Flammscanner: Was zeichnet eine hochpräzise Reparatur aus?
Flammscanner: Was zeichnet eine hochpräzise Reparatur aus?
Ob chemische Industrie, Lebensmittelproduktion, Papierfabrik oder Energie-Infrastruktur – Anlagen in diesen Branchen sind oft jahrzehntelang in Betrieb. Was passiert, wenn in diesem Umfeld beispielsweise ein kleiner Sensor zum Scannen von Flammen ausfällt und kein Ersatz zur Verfügung steht? Kraus Hardware gibt darauf aktuell eine Antwort.
Das Problem dürfte vielen Unternehmen bekannt vorkommen: Ältere Geräte und Maschinen fallen regelmäßig aus – und lassen sich nur mit größerem Aufwand wieder instand setzen, obwohl mitunter nur Details das Problem auslösen. Denn: Es gibt keine ausreichende Ersatzteilversorgung!
Alte und neue Sensoren nicht kompatibel
Im aktuellen Fall eines Kraus-Kunden aus der chemischen Industrie erzeugte ein sogenannter Flammscanner ein vergleichbares Problem. Das kleine Gerät bestätigt kontinuierlich, dass eine stabile Brennerflamme in einer größeren Anlage vorhanden ist. Allerdings fiel der dazugehörige UV-Sensor reihenweise bei verschiedenen Scannern aus. Einfach tauschen? Das war nicht möglich, denn der Hersteller des Scanners existiert nicht mehr. Und ähnliche Geräte eines alternativen Herstellers sind nicht kompatibel mit den vorhandenen Modellen. Deshalb müsste man direkt die 30 (!) Scanner und dazugehörige Auswertungs-Elektronik der Anlage austauschen. Ein gigantischer Aufwand.
Den Status Quo bewerten
In der Folge kam der Kunde mit der Bitte um Reparatur auf Kraus Hardware zu. Technische Zeichnungen oder Schaltpläne waren dabei nicht vorhanden. Wie geht man in einem derartigen Fall vor? „Am Anfang stand eine technische Bewertung des Status Quo“, erklärt Dr.-Ing. Christian Schwarzer von Kraus Hardware. „Dazu inspizierten wir den Flammscanner und sichteten alle dokumentierten Details. Im zweiten Schritt startete – nach der Demontage – eine Inspektion aller elektrischen und mechanischen Komponenten. Die Qualität der Lötstellen, Anzeichen von Komponentenalterung und mechanischen Belastungsspuren standen hierbei im Fokus.“
Das erste Ergebnis dieser Untersuchung: Kraus Hardware erstellte eine Liste mit defekten Bauteilen, die man neu beschaffen muss – von einfachen Kondensatoren und Operationsverstärkern über Spannungsreglern, MOSFETs, Relais und Potentiometern bis hin zum zentralen AC/AC-Transformator. „Wir haben uns vor allem auf anfällige und schwerverfügbarer Bauteile konzentriert“, so Christian Schwarzer.
Im zweiten Schritt erfolgte ein anspruchsvoller Prüf- und Entwicklungsprozess:
1. Die „neue“ Sensorik perfektionieren
Die angelieferten neuen Sensorzellen wurden unter realen Bedingungen mit Flammtests validiert – eine korrekte Signalerzeugung und die Einhaltungen der „Antwortschwellen“ standen dabei u.a. auf dem Prüfstand. Ein einfacher Prozess? „Keinesfalls“, sagt dazu Christian Schwarzer. „So kam es zu Beginn vor, dass eine neue UV-Fotozelle eine Flamme detektierte, die aber eigentlich gar nicht da war! Wir haben deshalb mehrere Fotozellen verglichen, um Chargendefekte auszuschließen.“ (Weitere Arbeitsschritte zum Prüfprozess im Infokasten)
2. Basis für Vergleichsmessungen etablieren
Ähnlich wichtig war es, einen Prototyp des verbauten Transformators zu entwickeln – als Referenz für spätere Vergleichsmessungen. „Wir haben die technische Spezifikationen des Transformators wie elektrische Parameter, Abmessungen und thermische Belastbarkeit genau definiert. Danach wurde ein Transformatorhersteller mit dem Nachbau beauftragt“, so Christian Schwarzer. Den maßgeschneiderten „Nachbau“ haben Spezialisten von Kraus Hardware präzise auf der Platine positioniert, vibrationsgesichert verklebt und verlötet. Abschließend wurde das Ganze optisch und elektrisch geprüft, gefolgt von einer erneuten Sensorvalidierung per Flammtest und ADwin-Messsystem.
Fazit: Perfekt vorbereitet
Das Endergebnis ist mit den Worten „mehr industrielle Prozesssicherheit“ gut umrissen: Der Kunde profitiert davon, dass alle Materialien für akute Reparaturen bei Kraus Hardware zur Verfügung stehen – und dass die Spezialisten genau wissen, welche Prüf- und Produktionsprozesse unverzichtbar sind. „Wir kombinieren bewährte Technologien wie selektives Löten mit einer elektro-thermischen Validierung inklusive Wärmebildaufnahmen und Simulationen. Dazu kommt präzise Handarbeit“, resümiert Christian Schwarzer. „Letztlich stellen wir sicher, dass alle wiederhergestellten Flammsensoren präzise funktionieren. Die Anforderungen an Zuverlässigkeit und Sicherheit werden erfüllt.“
Weitere Arbeitsschritte bei Kraus Hardware
- Evaluation von Widerstands- und Kapazitätswerten zur Analyse des Schaltungsverhaltens
- Entwicklung eines LTSpice-Simulationsmodells zur Vorhersage von Spannungsabfall und Leistungsaufnahme
- Modifizierung der Auswertungselektronik (auf Basis der Simulationsergebnisse)
- Prüfung der thermischen Stabilität bzw. Zuverlässigkeit per Wärmebildkamera
- Analyse inklusive Messung der Sensorausgangssignale, Berechnung der erwarteten Leistungsaufnahme für die neue Sensorzelle uvm.
