Inconel 718 – це сплав на основі нікелю, який витримує екстремальні температури та різниці тиску – ідеально підходить для використання в авіаційній та космічній промисловості. Однак його обробка висуває високі вимоги до машин, інструментів та охолоджувально-мастильних рідин (ОМР). Щоб останні завжди були чистими, з температурним режимом і в потрібній кількості, провідний німецький виробник двигунів MTU Aero Engines обрав центральну систему очищення ОМР та видалення стружки (ЦКС) від KNOLL.
MTU – ці три літери в авіації означають технології найвищого класу. Компанія з головним офісом у Мюнхені спеціалізується на розробці, виробництві та обслуговуванні цивільних і військових двигунів усіх класів тяги та потужності. Мюнхенський завод є не лише адміністративним центром, а й важливим виробничим майданчиком.
Тут, зокрема, виготовляються компоненти для екологічно ефективних двигунів-редукторів Pratt & Whitney, які заощаджують приблизно 25 відсотків пального в порівнянні з традиційними приводами.
Ці двигуни користуються великим попитом, тому компанія MTU очікує зростання обсягу виробництва. Це прогноз, який також став вирішальним для будівництва нової багатоповерхової виробничої будівлі, на першому поверсі якої з початку 2024 року будуть в основному автоматизовано обробляти низькотемпературні турбінні диски.
„Щоб досягти максимальної процесуальної безпеки в цьому новому виробництві, зокрема, необхідне надійне постачання чистим, точно відрегульованим охолоджувальним мастилом (КСС)“, підкреслює відповідальний керівник цеху Зельйко Лєовац. „Це економічно можливо лише з центральною установкою КСС. Якщо б кожна установка мала свою власну установку КСС, потреба в площі в залі була б занадто великою.“
Вже отримано позитивний досвід з центральними установками.
Те, що замовлення на таку установку ZKSS було передано компанії KNOLL Maschinenbau, Bad Saulgau, має кілька причин. Христина Браун, яка відповідала за закупівлю ZKSS та обробних машин для виробництва дисків низького тиску турбін і сьогодні є їхнім керівником проекту, повідомляє: «Ми вже 40 років успішно працюємо з системами KNOLL для очищення KSS-емульсії, спочатку виключно з децентралізованими рішеннями.
Протягом кількох років ми також встановили дві великі центральні установки KNOLL у наших цехах обробки титану і дуже задоволені цим.
У новому виробничому залі обробляється виключно Inconel 718. «Ці стружки ми хотіли відокремити та повернути в переробку», пояснює Крістіна Браун важливу вимогу, яку KNOLL змогла виконати так само, як і вимоги щодо технічної доступності не менше 99 відсотків, безперервної резервності, низьких витрат на обслуговування, сталого розвитку та мінімальних площ.
Установка KNOLL розташована в окремому прибудові до зали, щоб у виробничій зоні залишалося якомога тихіше. «Це вже довело свою ефективність на існуючих установках ZKSS», аргументує керівниця проекту Браун. На площі близько 190 м2 тепер знаходиться бак для брудної води об'ємом 40 м3 з конвеєром для стружки, а також такий же великий буферний резервуар, коли необхідні великі заходи з обслуговування. Окрім насосів, фільтрів та інших компонентів, там також є автоматизований вокзал для контейнерів зі стружкою.
Компоненти KNOLL на верстатах.
Але послуга KNOLL починається вже в виробничому залі. Точніше, на токарних і фрезерних центрах, які виробники машин обладнали станціями підвищення тиску KNOLL – для ефективного внутрішнього постачання охолоджуючої рідини (IKZ) інструментів.
Крім того, машини оснащені насосними станціями з подрібнювачами стружки для транспортування охолоджувальної рідини та стружки до центральної установки. Лотар Шмід, відповідальний за цей проект у компанії KNOLL, зазначає:
„Використані подрібнювачі ми спеціально розробили для абразивних стружок Inconel і протестували з оригінальними стружками.“
При проектуванні насосних станцій команда врахувала як висоту підйому до стелі залу, так і обсяги суміші стружки та охолоджуючої рідини (КСС).
Підготовлені до майбутнього
Нова виробнича система MTU буде реалізована в двох етапах з остаточними вісьмома токарними та сімома фрезерними центрами, а також повністю автоматизованою підготовкою деталей і інструментів. На даний момент на першому етапі доступна лише половина потужностей. Другий етап планується реалізувати в довгостроковій перспективі до 2036 року.
Центральна система охолоджуючої рідини вже спроектована для фінальної стадії будівництва, з об'ємом бака приблизно 40 м³ та максимальним об'ємом потоку 3.300 л/хв. Додатково встановлено другий, так само великий бак, в якому для великих ремонтних робіт може бути тимчасово збережено всю кількість охолоджуючої рідини.
Вимога до номінальної фільтраційної чистоти в 25 мкм досягається в три етапи: спочатку в резервуарі для брудної води відбувається седиментація. Через підйомну установку охолоджуюча рідина проходить три барабанні фільтри з зазором 0,2 мм, а в кінці - два фільтри зворотного промивання, які забезпечують основну фільтраційну якість в 25 мкм.
Широкий асортимент спеціального обладнання
Щоб забезпечити високу якість охолоджуючої рідини та оброблених деталей у довгостроковій перспективі, потрібні додаткові компоненти. Наприклад, встановлено вакуумний фільтр KNOLL VL1000 з фільтром 20 мкм, який очищає рециркульоване середовище. Також для підтримки якості рідини працює центрифуга в обхідному контурі. Вона запобігає накопиченню найдрібніших частинок у охолоджуючій рідині. Додатково встановлений магнітний сепаратор, який видаляє з охолоджуючої рідини абразивний знос трубопроводів, викликаний стружкою Inconel. Також є сепаратор для видалення сторонніх олій, який усуває небажані компоненти мастила.
Добрий догляд виправдовує себе.
Догляд за емульсією KSS включає не лише фільтрацію, але й точне відповідність складу. Тому необхідно раз на тиждень брати пробу та досліджувати її в лабораторії. «Один раз для всієї виробничої системи», підкреслює Зельйко Лєовац. «У децентралізованих системах KSS потрібно брати пробу на кожному станку і, за потреби, коригувати. Центральна установка в цьому відношенні економить багато зусиль на обслуговування.»
Автоматизоване поповнення системи охолодження відбувається автоматично. При цьому або використовується міська вода, або демінералізована вода з додаванням концентрату охолоджуючої рідини. Також інші добавки, такі як фунгіциди та антифоми, можуть автоматично додаватися, щоб охолоджуюча рідина залишалася стабільною. За словами експерта з виробництва Зельйка Лєовача, це надзвичайно важливо, щоб «ми могли забезпечити стабільну високу якість компонентів».
Контейнерний термінал для утилізації стружки
Як було зазначено на початку, під час обробки лопатей низького тиску утворюється велика кількість стружки. У випадку чистого інконелю це не відходи, а цінна сировина. Тому MTU співпрацює з компанією з переробки, яка забирає стружку, переплавляє її і знову надає як сировину.
До завдань планувальників KNOLL також входило забезпечення автоматичного заповнення стружки, що осіла з охолоджуючої рідини, у спеціальні контейнери, надані MTU. Оскільки об'єм одного контейнера не вистачає для 40 годин безлюдної роботи у вихідні, було реалізовано контейнерний термінал, в якому кілька контейнерів можуть автоматично заповнюватися та накопичуватися.
Автоматизація
«У цьому нам допомогли досвід з попередніх проектів», - згадує Герхард Фінк, відповідальний регіональний менеджер з продажу в KNOLL. «Також ми обладнали дві інші центральні установки на MTU подібною станцією, яку ми тут вдосконалили та адаптували до сучасних умов». Особливо складним було забезпечити доступність станції завантаження та вивантаження для навантажувача в обмежених просторових умовах та дотримуватися вимог безпеки.
Перевагою було те, що команда планувальників також могла покладатися на досвід відділу автоматизації KNOLL, який спеціалізується на системах транспортування. Відповідно, реалізоване рішення базується на системі транспортування з роликовими зупинками, розробленій KNOLL, яка забезпечує місце для семи контейнерів (зони накопичення для трьох повних і трьох порожніх контейнерів, а також місце на станції заповнення).
Партнерство на рівних
Від проектування до монтажу центральної системи охолодження та контейнерного терміналу - співпраця між KNOLL і MTU була відзначена великим взаємним зобов'язанням. У цьому всі учасники погоджуються. «KNOLL завжди враховував наші побажання», - підтверджує Крістіна Браун. Лотар Шмід підкреслює, що MTU дуже швидко надала всі необхідні дозволи та ресурси для швидкої реалізації обговорених рішень. Зельйко Лєовач особливо радіє року безперебійної роботи системи охолодження: «З моменту заповнення установка працює без проблем. Ми це дуже цінуємо».
Контакт:
