Reinigen, was andere an ihre Grenzen bringt - VIA Oberflächentechnik

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Special
Reinigen und VoRbehandeln
Reinigen, was andere
an ihre Grenzen bringt
Lohnreiniger erweitert die eigene Kernkompetenz
„Entfetten“ mit einem Feinreinigungszentrum
Das Thema Feinreinigen wird im Automobilbereich immer wichtiger.
Ein großer Lohnreinigungsbetrieb baut nun zusätzlich zu der Kernkompetenz
„Entfetten“ mit einem neuen Feinreinigungszentrum
Kapazitäten und Know-how in diesem Bereich auf.
VIA Oberflächentechnik ist ein gutes Beispiel,
wie sich ein Unternehmen von einem
zunächst auf das Gleitschleifen ausgerichteten
Profit-Center zu einem Lohnreiniger
mit hoher Reinigungskompetenz entwickeln
kann. 2011 erzielte das Unternehmen nur
durch Dienstleistungen einen Umsatz von
7,5 Millionen Euro und beschäftigt je nach
Auftragslage bis zu 100 Mitarbeiter.
VIA wurde 1996 auf Initiative von mittelständischen
Automobilzulieferern gegründet.
Bald darauf zeigten die Kunden
auch Interesse am Thema Reinigen und VIA
wurde aufgefordert, ein Konzept zu entwickeln.
Nach einer eingehenden Analyse der
Marktsituation holte VIA den Anlagenhersteller
Dürr Ecoclean ins Boot. „Es gab zwar
auch günstigere Anbieter, trotzdem sind wir
mit unserer Wahl sehr zufrieden. Der Support
gerade in der wichtigen Anfangsphase
war sehr gut und die ältesten Anlagen sind
jetzt über zehn Jahre alt und zeigen nach
rund 70.000 Tonnen Reinigungsgut keinerlei
Altersschwäche. Darüber hinaus bieten
die Anlagen innen genügend Platz, um die
Wartung zu erleichtern“, erläutert der technische
Leiter Kai Lechner.
Die Idee einer wässrigen Reinigung wurde
damals schnell verworfen. „Der Energieverbrauch
bei wässriger Reinigung wäre viel
größer als bei der Verwendung von PER“,
führt Lechner aus. „Zwar wären wässrige
Anlagen in der Anschaffung billiger, dafür
sind bei PER die Betriebskosten deutlich
niedriger. Noch dazu wäre eine Kontrolle
der wässrigen Reinigung aus labortechnischer
Sicht erheblich aufwändiger.“
Neben einer sich stetig verändernden
Reinigungsleistung müssten wässrige Bäder
bei einem Öleintrag von bis zu vier Litern
pro Charge wie bei VIA vermutlich alle
vier Wochen verworfen werden. Der Lösemittelspezialist
Safechem hat die Entwicklung
der Reinigungssparte von Anfang an
Bei der Entfettung werden die Teile
gitterboxweise in die Maschinen
geladen und mit Perchlorethylen
entfettet. Bilder: CB
mitbegleitet. Safechem hat VIA nach einer
Analyse des zu erwartenden Teilespektrums
zum Einsatz von Perchlorethylen geraten. Je
niedriger der Siedepunkt eines Lösemittels,
desto besser ist das Trennvermögen beim
Destillationsvorgang. Der Siedepunkt von
Ölen liegt bei etwa 250°C, Perchlorethylen
(PER) bietet mit einem Siedepunkt von
120°C eine große Temperaturdifferenz von
130°C, wodurch die Ölmenge im Destillat
gering gehalten werden kann. Bei modifizierten
Alkoholen liegt der Siedepunkt
bereits bei bis zu 175°C, und Kohlenwasserstoffe
liegen mit bis zu 195°C noch höher.
Dass PER die richtige Wahl für den
Anwendungsfall war, zeigt die Tatsache,
dass bei keiner der vier mit Perchlorethylen
betriebenen Anlagen und Lösemittelvolumina
von 8.500 Litern bisher ein Mediumwechsel
nötig war. Safechem kennt kaum
einen Reinigungsbetrieb, in dem das PER
bei solch einer Belastung so lange eingesetzt
werden kann. Die Anlagen werden mit
Euro-Gitterboxen mit Abmessungen von
120 x 80 x 80 Zentimetern bestückt, die dann
innerhalb von 20 Minuten entfettet werden.
Die Heizung der Anlagen erfolgt mit Gas,
120 m 3 Wasser pro Stunde aus einem nahegelegenen
Bach dienen zur energiesparenden
Kühlung der Anlagen.
Optimal entfetten
Die Prozesse sind so abgestimmt, dass der
PER-Anteil im Destillationsrückstand zwischen
fünf und zehn Prozent liegt und die
Anlage in einem stationären Betriebspunkt
mit konstanter Schmutzfracht und in einem
stabilen Prozess betrieben werden kann. So
müssen nur die Austragungsverluste ersetzt
werden – pro Jahr betragen diese immerhin
rund 40 Safe-Tainer à 200 Liter. Dabei
kommt ausschließlich neues, hochstabilisiertes
Perchlorethylen Dowper N zum
Einsatz. „Wir könnten das PER vollständig
herausdestillieren, doch es hat sich
gezeigt, dass dadurch das Lösemittel stark
beansprucht wird und insgesamt daraus
kein Vorteil zu ziehen ist“, erläutert Lechner.
„Deshalb nehmen wir zugunsten der
Prozessstabilität inzwischen einen gewissen
Restlösemittelgehalt in Kauf.“
Da zum Beispiel bei chlorierten Ölen die
Gefahr besteht, dass Salzsäure in der Anlage
gebildet wird, ist ein regelmäßiges Messen und
Jahrg. 66 (2012) 5

Stabilisieren notwendig. „Hier haben sich die
Testverfahren von Safechem als sehr ausgereift
und zuverlässig erwiesen“, so Lechner.
Gestartet ist VIA 2002 mit einer Anlage,
im Abstand von zwei bis drei Jahren folgten
weitere Anlagen, sodass nun Mitte 2012
insgesamt fünf Anlagen in Grevenbrück
betrieben werden. Vier davon arbeiten mit
PER, eine mit Dowclene 1601, einem modifiziertem
Alkohol.
Der Vorteil des modifizierten Alkohols
liegt darin, dass polare Verschmutzungen
wie Salze, Emulsionen und Partikel abgereinigt
werden können, aber auch Fette und
Öle. Möglich ist dies, weil die Moleküle
sowohl über einen langen, unpolaren Arm
verfügen, der fettliebend ist, als auch über
einen kurzen, polaren Arm. Zum Vergleich:
Die Wasserlöslichkeit in PER liegt bei 0,01
Prozent, in Dowclene 1601 dagegen bei 6,3
Prozent. Zwar ist PER in der Entfettungsleistung
unschlagbar, dennoch kann der
modifizierte Alkohol bei kombinierten Verschmutzungen
gute Dienste leisten.
Inzwischen hat VIA 130 Kunden aus
verschiedensten Bereichen, die allesamt
unterschiedlichste, mit verschiedenen Ölen
kontaminierte Artikel liefern. Viele Unternehmen
schicken besonders gerne Teile zu
VIA , wenn die Verschmutzung ihre eigene
Anlagentechnik überfordert.
Zugenommen hat laut VIA der Sektor
Windenergie, hier werden teilweise bis
zu 6,5 Tonnen Schrauben und Bolzen pro
Windkraftanlage eingesetzt. Bei VIA liegt
das Aufkommen solcher Bolzen bei etwa einer
LKW-Ladung pro Tag. Insbesondere am
Boden der Gewindegänge ist das Entfernen
von Öl entscheidend für einen langanhaltenden
Korrosionsschutz.
Reinigen und voRbehandeln
Das Feinreinigungszentrum befindet sich in einem Sauberraum, bei Bedarf können die Anlagen
die gereinigten Bauteile über eine Weiche direkt in einen Reinraum der Klasse ISO 6 übergeben.
Feinreinigungszentrum
Erste Anfragen zum Thema Feinreinigung
bekam VIA 2007, bereits ein Jahr später
wurde das Thema zunehmend wichtiger
und so setzte sich VIA mit Dürr Ecoclean
zusammen, um ein Konzept für ein Feinreinigungszentrum
zu erarbeiten. In der Praxis
startete das Projekt mit einer Mietanlage,
die pünktlich zur Wirtschaftskrise Anfang
2009 betriebsbereit war. So konnte von
„Auslastung“ zunächst keine Rede sein.
Doch schon bald nach der allmählichen
Erholung der Weltwirtschaft im Jahr 2010
lief die Anlage im Dreischichtbetrieb. Problematisch
war jedoch die ungünstige Positionierung
in einer Halle mit Staplerverkehr
und anderen Partikelquellen. Deshalb wurde
2011 der Bau des Feinreinigungszentrums
in Angriff genommen, das Anfang 2012
in Betrieb ging. „Wir sind überzeugt, dass
sich der Markt für Feinreinigung bereits in
den nächsten Jahren stark entwickeln wird.
Vieles, was in neue Fahrzeugklassen eingebaut
wird, von Kamerasystemen bis hin zu
Assistenzsystemen oder Getrieben – überall
gibt es nun Feinreinigungsanforderungen“,
berichtet Kai Lechner. „Deshalb haben wir
uns zu der Investition von 5,5 Millionen
Euro entschlossen.“
Ab einer zugesicherten Partikelgrenze
von 1.000 µm metallisch beginnt bei
VIA die Feinreinigung, da bei den Standard-PER-Anlagen
die Einhaltung nicht
zu gewährleisten ist. „In unserem Feinreinigungszentrum
sind Partikelgrößen

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Im Reinraum ist ein komplettes Labor mit Spülkabinett und automatisiertem Mikroskop zum
Partikelzählen untergebracht.
Kritisch wird es auch, wenn nichtmetallische
Partikel und Fasern begrenzt werden,
denn diese sind lufttragfähig. Werden Partikelgrenzen
von unter 300 µm gefordert oder
sind organische Partikel und Fasern limitiert,
wandern die Teile in einem gekapselten Tunnel
von der Reinigungsanlage, die in einem
Sauberraum steht, direkt in einen Reinraum
der ISO-Klasse 6. Im Reinraum ist außerdem
ein Labor mit Spülkabinett und automatisiertem
Mikroskop zum Partikelzählen
untergebracht. Dies macht serienbegleitende
Restschmutzanalysen möglich.
Die Luftwechselrate liegt bei 25 Luftwechseln
pro Stunde. Um in dem Sauberraum,
der über eine Schleuse vom Rest der
Halle abgetrennt ist und unter Überdruck
steht, einen Partikeleintrag von außen zu
verhindern, finden fünf Luftwechsel pro
Stunde statt. Bei der bestehenden Hallengröße
entspricht dies 25.000 m 3 pro Stunde.
Durch die starke Luftbewegung können sich
die Teile elektrostatisch aufladen, deshalb
ist vom Boden bis zur Palette alles geerdet.
Inzwischen sind bei VIA fünf Entfettungsanlagen im Einsatz, Gabelstapler
bestücken die Anlagen.
Wird ein Restmagnetismus von mehr als
2 A/cm festgestellt, wird Reinigungsgut
außerdem entmagnetisiert, da sonst Partikel
angezogen werden.
Je nach Reinigungsaufgabe stehen drei
Anlagen zur Wahl: Eine arbeitet mit wässrigen
Reinigern, eine andere Anlage mit
Kohlenwasserstoffen. Letztere verfügt über
zwei Arbeitskammern, um den Durchsatz
zu erhöhen. Auch die Mietanlage aus der
„Gründerzeit“ ist im Einsatz – mit dem
modifizierten Alkohol Dowclene 1601. Damit
ist VIA im Bereich der Feinreinigung
ein Vollsortimenter und kann alle gängigen
Reinigungsverfahren und Reiniger
anbieten.
Sehr wichtig ist auch das Thema Verpackung.
„Die Sauberkeit von extern gereinigten
KLT-Verpackungen und Blistern
ist ein echtes Problem und kann schon
mal die Produktion bei uns ins Stocken
bringen. Deshalb werden wir in eine entsprechende
Reinigungsanlage investieren,
denn das Reklamieren solcher Behälter und
Verpackungen kostet Zeit und damit Geld.
Bisher liegt nach meinen Erfahrungen die
Grenze auf dem Markt bei 500 µm. Wir
werden eigene Erfahrungen sammeln und
hoffen, hier mehr erreichen zu können.
Doch durch die Hinterschnitte und Hohlräume
der Verpackungseinheiten ist dies
schwierig“, erklärt Lechner. Bei sehr engen
Partikelgrenzwerten kommt ein Vakuumiergerät
zum Einsatz, durch das der Abrieb
und die Schmutzaufnahme beim Transport
minimiert werden können.
„In Gedanken spielen wir durchaus auch
mit dem Thema Feinstreinigung für Partikel
unter 100 µm. Dafür benötigt man aber einen
Reinraum der Klasse 2 – also ganz andere
Dimensionen. Zwar erreichen wir solche
Werte durchaus auch schon mit unserer
aktuellen Ausstattung, aber sie müssen ja
auch zuverlässig reproduzierbar sein,“ fügt
Lechner hinzu.
Vieles ist möglich, aber letztendlich
stellt sich immer auch die Preisfrage. Macht
laut VIA eine Standard-PER-Reinigung
etwa fünf Prozent der Fertigungskosten
aus, kann eine Feinreinigung bis zu 50
Prozent betragen. Bei einer Feinstreinigung
wird die Sache noch einmal massiv
teurer.
„Das Thema Feinreinigung erfordert
extreme Sensibilität und Disziplin von den
Mitarbeitern, deshalb rate ich unseren Kunden,
gut zu prüfen, ob der Aufbau einer eigenen
Feinreinigung tatsächlich wirtschaftlich
sinnvoll ist und geeignetes Personal zur Verfügung
steht, oder ob die Lohnreinigung die
zuverlässigeren Ergebnisse liefern kann“,
empfiehlt Lechner.
i VIA
Oberflächentechnik GmbH
www.via-offtec.de
Safechem Europe GmbH
www.safechem-europe.com
Im Sauberraum sind elektrostatisch ableitende Überschuhe Pflicht, die
Korbgrößen wurden den Anforderungen der Feinreinigung angepasst.
Jahrg. 66 (2012) 5