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Schweissen im Innern von Stahlbauteilen
10.06.2020 | Beengte Platzverhältnisse und hohe Qualitätsanforderungen verlangen clevere Lösungen, damit Schweisser effizient, ergonomisch und gefahrlos arbeiten können. Wie eine solche Lösung aussehen kann, weiss Fronius. Sie rieten Bilfinger Industrial Services zu einem Push-Pull-Schweissbrenner mit langem Schlauchpaket. Für die perfekte Schweissnaht sorgt eine TPS/i-Stromquelle.
Beengte Platzverhältnisse und hohe Qualitätsanforderungen verlangen clevere Lösungen, damit Schweisser effizient, ergonomisch und gefahrlos arbeiten können. Wie eine solche Lösung aussehen kann, weiss Fronius. Sie rieten Bilfinger Industrial Services zu einem Push-Pull-Schweissbrenner mit langem Schlauchpaket. Für die perfekte Schweissnaht sorgt eine TPS/i-Stromquelle. Anlass für die Anschaffung war der Auftrag für den Bau von Stahlkomponenten für den nahegelegenen Neubau des Wasserkraftwerks Traunleiten. Der Vertrag umfasste das Engineering, die Fertigung und Lieferung sowie die Montage 23 verschiedener Stahlkomponenten mit einem Gesamtgewicht von etwa 350 Tonnen. Darunter Einlaufschütze, Turbineneinlaufdammbalken, Grobrechen zum Schutz der Turbinen und zwei Wehrklappen, sogenannte Fischbauchklappen.
FISCHBAUCHKLAPPE IST 44 METER LANG
Fischbauchklappen steuern bei Laufwasserkraftwerken die Stauhöhe des Wassers. Ihren Namen verdanken sie ihrer gewölbten Form, die an einen Fischbauch erinnert und sie besonders torsionssteif macht. Genau das war bei diesem Projekt gefragt. Zwei drehbare Klappen, jeweils 44 Meter lang, die je an einer Stirnseite über einen hydraulischen Verstellantrieb mit der Seitenwand des Stauwerks verbunden sind. Abgesehen davon sind die etwa 2,5 Meter hohen Klappen mit der Schwelle des Stauwehrs über eine Drehachse verbunden. Dies ermöglicht das Aufrichten und Senken der Fischbauchklappe und damit die schnelle Regelung des Wasserstands.
„Aufgrund der Transportbeschränkungen wurden die Klappenkörper in drei Segmente von bis zu 16 Metern unterteilt“, sagt Bernhard Brindl, Projektleiter im Hydrogeschäftsbereich bei Bilfinger am Standort Wels. „Die Verbindung der Teile erfolgte auf der Baustelle über Flanschplatten mit hochfesten Schraubverbindungen, was eine regelmässige Überprüfung des Anzugdrehmoments erfordert.“ Pro Segment war ein wiederverschliessbares Mannloch mit einem Durchmesser von 650 Millimeter vorzusehen.
BISHER: MEHRERE MANNLÖCHER UNABDINGBAR
Reicht für die Wartung ein Zugang aus, brauchte Bilfinger für das Schweissen der 16 Meter langen Segmente mit der bislang verfügbaren Schweiss-Ausrüstung mindestens zwei Mannlöcher. Um alle erforderlichen Schweisspositionen erreichen zu können, hätten die Schweisser die Schweissstromquelle inklusive Drahtvorschubgerät mit ins Innere des Werkstücks nehmen müssen. „Wir hätten im Anschluss die zusätzlichen Zugänge wieder verschweissen und auf ihre Dichtigkeit kontrollieren müssen. Unabhängig von den zusätzlichen Kosten bedeutet jedes zusätzliche Mannloch eine Schwachstelle, an der Wasser eindringen könnte“, verdeutlicht Brindl.
600 METER SCHWEISSNÄHTE
Fronius empfahl den Bilfinger Experten den Einsatz eines langen Schlauchpakets in Verbindung mit einem Push-Pull-Brenner und einer Schweissstromquelle aus der neuesten TPS/i-Gerätegeneration. Bilfinger vertraut schon lange auf Fronius. „Bei uns sind einige Hundert Fronius-Geräte im Einsatz, genutzt von mehr als 300 Schweissern – sowohl in den Werkstätten als auch auf Baustellen“, betont Brindl. So folgte der Industriedienstleister der Empfehlung und orderte einen acht Meter langen PullMig-Schweissbrenner sowie eine TPS 500i für den Bau der Torsionsklappen.
Dabei verschweissten die Experten S355-Stahlbleche vorrangig mit Kehlnähten sowie einigen V-Nähten mit einer Gesamtlänge von etwa 600 Metern. Sie begannen mit dem Aufbau einer Stahlwanne, die eine Seite der Klappe bildet. Darauf wurden Verstrebungen und anschliessend der „Deckel“ aufgeschweisst. Die Schweisser mussten enge Toleranzvorgaben im Millimeterbereich einhalten und auf minimalen Schweissverzug achten, damit sich die Teile später präzise zusammenschrauben und auf die Drehachse montieren liessen. Um Zwangspositionen weitgehend auszuschliessen, legten die Schweisser die Klappe mehrfach mit dem Rollenkran um.
MEHR BEWEGUNGSFREIHEIT
„Das Ergebnis hat uns alle überzeugt“, sagt Brindl. „Der durch das lange Schlauchpaket erweiterte Aktionsradius erlaubte es uns, auf das zweite Mannloch pro Segment zu verzichten und uns so den damit verbundenen Aufwand komplett zu sparen.“ Zudem konnten die Werker die Schweissstromquelle samt Drahtvorschubgerät ausserhalb des Klappenkörpers platzieren und dennoch alle erforderlichen Positionen erreichen. „Das bedeutet nicht nur ein Plus an Bewegungsfreiheit in dem ohnehin engen Raum von etwa 1.500 mal 800 Millimetern Querschnittgrösse, sondern erleichtert – und das ist für uns entscheidend – im Notfall den Rettungskräften auch den Zugang und die Bergung.“
Die Ausrüstung bietet eine Reihe weiterer Vorteile, die sich auch im Pipeline-, Behälter- und Schiffsbau unmittelbar auf die Effizienz, Ergonomie und Qualität auswirken. Über die direkt am Brennerkörper aufrufbare Fernsteuerung JobMaster lassen sich alle wichtigen Schweissparameter einstellen. So kann der Schweisser ohne Umweg und lange Unterbrechungen unterschiedliche Schweissaufgaben direkt erledigen. „Dabei loben unsere Schweisser besonders den gleichmässigen Drahtvorschub “, berichtet Brindl. Zusätzlich erleichtert eine im Schweissbrenner integrierte LED-Beleuchtung das Arbeiten an schlecht ausgeleuchteten Stellen. Dennoch ist der Schweissbrenner extrem kompakt und wiegt trotz des integrierten Zweirollenantriebs nur 1,6 Kilogramm. Er gehört damit zu den Leichtesten seiner Klasse. Zusammen mit der für die TPS/i-Geräte typischen schnellen Regelung des Lichtbogens und dem stabilisierenden Pulsprozess PMC lassen sich höchste Qualitätsanforderungen effizient, sicher und bequem erfüllen.
ERFOLG AUF LANGE SICHT
„Die Schweisser wollen am liebsten nur noch mit diesem Gerät arbeiten“, fasst der Projektleiter zusammen. „Wir haben die TPS 500i mit dem langen PullMig-Schweissbrenner sofort für unsere Abteilung reserviert. Die für den Behälterbau zuständige Abteilung hat nachgezogen und ebenfalls ein langes Schlauchpaket bestellt. So können sich die Schweisser auch bei grösseren Behältern ganz ihrer eigentlichen Arbeit widmen und profitieren vom vergrösserten Aktionsradius.“ Video/Präsentation:
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