ingenieuren in den letzten hundert Jahren unterschiedliche Varianten von Armaturen entwickelt. Das Spektrum dieser Verschlusssysteme reicht grob umrissen von Absperr- oder Rohrbruchklappen über diverse Absperrventile bis zu den gebräuchlichen Kugelschiebern, Kugelhähnen, Keilschiebern oder Ringschiebern. Wobei natürlich jede Bauart auch ihren Einsatzzweck widerspiegelt. Während Rohrbruchklappen am Beginn einer Rohrleitung installiert und dementsprechend mit geringeren Drücken konfrontiert sind, kommen am Ende einer Rohrleitung – quasi als letztes Glied der Sicherheitskette – Turbinenabsperrorgane zum Einsatz, die auf deutlich höhere Drücke ausgelegt sind. Dabei handelt es sich oft um Kugelhähne oder Kugelschieber, wie sie vorrangig in der Großwasserkraft üblich sind. Abhängig von Qualität, Ausführung und Betätigungshäufigkeit weisen alle Armaturenvarianten nach einigen Jahrzehnten Sanierungsbedarf auf. Und dann braucht es Spezial-Know-how, wie es nur sehr wenige Firmen heute bieten können.
INITIALZÜNDUNG MIT PREMIERENAUFTRAG Eine Firma, die sich dieses Know-how über die letzten 20 Jahre erarbeiten konnte, ist das Kärntner Wasserkraftunternehmen EFG. „Wir haben um 2003 mit der Sanierung von Großabsperrorganen begonnen und uns in dem Bereich ständig weiterentwickelt“, sagt EFG-Geschäftsführer Ing. Werner Goldberger und fügt ergänzend hinzu: „Dabei haben wir davor keinerlei Arbeiten an Absperrarmaturen ausgeführt, die über das Reparieren von einfachen Schiebern und den Austausch von Kleinarmaturen, sowie die Lieferung von Zukaufarmaturen bei Neuanlagen hinausgegangen sind. Erst nachdem wir den ersten Sanierungsauftrag eines großen Absperrorgans 2003 erfolgreich abwickeln konnten, hat das Thema Sanierungen von Absperrorganen einen immer größeren Stellenwert innerhalb der EFG erlangt.“ Inzwischen sind alle Mitarbeiter des Kärntner Mittelständlers auf einem Wissensstand, der ihm die Annahme von Sa-
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Ein Kugelschieber DN900 vom Speicherkraftwerk Wölla der Kelag wird im EFG-Werk in Feldkirchen fachmännisch saniert. Die Drosselklappe des Pumpspeicherkraftwerks Tanzmühle der EngieDeutschland GmbH wurde ebenfalls von EFG in den Quasi-Neuzustand zurückversetzt.
nierungsaufträgen an Großarmaturen ermöglicht. Dabei hat sich – wie der EFG-Chef erwähnt – mit Markus Obweger über die Jahre ein echter „Armaturenspezialist“ herausgebildet, der bei Bedarf auf ein bestens geschultes Team unter Projektleiter DI Armin Pretis zurückgreifen kann.
OLDTIMER MIT SPEZIELLEN EIGENSCHAFTEN Mit den Erfahrungen aus der Praxis wuchs mit jedem weiteren Sanierungsauftrag das Knowhow hinsichtlich der teilweise sehr komplexen Bauteile. Zwar stammt mittlerweile der Großteil der heute zu sanierenden Absperrorgane aus der Zeit nach der Mitte des letzten Jahrhunderts, aber die EFG Sanierungsabteilung bekam es auch mit deutlich älteren „Semestern“ zu tun, wie Markus Obweger berichtet: „Unser allererstes zu sanierendes Turbinenhauptabsperrorgan war mit Baujahr ca. 1929 zugleich eines unserer ältesten. Das älteste Absperrorgan war der Ringkolbenschieber zur Turbine im Schaukraftwerk Forstsee Baujahr um 1925, den wir im Jahr 2018 generalsaniert haben.“ Was bei Absperrorganen dieser Ära zu einem erheblichen Mehraufwand führt, sind die zu dieser Zeit noch mit manueller Teilung angezeichneten und gebohrten Lochkreise. Durch die oftmals ungleichmäßige Teilung müssen alle Lochbilder einzeln aufgenommen und bei der Neufertigung von Einzelteilen berücksichtigt werden. Natürlich sind den Technikern von EFG bei den Sanierungsprojekten im Laufe der Jahre neben den gängigen Modellen durchaus auch seltenere Exemplare untergekommen. Als Beispiel dafür nennt Armin Pretis etwa den Kugelschieber mit Toruszylinderantrieb vom Fabrikat „vonRoll“. Für Werner Goldberger eine günstige Gelegenheit, auch aus diesen Projekten zu lernen: „Grundsätzlich bringt jedes Absperrorgan, welches im Zuge der Sanierung zuerst zerlegt wird, neue Erkenntnisse. Dabei ist es spannend zu beobachten, wie sich die Hersteller im Laufe der Jahre weiterentwickelt und die Konstruktionen verbessert haben.“
EFG-TECHNIKER ALS „FORENSIKER“ Aber was tun, wenn einmal die alten Dokumentations- und Herstellerunterlagen nicht mehr auffindbar sind? Um derartige Projekte dennoch erfolgreich abwickeln zu können, müssen die Techniker von EFG ihre Qualitäten als „Forensiker“ unter Beweis stellen. In diesem Fall müssen Naturmaße genommen und danach die Bauteile zeichnerisch erfasst werden. Für Geometrie,- Kontur und Einstellmessungen greift das Team regelmäßig auf taktile 3D-Messsysteme und Laserscanner zurück, um die alten Bauteile schlussendlich zu digitalisieren. „Bei fehlenden Original-Bauplänen ist im Grunde das Hauptproblem, dass die Vorbereitungsphase, also die Organisation von Materialien, sehr erschwert wird“, erklärt dazu Projektleiter Armin Pretis. Liegen jedoch brauchbare Zeichnungen vor, kann bereits vor der Sanierung ein Konzept erstellt und Rohmaterial bestellt werden, um einen möglichst kurzen Sanierungsdurchlauf zu erreichen. Als Beispiel für diese, deutlich günstigeren Bedingungen nennt er einen kürzlich realisierten Sanierungsauftrag für eine Absperrklappe mit Nennweite 2200. Dabei ist es dem Sanierungsteam unter Leitung von Armin Pretis gelungen, die Absperrklappe in nur 8 Wochen zu sanieren – inklusive De- und Remontage sowie einer Überarbeitung der Lagerung und der Abdichtung. „Dazu ist ne-
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Dem EFG-Führungstrio ist es gelungen, das Unternehmen neben dem Turbinenbau auch im Bereich Großarmaturen in der Branche als feste Größe zu etablieren: DI Martin Goldberger, Ing. Werner Goldberger und DI Gero Pretis (vl).
Neu hergestellte Absperrklappe DN1100 PN16 für das EWR-Kraftwerk Heiterwang.
ben dem Vertrauen des Auftraggebers, verbunden mit entsprechenden Vereinbarungen, auch ein motiviertes Mitarbeiter-Team notwendig“, sagt der technische Leiter DI Gero Pretis.
SPEZIELLE HERAUSFORDERUNGEN Konstruktionen älterer Bauart warten nicht selten mit weiteren spezifischen Herausforderungen auf. Gerade die vor Jahrzehnten noch gängigen zölligen Schraubenverbindungen stellen heute oftmals eine Erschwernis dar. „Nicht zu vergessen sind auch die Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung und die Bewertungskriterien, nach denen ein Okay für eine Weiterbenutzung möglich ist. Zum Zeitpunkt der Herstellung hat es definitiv andere Abnahmekriterien gegeben als nun zum Zeitpunkt der Sanierung. Schließlich wurden die Normen und Regelwerke bei den ZfP-Prüfungen im Laufe der Zeit kontinuierlich verschärft“, erklärt der Geschäftsführer von EFG. Als besonders herausfordernd sehen die Kärntner Techniker auch den Umbau von metallisch dichtenden Absperrklappen auf Weichdichtung. Hierbei müsse praktisch das Gesamtkonzept des Absperrorgans neu überdacht, beziehungsweise überarbeitet werden. Die Schlüsselstelle dabei ist meistens die Schnittstelle zwischen der Hauptdichtung und dem Übergang der Drehzapfen-Welle Verbindung.
EINGESPIELTES SANIERUNGSPROZEDERE Das Prozedere eines Sanierungsauftrags folgt dabei im Grunde stets dem selben Ablauf: Nach dem Ausbau vor Ort und der Anlieferung ins Werk der EFG folgt das Reinigen und Zerlegen. Nachdem ein prüffähiger Zustand der Bauteile hergestellt ist, wird zumeist im Beisein eines Auftraggebervertreters ein Befundungsbericht erstellt. Fußend auf den Erkennt-
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nissen aus der Befundung werden dann je nach Erfordernis die Sanierungsarbeiten einvernehmlich an die Gegebenheiten angepasst. Nach dem Abschluss der Sanierung und dem Werkszusammenbau wird eine Druck- und Dichtigkeitsprobe unter Aufzeichnung aller vereinbarten Messwerte durchgeführt. Was die Demontage, den Transport und auch die Montagearbeiten anbelangt, so werden diese professionell durch das versierte Montagepersonal der Firma EFG ausgeführt, manchmal aber durchaus auch in Zusammenarbeit mit dem Personal des Auftraggebers. Vervollständigt wird der Sanierungsauftrag durch die gemeinsame Inbetriebnahme mit zugehöriger Aufzeichnung von notwendigen Abschaltungen. Nach erfolgter Abnahme und Inbetriebsetzung wird eine Dokumentation über sämtliche Arbeiten erstellt und mit den entsprechenden Protokollen und Zeichnungen an den Kunden übergeben. SEDIMENTE VERURSACHEN VERSCHLEISS Im Wesentlichen werden Sanierungen oder gar Erneuerungen von Absperrorganen erfor- derlich, weil Verschleiß und konstruktive Schwachpunkte früher oder später zwangsläufig zu Schäden im Mechanismus führen. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Betätigungshäufigkeit. Früher schadhaft werden Absperrorgane, die sehr oft und jene, die sehr selten betätigt werden. Der bedeutendste Faktor beim Verschleiß ist allerdings ganz klar die Sedimenthaltigkeit des Triebwassers. Sand oder Gletscherschliff sind dabei vorrangig zu nennen. Aber auch die chemische Beschaffenheit des Triebwassers, respektive der pH-Wert, kann in Verbindung mit unpassenden Werkstoffen zu erhöhter Korrosion und damit zu vorzeitigem Sanierungsbedarf führen. Konstruktionsbedingte Schwachstellen kennt man bei EFG mittlerweile ganz genau. „Sehr reparaturträchtig sind Konstruktionen mit ‚wartungsfreien‘ Lagerstellen, an denen keine Nachschmiermöglichkeiten gegeben sind. Auch die konstruktive Durchbildung der Drehzapfendichtungen und der Hauptdichtungen kann nachteilig ausgeführt sein und in Verbindung mit nicht ausreichend korrosionsbeständigen umgebenden Bauteilen zu Funktions- oder Dichtigkeitsproblemen führen. Und zu guter Letzt sind auch Beschädigungen durch eingeklemmte Fremdkörper zu nennen“, erklärt Markus Obweger.
HOHE FERTIGUNGSTIEFE BRINGT VORTEILE Zur Firmenphilosophie des Kärntner Wasserkraftunternehmens gehört auch, möglichst viele Arbeiten selbst durchzuführen. Das hat gute Gründe, wie Geschäftsführer Werner Goldberger näher erläutert: „Für uns ist eine hohe Fertigungstiefe allein schon aus Gründen der fertigungsbegleitenden Qualitätskontrolle und der vielfach sehr knappen Zeitvorgaben wichtig.
Auch für das Elektrizitätswerk Reutte AG-Kraftwerk Plansee wurden die drei Absperrorgane inklusive Fallgewicht und Hilfsarmaturen saniert.
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Wenn einmal die Teile doch zu groß für unseren Maschinenpark werden sollten, haben wir in der Nachbarschaft noch Möglichkeiten, kurzfristig unsere Kapazitäten zu erhöhen.“ EFG verfügt heute über eine vollständige Korrosionsschutzabteilung mit Sandstrahlanlage und hat sich für die Montagearbeiten im Werk eine entsprechende Krankapazität aufgebaut. Speziell in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung und für Druck- und Abnahmeprüfungen und -messungen ist man inzwischen technisch hervorragend aufgestellt. Auch im Hinblick auf die Druckprüfungen setzt man bei EFG auf die Möglichkeiten im eigenen Haus. Und diese sind durchaus weitreichend. „Wasserseitig lag bislang unser höchster Prüfdruck bei 154 bar. Bei den zugehörigen Servozylindern betrug der höchste Prüfüberdruck 240 bar. Nebenkomponenten wie die Hydraulik- bzw. Bremszylinder können auch mit 400 bar und mehr beaufschlagt werden. Damit sind unsere Möglichkeiten druckspezifisch aber keineswegs ausgeschöpft. An Grenzen stoßen wir eher, wenn ein sehr großes Absperrorgan konstruktiv bedingt eine Leckage aufweist, und wir nicht genügend Wasser zur Druckergänzung für die Leckageermittlung nachfördern können“, geht Armin Pretis ins Detail. Markus Obweger fügt ergänzend hinzu: „Die Grenzen ergeben sich bauteilseitig. Wenn heute bei Konstruktionen älteren Baujahres verhältnismäßig hohe Prüfdrücke gefordert werden, kann dies zu starken elastischen Verformungen führen. Hierbei ist es dann umso wichtiger, entsprechende Messvorrichtungen anzubringen, um den Ablauf überwachen und gegebenenfalls reagieren zu können.“
NEU-ARMATUREN AUS DEM HAUS EFG Mit dem wachsenden Know-how aus diversen Sanierungsprojekten von Großabsperrorganen hat man bei EFG ab 2010 sukzessive damit begonnen, die Kernkompetenz hinsichtlich
Die massiven Kugelschieber des ÖBB-Kraftwerks Uttendorf wurden vom Sanierungsteam der EFG ebenfalls in einen neuwertigen Zustand zurückversetzt.
Sonderlösungen aus eigenem Hause auszubauen. „Inzwischen können wir maßgeschneiderte Hochdruckarmaturen in Eigenproduktion anbieten, in die die konstruktiven Erfahrungen aus den durchgeführten Sanierungen einfließen. Durch unsere langjährigen, im Haus ausgebildeten und daher versierten Mitarbeiter ist ein Wissensschatz entstanden, der auf umfangreichen Erfahrungen, auch mit historischen Armaturen, fußt“, sagt Werner Goldberger. Dennoch räumen die Experten ein, dass der Austausch bzw. eine Erneuerung von Großabsperrorganen bedingt durch die vorgegebene Einbausituation mit den entsprechenden Längenmaßen nicht immer möglich ist. Vielfach ergeben sich bei neuen Absperrorganen andere Baulängen. In weiterer Folge würde das bedeuten, dass neben teilweise baulich notwendigen Maßnahmen auch vor und hinter dem Absperrorgan befindliche Bauteile erneuert
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werden müssten. Daraus entstehen Kosten, die letztlich sehr häufig für eine Sanierung und gegen einen Austausch sprechen.
ZIG REFERENZEN IM ALPENRAUM In den vergangenen zwanzig Jahren hat EFG nahezu an allen Typen von Absperrorganen Sanierungen vorgenommen: Angefangen bei Kugelhähnen, Kugelschiebern, über verschiedene Arten von Teilungen an den Gehäusehälften, Absperr- und Drosselklappen –metallisch wie weichdichtend, bis hin zu Keilschiebern und natürlich auch die Peripherie, wie Hydraulikzylinder mit zugehörigen Fallgewichten und zugehöriger Hydraulik. Wenn erforderlich können auch sämtliche Berechnungen durchgeführt, sowie Nachweise gemäß den derzeitig gültigen Normen und Regelwerken geführt werden. Dieses spezielle Know-how der Kärntner Wasserkraftallrounder ist mittlerweile hochgeschätzt, und die Ideen und Vorschläge bei notwendigen Umbau- und Optimierungsmaßnahmen werden von den Anlagenbetreibern entsprechend goutiert. Das belegt auch die stetig wachsende Referenzliste von Projekten in Mitteleuropa, vor allem jedoch in Österreich, der Schweiz, Italien und Deutschland. Die Sanierung von Absperrorganen ist mittlerweile ein eigenes, wichtiges Standbein für das Kärntner Unternehmen geworden. Dabei legt EFGGeschäftsführer Werner Goldberger abschließend auf einen Punkt besonders großen Wert: „Kompromisse bei der Sanierung von Absperrorganen gibt es bei uns nicht. Denn das wäre der Beginn eines Fehlers – und Fehler sind in diesem sensiblen Bereich definitiv auszuschließen.“
