Das Verfügbarkeitsproblem, das sich in den Flüssigkeiten Ihrer Geräte verbirgt

Staub, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und ungleichmäßige Kraftstoffhandhabung können allesamt zu Verunreinigungen führen.

Doch immer häufiger werden einige der kostspieligsten Ausfallzeiten nicht durch katastrophale Störungen verursacht, sondern beginnen schleichend, indem sich Verunreinigungen unbemerkt durch Kraftstoffsysteme, Hydraulikkreisläufe und Lagertanks ausbreiten.

Da Baumaschinen immer ausgefeilter werden, lassen diese Systeme fast keinen Raum mehr für verunreinigten Kraftstoff oder kontaminierte Flüssigkeiten.

Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsysteme, engere hydraulische Toleranzen und anspruchsvollere Emissionstechnologien haben moderne Maschinen deutlich weniger fehlertolerant gemacht als ihre Vorgänger.

In vielen Fällen können mit bloßem Auge unsichtbare Verunreinigungen Verschleißprozesse auslösen, die letztendlich zu teuren Reparaturen, ungeplanten Stillständen, verminderter Geräteleistung und verkürzter Bauteillebensdauer führen.

„Viele betrachten Filtration immer noch nur als einen weiteren Posten auf einer Ersatzteilbestellung“, sagt Matthew Gram, Vertriebsingenieur und Leiter Hydraulik & Schüttgutfiltration bei Donaldson. „Aber das hat sich geändert. Wenn man Maschinen im Wert von einer halben Million Dollar betreibt, geht es um Risikomanagement.“

Matthew Gram, Vertriebsingenieur und Leiter der Abteilung Hydraulik und Schüttgutfiltration bei Donaldson

Dieser Wandel gewinnt zunehmend an Bedeutung in einer Zeit, in der der Druck auf die Betriebssicherheit so hoch ist wie nie zuvor.

Praktiken bei der Kraftstofflagerung und -handhabung, Verfahren bei der Maschinenwartung, Sauberkeit der Hydraulik und das Verhalten der Bediener können die langfristige Zuverlässigkeit der Geräte beeinflussen.

Das Kontaminationsproblem, das die Betreiber oft nicht sehen

Auf vielen Baustellen werden Maschinen aus Großtanks betankt, die unter rauen Umgebungsbedingungen betrieben werden. Staub, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und uneinheitliche Kraftstoffhandhabung bieten allesamt Möglichkeiten für Verunreinigungen im System.

Eindringendes Wasser, Verunreinigungen durch Partikel und sogar mikrobielles Wachstum im Inneren der Tanks können dann beim Betanken direkt auf die Geräte übertragen werden.

Die Herausforderung besteht darin, dass moderne Motoren extrem empfindlich auf diese Verunreinigungen reagieren. Common-Rail-Hochdrucksysteme können mit Drücken von bis zu 40.000 psi arbeiten, bei denen selbst mikroskopisch kleine Partikel zu Verschleiß der Einspritzdüsen und vorzeitigem Bauteilausfall beitragen können.

Im Gegensatz zu einem einfachen mechanischen Problem entsteht ein Kontaminationsschaden langsam.

„Oftmals geht ein durch Verunreinigung verursachter mechanischer Ausfall auf ein Muster von Warnzeichen zurück, die nicht verstanden oder ignoriert wurden“, sagt Gabriel Blevins, Produktschulungsleiter bei Donaldson.

„Schnell verstopfte Filter, negative Laborergebnisse von Ölproben, unsachgemäße Wartungspraktiken, beschädigte oder fehlende Komponenten wie Entlüftungsventile am Hydraulikbehälter usw. Dies sind alles Warnzeichen dafür, dass die Anlage auf einen mechanischen Ausfall zusteuert. Daher ist es entscheidend, auf die Warnzeichen zu achten und sie zu verstehen.“

„Man findet selten ein einzelnes Ereignis, das unmittelbar auf eine Verunreinigung hinweist. Vielmehr beobachtet man meist ein Muster – wiederholtes Verstopfen der Filter, sinkende Effizienz, Verschleiß der Injektoren. Schließlich summieren sich die Kosten.“

Strategien zur Kontaminationsbekämpfung können im Vergleich zu den Kosten für die Reparatur moderner Kraftstoffsysteme oder Hydraulikkomponenten relativ unkompliziert sein.

Auch Hydrauliksysteme können mit ähnlichen Problemen konfrontiert sein.

Verunreinigte Behälter und mangelhafte Flüssigkeitsreinheit können zu erhöhtem Verschleiß an Pumpen, Ventilen, Motoren und Dichtungen führen. In anspruchsvollen Bau- und Zuschlagstoffumgebungen kann allein der in der Luft befindliche Staub erhebliche langfristige Zuverlässigkeitsprobleme verursachen, wenn die Systeme nicht ausreichend geschützt sind.

Warum moderne Ausrüstung die Anforderungen erhöht

Kontamination ist nichts Neues. Neu ist jedoch der Wert und die Komplexität der zu schützenden Maschinen.

Heutzutage kann ein einzelner Bagger, Muldenkipper oder Radlader eine Kapitalinvestition in Höhe von Hunderttausenden von Dollar darstellen. Gleichzeitig sind die Projektzeitpläne weniger flexibel geworden, der Arbeitskräftemangel hat die operative Flexibilität eingeschränkt und die Erwartungen an die Geräteauslastung steigen stetig.

Diese Kombination führt dazu, dass Ausfallzeiten heute weitreichendere betriebliche Konsequenzen haben als noch vor einem Jahrzehnt bei vielen Flotten.

„Wenn heutzutage eine Maschine ausfällt, geht es nie nur um die Reparaturkosten“, erklärt Gram. „Man verliert Produktion, die Teams verspäten sich, Zeitpläne geraten durcheinander – und plötzlich verursacht ein einziger Ausfall Probleme im gesamten Projekt.“

Bei diesen Folgekosten wird die Kontamination oft besonders teuer, da unerwartete Ausfälle möglicherweise Notfalleinsätze, Überstunden, den Versand von Ersatzteilen und die Anmietung von Geräten nach sich ziehen.

Auch die vorbeugenden Wartungspläne können beeinträchtigt werden, da die Techniker gezwungen sind, reaktive Reparaturen anstelle der geplanten Wartungsarbeiten durchzuführen.

Gabriel Blevins, Produktschulungsmanager bei Donaldson

Auch die Produktivität der Bediener leidet darunter, wenn Maschinen ausfallen und sie gezwungen sind, auf Ersatz- oder Leihgeräte zurückzugreifen.

Eine relativ geringe Investition zum Schutz eines bedeutenden Vermögenswerts

Der Kontaminationskontrolle wird heute verstärkt Aufmerksamkeit geschenkt, vor allem weil das wirtschaftliche Argument kaum zu ignorieren ist.

Im Vergleich zum Gesamtwert von Baumaschinenflotten sind Maßnahmen zur Vermeidung von Verunreinigungen relativ geringe Investitionen – sie können aber einen erheblichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit, die Leistung und die Lebenszykluskosten einer Maschine haben.

Dies wurde einem Transportbetonhersteller deutlich, der in einer großen Metropolregion im südlichen Zentrum der Vereinigten Staaten tätig ist.

Das Unternehmen betrieb über 250 Fahrmischer und Produktionsanlagen, die von mehr als 20 Dieselkraftstofflagern beliefert wurden. Da die kraftstoffbedingten Ausfallzeiten bei neueren Fahrzeugen und Anlagen der Abgasnorm Tier 4 zunahmen, untersuchte das Unternehmen die Ursache.

Das Problem war nicht die Verfügbarkeit von Kraftstoff, sondern dessen Reinheit – und die schwierigen Betriebsbedingungen.

Obwohl der verwendete Dieselkraftstoff die aktuellen Reinheitsstandards erfüllt, spiegeln diese Standards die Empfindlichkeit der heutigen Common-Rail-Hochdruckkraftstoffsysteme gegenüber Verunreinigungen nicht vollständig wider.

In diesem Fall wurde das Problem durch ein raues Betriebsumfeld noch verschärft, in dem Fahrmischer und Schüttguttanks regelmäßig feinem Zementstaub und luftgetragenen Verunreinigungen ausgesetzt sind.

Zusammengenommen führten diese Faktoren zu einem höheren Partikelgehalt in den Kraftstofftanks, was zu vorzeitigem Verstopfen der Kraftstofffilter und erhöhtem Verschleiß der Einspritzdüsen führte.

Wiederholtes Verstopfen des Filters, abnehmende Effizienz und Verschleiß der Einspritzdüsen sind allesamt Anzeichen dafür, dass die Maschine auf einen mechanischen Ausfall zusteuern könnte.

Zu diesem Zeitpunkt beliefen sich allein die jährlichen Kosten für den Austausch der Einspritzdüsen auf fast 280.000 US-Dollar, wobei zusätzliche kraftstoffbezogene Servicekosten, wie z. B. vorzeitiges Verstopfen des Filters, die jährliche Rechnung um weitere 64.000 US-Dollar erhöhten.

Tests ergaben, dass die Partikelverunreinigung im Kraftstoff die Grenzwerte überschritt, die moderne Common-Rail-Hochdrucksysteme tolerieren können.

Das Unternehmen wandte sich an Donaldson, der dabei half, eine Strategie zur Kontaminationskontrolle zu entwickeln, die sich auf die Reinigung des Kraftstoffs vor der Abgabe, den Schutz der Lagertanks vor Verunreinigungen aus der Luft und die Verbesserung der gesamten Kraftstoffhandhabung konzentrierte.

Das Ergebnis war eine drastische Reduzierung von Einspritzdüsenausfällen und kraftstoffbedingten Betriebsunterbrechungen sowie eine Stabilisierung des Betriebs.

In stark beanspruchten Bereichen wie der Zuschlagstoff-, Beton- und Bauindustrie ist diese Art von Zuverlässigkeit weit mehr wert als die Kosten der Filteranlage.

Kontaminationskontrolle als Teil einer Betriebskultur

Eine weitere Veränderung, die sich branchenweit vollzieht, ist die zunehmende Erkenntnis, dass die Kontaminationskontrolle nicht allein in der Verantwortung der Instandhaltungsabteilung liegt.

Bediener, Servicetechniker, Flottenmanager und das Personal vor Ort tragen alle zur Erhaltung des einwandfreien Zustands der Ausrüstung bei.

Wer täglich mit Maschinen arbeitet, bemerkt oft als Erster erste Warnzeichen, wie beispielsweise eine träge Hydraulikreaktion, häufige Filterwechsel, Startschwierigkeiten usw. Das frühzeitige Erkennen dieser Anzeichen kann dazu beitragen, größere Ausfälle später zu vermeiden.

Laut Blevins „gibt es heute definitiv ein größeres Bewusstsein dafür, wie Verunreinigungen überhaupt erst in ein System gelangen und wie man dies verhindern kann, bevor ernsthafte Schäden entstehen.“

Diese Denkweise führt dazu, dass immer mehr Flottenbetreiber umfassendere Strategien zum Umgang mit Verunreinigungen verfolgen, die Folgendes beinhalten:

• Bessere Praktiken zur Kraftstofflagerung und -handhabung
  Die Vermeidung von Kontaminationen ist in rauen Betriebsumgebungen, in denen Geräte luftgetragenen Partikeln ausgesetzt sind, unerlässlich. (Bild: Adobe Stock)
• Verbesserter Schutz für Großtanks
• Reinigungsmittel-Spendersysteme
• Schutz des Hydraulikbehälters
• Konsistentere Flüssigkeitsanalyse und -überwachung
• Erhöhtes Bewusstsein und verbesserte Meldepraxis der Bediener.

In vielen Fällen sind diese Änderungen relativ unkompliziert im Vergleich zu den Kosten für die Reparatur moderner Kraftstoffsysteme oder Hydraulikkomponenten.

Die Herausforderung der kostengünstigen Filtration

Der Kostendruck bleibt in der Bau- und Schwermaschinenbranche eine Realität, insbesondere wenn es um Ausgaben für Verbrauchsmaterialien und Instandhaltung geht.

Experten für Kontaminationskontrolle argumentieren jedoch, dass die alleinige Betrachtung des Anschaffungspreises irreführend sein kann. Ein kostengünstigerer Filter, der eine erhöhte Kontamination in ein System zulässt, kann letztendlich durch beschleunigten Verschleiß, kürzere Lebensdauer der Komponenten und unerwartete Ausfallzeiten weitaus höhere Folgekosten verursachen.

„Kontaminationsprobleme können sich schleichend über die Zeit entwickeln“, sagt Gram. „Man bringt einen Komponentenausfall sechs Monate später vielleicht nicht mit zuvor getroffenen Filtrationsentscheidungen in Verbindung. Aber der Zusammenhang besteht oft.“

Dies ist insbesondere für Flottenbesitzer relevant, die die Lebensdauer ihrer Geräte verlängern oder deren Wiederverkaufswert maximieren möchten. Sauberere Systeme bedeuten in der Regel weniger Verschleiß über die gesamte Lebensdauer der Maschine.

Vorbeugen ist immer besser als Heilen.

Die Bauindustrie hat schon immer akzeptiert, dass Ausfallzeiten unvermeidbar sind. Maschinen, die unter anspruchsvollen Bedingungen eingesetzt werden, benötigen früher oder später Reparaturen und Wartungsarbeiten.

Allerdings ist die Kontamination eines der wenigen Risiken für die Zuverlässigkeit von Maschinen, das durch relativ einfache Präventivmaßnahmen deutlich reduziert werden kann.

Und da die Technologie der Anlagentechnik ständig weiterentwickelt wird, dürfte die Bedeutung der Reinheit der Flüssigkeiten nur noch zunehmen.

Für Bauunternehmer und Flottenbetreiber, die auf maximale Betriebszeit Wert legen, lautet die wichtigere Frage möglicherweise nicht mehr, ob die Kontaminationskontrolle von Bedeutung ist, sondern ob es ein Risiko darstellt, sie als Nebensache zu behandeln, das sie sich noch leisten können.

Donaldson-Experten werden in einem bevorstehenden Webinar über Kontaminationsprobleme sprechen

Am 29. Juli um 11 Uhr (Ortszeit) werden Matt Gram und Gabriel Blevins am Live-Webinar der KHL teilnehmen: „Betriebszeit schützen: Welche Kosten durch Kontamination entstehen für Ihre Flotte?“

Geräteausfallzeiten gehören zu den größten Kostenfaktoren im Bauwesen, und Matt und Gabriel werden beschreiben, wie mehr Ausfälle als man vielleicht denkt auf Verunreinigungen in Kraftstoff- und Hydrauliksystemen zurückzuführen sind.

Im Webinar wird untersucht, wie sich dies auf die Zuverlässigkeit der Geräte unter realen Bedingungen auswirkt.

Von der Lagerung großer Mengen an Kraftstoff vor Ort bis hin zur Wartung von Hydrauliksystemen – die Diskussion konzentriert sich auf praktische Schritte, die Bauprofis unternehmen können, um Risiken zu reduzieren, die Betriebszeit zu verbessern und mehr aus ihren Anlagen herauszuholen.

Die Teilnehmer werden ein besseres Verständnis dafür gewinnen, wie relativ einfache Änderungen der Wartungspraktiken erhebliche betriebliche Vorteile bringen können.

Schwerpunktthemen:

• Wo Kontaminationen unter realen Baustellenbedingungen auftreten (Kraftstoff, Hydraulik, Lagerung, Handhabung)
• Die wahren Kosten von Ausfallzeiten – Reparaturen, Arbeitskosten, Verzögerungen, Produktivitätsverluste
• Wie man vorbeugende Instandhaltungsstrategien durch praktische Schritte stärken kann
• Was Bediener, Techniker und Entscheidungsträger jeweils anders machen können

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Eine Aufzeichnung der Veranstaltung wird allen Angemeldeten per E-Mail zugesandt.

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Dieser Artikel wurde von KHL Content Studio in Zusammenarbeit mit Experten der Donaldson Company erstellt.

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Alle nicht gekennzeichneten Bilder mit freundlicher Genehmigung der Donaldson Company.

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