Die Inbetriebhalter tagen wieder - 9. Jahrestreffen Betriebsingenieure

Herausforderungen und Praxislösungen in der Prozessindustrie

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Am 23. November 2018 findet das Jehrstreffen zum neunten Mal statt. Welche Themen die Teilnehmer zu erwarten habenstellen wir nachfolgend zur Einstimmung vor.

„Herausforderungen und Praxislösungen in der Prozessindustrie“ lautet das Thema der diesjährigen Veranstaltung, die sich den täglichen Herausforderungen des betrieblichen Alltags rund um die Produktionsanlage widmet und dabei den Erfolgsfaktor Mensch stets im Fokus behält. Gerade heute steht der Betriebsingenieur mitten im Spannungsfeld zwischen ständig steigenden gesetzlichen Anforderungen und neuen technischen Möglichkeiten, die im Rahmen der Digitalisierung scheinbar unbegrenzte Perspektiven z. B. für 3D-Druck und mobile Instandhaltung in Aussicht stellen. Angesichts dieser Herausforderungen wird ein fachlicher und betriebsübergreifender Austausch sowohl für erfahrene Betriebsingenieure als auch Berufseinsteiger zunehmend wichtig. Die Veränderungen durch die Digitalisierung schrecken die Profis der Produktion nicht ab – im Gegenteil: der Einsatz von Tablets zur mobilen Instandhaltung verhilft dem Berufsbild zu einem coolen Image und die Arbeitserleichterungen durch die Digitalisierung sind nach Bewältigung der ersten Kinderkrankheiten inzwischen deutlich spürbar. Diese Entwicklungen machen das Berufsbild des Betriebsingenieurs auch für den Nachwuchs interessant, wie die signifikante Zunahme junger Betriebsingenieure belegt, die im Rahmen der VDI-Umfrage unter den Betriebsingenieuren festgestellt wurde (siehe CITplus 2018/09).
Hier tragen Betreiber und Betriebsingenieure der älteren Generation als Vorgesetzte eine hohe Verantwortung, damit dieser engagierte Nachwuchs nicht verbrannt wird, sondern angemessen und sorgfältig an die große Verantwortung herangeführt wird, die ein Betriebs­ingenieur für seine Anlage übernimmt. Eine Hilfestellung kann der Zertifikatslehrgang „Betriebsingenieur VDI“ des VDI Wissensforums sein. Dieser Lehrgang wurde von den beiden Vorsitzenden des VDI-Fachbereichs „Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen“, Dipl.-Ing. Jens von Erden, BASF, und Dr. Christian Poppe, Covestro, ins Leben gerufen und maßgeblich getragen: „Für unsere Betriebsinge­nieure ist die Arbeit mehr als nur ein Job – und wir wollen sicherstellen, dass der Produktionsstandort Deutschland mit top-ausgebildeten Mitarbeitern und innovativer Technik im internationalen Vergleich bestehen kann, daher bieten wir seit Neuestem auch ein Modul „Digitalisierung in der chemischen Produktion“ an.“

  Jens von Erden, BASF, Ludwigshafen
Die D
igitale Transformation der Prozess­industrie – Chance und Herausforderung für Betriebsingenieure
Die Digitale Transformation der Prozessindustrie nimmt immer mehr Fahrt auf.

In kurzen Abständen erreichen neue digitale Technologien einen Reifegrad, der einen breiten Einsatz in der Prozessindustrie möglich und attraktiv macht. Die Entwicklungen decken dabei die unterschiedlichsten Bereiche des Arbeitsgebietes eines Betriebsingenieurs ab. In der Ersatzteilversorgung sind z. B. die ersten verlässlichen Lösungen zum 3D-Drucken von Kunststoff und Metallbauteilen verfügbar. Ebenso wird die Auto-­ID-Kennzeichnung von Equipments immer mehr zum Standard. In der täglichen Instandhaltung werden leistungsfähige, Ex-geschützte Smartphones und Tablets immer populärer, die mobile Bearbeitung von Meldungen und der Zugriff auf Anlageninformationen werden mehr und mehr Realität. Digitale Informationsaustauschplattformen zwischen Herstellern und Anlagenbetreibern beginnen sich durchzusetzen und werden derzeit durch die Richtlinien VDI 2770 Digitale Herstellerinformationen, VDI 2775 Turnaround Management oder die DEXPI-Initiative vereinheitlicht.
Damit stellen sich aber Fragen wie: Welche neue Technologie kann mich in meinen Arbeitsprozessen wirklich unterstützen? Wie hängen diese neuen Technologien zusammen? Gibt es eine Reihenfolge bei der Einführung, die zu beachten ist und welche Voraussetzungen sind relevant? Können uns diese neuen Digitalen Technologien helfen, die Auswirkungen des demographischen Wandels abzumildern? Wird sich die Komplexität unserer Arbeitsprozesse durch die neuen Technologien erhöhen oder verringern? Dies sind Fragen, die uns alle zurzeit beschäftigen und auf die wir gemeinsam als Betriebsingenieure eine Antwort finden müssen. Denn nur mit Hilfe neuer digitaler Technologien können wir die Prozess­industrie und den Produktionsstandort Deutschland wettbewerbsfähig halten.

Klaus Michael Fischer, TÜV SÜD Chemie ­Service, Frankfurt/Main

AwSV: Änderungen gegenüber VAwS und Handlungsbedarf zur neuen Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wasser­gefährdenden Stoffen
Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) wurde bereits im Jahr 2010 novelliert und eine bundeseinheitliche Verordnung zur Umsetzung der gesetzlichen Regelungen auf Verordnungsebene verankert. Im August 2017 ist dann schließlich die bundeseinheitliche Verordnung als Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (kurz AwSV) in Kraft getreten. Die AwSV löst die bis dahin geltenden, 16 einzelnen Länderverordnungen (Landes-VAwS) sowie die Verwaltungsvorschrift zur Einstufung wassergefährdender Stoffe (VwVwS) ab. Damit gelten nun bundeseinheitliche Regelungen für den Umgang mit diesen Stoffen.
Der Umgang mit wassergefährdenden Stoffen – das heißt die Einteilung bestehender Anlagen sowie das Vorgehen dabei – bleibt grundsätzlich gleich. Die Technischen Regeln (TRwS) bleiben gültig und auch an der umzusetzenden Technik ändert sich nichts Wesentliches. Viele Anforderungen sind durch die AwSV jetzt detailliert formuliert. Das kann zu Fragen bei der Umsetzung führen – insbesondere, wenn Formulierungen aus der alten Landes-Verordnung geändert bzw. in der AwSV durch neue Begriffe ersetzt wurden.
Diese neuen Begriffe oder Anforderungen sind unter Umständen noch nicht klar abgegrenzt. Das kann insbesondere bei Prüf- und Genehmigungsverfahren zu Missverständnissen und damit zu einem erhöhten Abstimmungsaufwand führen. Beispielsweise mussten bisher nur neue Anlagen grundsätzlich und bestehende Anlagen auf Anordnung dokumentiert werden. Langfristig sollten interpretationsoffene Formulierungen in den Technischen Regeln ausgelegt und näher beschrieben werden. Zwischenzeitlich sollen Bund-/Länderarbeitskreise (BLAK) der Bund-/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) und die Vollversammlung der Sachverständigenorganisationen solche Definitionen finden.

Ralf Schmitz, Ineos Manufacturing Köln
Der Betreiber von Störfallanlagen muss Störfälle ausschließen oder gegebenenfalls in ihren Auswirkungen begrenzen. Dies gilt auch, wenn die Gefahr von außen kommt. Zur Konkretisierung der Vorgehensweise bei den Gefahrenquellen Wind sowie Schnee- und Eislasten hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit die sicherheits­technische Regel TRAS 320 herausgegeben. Die überarbeitete Version von 2015 beinhaltet allerdings ein beachtliches Geschäftsrisiko für den Betreiber.
Dieses Risiko geht von dem in der TRAS 320 beschriebenen Lösungsweg zur Behandlung des Lastfalls Starkwind aus. Danach ist für jede im Sinne des Störfallrechts sicherheitsrelevante bauliche Anlage eine spezifische Nachweisführung der Statik gegen die heutigen Lastannahmen gemäß TRAS 320 zu erbringen. Sind dafür benötigte Unterlagen in der Vergangenheit verloren gegangen ergibt sich eine zu schließende Lücke. Abschließend erwartet die TRAS für jede bauliche Anlage, für die der Nachweis nicht gelingt, eine Ertüchtigung bis zum Jahr 2025.
Wenn der Betreiber sich nicht so ohne Weiteres auf diese Vorgehensweise einlassen möchte, muss er sich um alternative Ansätze bemühen. Solche müssen selbstverständlich den störfallrechtlichen Anforderungen genügen. Ebenfalls ist eine Vorbereitung – gegebenenfalls auch juristisch – für den Fall ratsam, dass die Nachweisführung nicht bis 2020 und die folgende Ertüchtigung bis 2025 erreicht wird.

Margit Kakas, Evonik Technology & Infrastructure, Hanau   
Ulrich Wecker,Infraserv, Frankfurt/M
42. BImSchV: Neue Pflichten, Schutz gegen Legionellen
In den vergangenen Jahren haben sich immer wieder Legionellen-Ausbrüche mit schwerwiegenden Folgen ereignet, bei denen der Verursacher teilweise nicht oder nur langwierig mit hohem Aufwand ermittelt werden konnte. Infolgedessen wurde mit der 42. BImSchV in Verbindung mit der Richtlinie VDI 2047 sowie den UBA-Empfehlungen zur Probenahme und zum Nachweis von Legionellen, Regelungen verabschiedet, die im besten Fall Ausbrüche verhindern, auf jeden Fall aber den Verursacher schneller und sicherer als in der Vergangenheit zu ermitteln helfen.
Etliche Betriebe der chemischen und Prozessindustrie wurden in der Anfangsphase überrascht, weil auch Nass-Abscheider unter die Regelung der 42. BImSchV fallen. Bei Nass-Abscheidern sollte zunächst ermittelt werden, ob diese aufgrund der Betriebsparameter überhaupt von der 42. BImSchV betroffen sind. Sollte dies der Fall sein, stehen – genau wie für Betreiber von Verdunstungskühlanlagen – umfangreiche Anzeige-, Inspektions- und Dokumentationspflichten ins Haus sowie eine regelmäßige Ermittlung der mikrobiologischen Parameter (Allgemeine Koloniezahl und Legionellen).
Erfahrungsberichte mit der Umsetzung der 42. BImSchV sowie Best-Practice-Ansätze bei der Überwachung und Behandlung der Mi­kro­biologie, der korrespondierenden chemischen und physikalischen Parameter sowie den Dokumentationspflichten, wie dem Betriebstagebuch, den Stammdaten und der Gefährdungsbeurteilung geben wichtige Hilfestellungen für den Anlagenbetreiber.

Werner Maaß,VDI Zentrum Ressourcen­effizienz, Berlin
BMWi-Förderprogramme: Potenziale der industriellen Abwärme und deren Nutzung
Die Senkung der Energiekosten in Unternehmen und Gebäuden sichert die Wettbewerbsfähigkeit und schützt das Klima. Die Umsetzung von Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen zahlreichen Förderprogrammen finanziell unterstützt. Im Rahmen des „Dialog Energieeffizienz“ werden diese Förderprogramme speziell für Betriebsingenieur und Betreiber verfahrenstechnischer Anlagen vorgestellt: Unternehmen erhalten vom BMWi bspw. Zuschüsse oder günstige Kredite für Investitionen in Bereiche, wie die Reduzierung von Prozesswärme, die Abwärmenutzung, Gebäudedämmung und energetische Sanierung, Beleuchtung oder energieeffiziente Prozesse und Anlagen. So werden mehrere Ziele gleichzeitig erreicht: Energieausgaben senken, Wettbewerbsfähigkeit sichern und das Klima schützen.
www.deutschland-machts-effizient.de
Mit einer Beratung durch zertifizierte Energieeffizienzexperten gelingt der Einstieg leicht. Auch die Beratung kann bereits gefördert werden:
www.energie-effizienz-experten.de
Die Steigerung der Energieeffizienz wird ebenfalls für Hauseigentümer und Kommunen gefördert, denn jeder Betriebsingenieur ist nicht nur für seine Anlage verantwortlich, sondern immer auch ein Privatmensch und Gemeindemitglied. Bei Fragen zu BMWi-­Programmen für Energieeffizienz: „Die Förderberatung Energieeffizienz“: 0800 0115 000 (kostenfreie Hotline)

Michael Geißler,MinAscent Leuna Production
Rechtssichere Dokumentation: Schnittstelle Anlagenbau und Betriebs­technik bei Projektübergaben

Die Erstellung einer gesetzeskonformen und gerichtsfesten Dokumentation beginnt nicht mit der Übergabe der Anlage oder Anlagenteile an den Betreiber. Vielmehr hat sich der Auftraggeber und zukünftige Betreiber weit vor Projektstart zu entscheiden, welchen Weg das Projekt nehmen soll und damit auch festzulegen, wer welche Dokumente im Projekt erstellt. Seitens des zukünftigen Betreibers der verfahrenstechnischen Anlage ist neben den bekannten Anlagendokumenten wie Schemata, Listen, Layouts vor allem die aktuelle Betriebssicherheitsverordnung ­(BetrSichV) der Leitfaden, nach dem er seine Dokumente zu verwalten oder zu erstellen hat. Eine stringente Einhaltung dieser Verordnung mit Gesetzescharakter als quasi Inhaltsverzeichnis sowie deren Verweise auf die Gefahrstoffverordnung etc. garantieren dem Betreiber einer Anlage bei Übergabe eine gerichtsfeste und gesetzeskonforme Dokumentation. Die Planer und Errichter von Anlagen können den zukünftigen Betreiber unterstützen, indem frühzeitig und fortlaufend eine stets aktuelle Planungs- und Ausführungsdokumentation bis zum „As-Built-Status“ vorgehalten wird. Besonderes Augenmerk ist seitens des Betreibers jedoch darauf zu richten, dass er seinen Mitarbeitern eine Dokumentation übergibt, die Gefährdungen und Bedienweisen beim Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage in allen Betriebszuständen aufzeigt und bewertet. Dieses schließt nach BetrSichV alle notwendigen Abnahmen durch ZÜS oder zPbP mit ein.
Insbesondere bei der Beurteilung von Gefahren für Mitarbeiter durch Betrieb der neuen oder umgebauten verfahrenstechnischen Anlage sollte der zukünftige Betreiber die Unterstützung von Planungsbüros, Errichtern und abnehmenden Stellen sehr frühzeitig im Projekt sichern. Je mehr Gefahrenpunkte im Laufe des Projektes frühzeitig erkannt, bearbeitet, technisch beseitigt und dokumentiert werden, umso vollständiger ist die Übergabe vom Errichter der Anlage oder Anlagenteile an den Betreiber.
Trotz der externen Unterstützung muss der zukünftige Betreiber im zeitlichen und kapazitätsmäßigen Projektablauf berücksichtigen, dass er aktiv an der Erstellung der Anlagendokumentation mitarbeiten muss. Es ist seit jeher illusorisch anzunehmen, dass alle Dokumente durch Errichter, Generalauftragnehmer oder Planungsbüros vollständig erstellt werden können. Gerade im Bereich von organisatorischen Regelungen während des Betriebes kann nur der Betreiber die eigene Organisation beschreiben und im Sinne der BetrSichV anwenden.

Frank Fantin, Covestro Deutschland, Leverkusen

Michael Schiele, BASF, Ludwigshafen
Flanschmontage: Praxisbeispiele zur ­Anwendung VDI 2230 und VCI-Leitfaden

Dichte Flansche sind elementar zur Vermeidung diffuser Emissionen und zur Vermeidung von Edukt- oder Produkt-Verlusten und dienen somit sowohl dem Umweltschutz als auch der Ertragssteigerung. In großen Unternehmen wie BASF und Covestro sind bis zu einer Million Flansche im Einsatz: Flansche verbinden Rohrabschnitte, Maschinenteile oder Apparate. Jeder Einzelne muss eine dichte und sichere Verbindung garantieren – und wieder lösbar sein. Um sicherzustellen, dass Anlagen nach einem Stillstand wieder sicher und dicht in Betrieb gehen, ist es notwendig, die Flansche und deren Zustand vom ersten Stillstands­tag an zu begutachten. Je früher eine Abweichung vom Soll -Zustand festgestellt wird, desto früher kann die Instandsetzung erfolgen und es gibt keine Überraschungen bei der Dichtheitsprüfung oder Verzögerungen während der Inbetriebnahme. Im ersten Schritt wird die Dichtfläche gereinigt und von geschultem Personal begutachtet. Bei Abweichungen werden die Flansche mechanisch bearbeitet und ggf. findet ein Auftragsschweißen statt. Die Montage wird mit geschultem Personal durchgeführt und erfolgt nach dem Vier-Augenprinzip. Zusätzlich wird die Dichtheitsprüfung von unabhängigem Betriebspersonal durchgeführt. Vor Inbetriebnahme der Anlage werden 10 % der Maßnahme in einem Abschlussrundgang stichprobenartig an ausgewählten kritischen Stellen überprüft. Eine qualifizierte Überwachung und Abnahme durch den Betreiber erhöhen die Dichtheit und somit die Verfügbarkeit von Anlagen.
Um diese Sicherheit weiter zu erhöhen, hat die BASF Anfang 2018 ein einheitliches Konzept zur individuellen Kennzeichnung ins Leben gerufen. Um die Qualität und die Sicherheit zu steigern, wird die Kennzeichnung der Flansche von Rohrleitungen nun anders durchgeführt: einheitlich und personalisiert. Bislang gab es Kennzeichnungen bspw. mit Farben, Plaketten, oder mit Plomben. Die Qualitätssicherung und Dokumentation erfolgt im Nachhinein und nicht vor Ort. Rückverfolgung? Teilweise nicht möglich. Um das alles zu verbessern und für mehr Arbeits­sicherheit zu sorgen, wurde eine neue Form der Flansch-Kennzeichnung mit personalisierten Flansch­aufklebern entwickelt. Natürlich sind diese mit einem Barcode für digitale Anwendungen vorbereitet.

Alba Mena, BASF, Ludwigshafen
Prozesstechnik trifft 3D-Druck
Der Trend bei der Entwicklung und Fertigung von Komponenten für Forschung und Produktion der BASF geht hin zu immer komplexeren Bauteilen und Apparaten. Neue Technologien im Bereich der additiven Fertigung (3D-Druck) ermöglichen es, innovative Ideen umzusetzen und gemeinsam nachhaltige und effiziente Lösungen zu entwickeln. Der Einsatz additiver Fertigung ermöglicht insbesondere eine hohe Flexibilität und Geschwindigkeit bei der Fertigung der Bauteile, was besonders im Umfeld von Produkt­innovationen enorme Vorteile bietet. Zudem ermöglicht die Technologie – durch optimierte Designs hinsichtlich Stoff- und Wärmeübertragung – komplett neuartige Lösungsansätze für die Optimierung von Anlagen. Im Bereich der Hochdrucktechnik lässt sich das große Potenzial für die chemische Industrie aufzeigen und die Stärken des Verfahrens darlegen. Der Ausblick in Richtung Bauteilzertifizierung legt das wichtige Fundament für eine qualitätsgesicherte zertifizierte Produktion mittels 3D-Druck.

Peter Fischer, Vestolit, Marl
Erfahrungen aus 20 Jahren Pumpeneinsatz in der Salz- und Chlorerzeugung
In verfahrenstechnischen Anlagen sind Pumpen zwar wichtige Teilelemente, im betrieblichen Fokus steht aber immer der Gesamtprozess. In einer so speziellen Umgebung wie der Chlor-Alkali-Elektrolyse mit vorgeschalteter Vakuumsalzerzeugung werden Maschinen in besonderer Weise durch die Medien gefordert. Feststoffe, hohe Ionenkonzentrationen und korrosive Angriffe stellen hohe Ansprüche an Pumpen und ihre Abdichtungen.
Dabei trifft der Ingenieur in der Produktion in den seltensten Fällen auf modernes High-Tech-Equipment, sondern eher auf „gereifte Ausrüstungen“. Und für Problemlösungen steht ihm im Allgemeinen nur ein limitiertes Budget zur Verfügung. Nachhaltige Problemlösungen entstehen daher nur durch konsequente Analyse der verursachenden Effekte und die kreative Anwendung von verfahrenstechnischem Wissen. Hartnäckige Probleme mit Pumpen haben selten ihre Ursache in der Konstruktion des einzelnen Equipments oder seiner Teilkomponenten. Was zählt ist das Gesamtsystem, zu dem neben der verfahrenstechnischen Hardware auch die Bedienungsmannschaft, die Instandhaltung und die Unternehmensorganisation gehören. Manchmal kann einem alten Konzept wie der Stopfbuchsdichtung mit den heute verfügbaren Materialien zu überschaubaren Kosten neues Leben eingehaucht werden. Andererseits sorgen „moderne Bearbeitungstechniken“ im Vorfeld der eigentlichen Maschinenfertigung dafür, dass langjährig bewährte Werkstoffe beim 1:1 Ersatz einer Maschine völlig unerwartet versagen.
Über viele Jahre des Betriebs werden dadurch große Mengen an Problemlösungen und Erkenntnissen generiert. Leider fehlt es oft an einer guten technischen Dokumentation und an einer angemessenen Verteilung des generierten Wissens im Unternehmen. Wer hier nachlässig handelt sorgt dafür, dass Pro­bleme nach Veränderungen in der Organisation – z. B. dem Renteneintritt eines Know-How-Trägers – wieder auftreten. Elektronische Systeme können in diesem Umfeld eine große Hilfe sein, am Ende entscheidet sich der Erfolg aber immer am Wissen und Können der beteiligten Menschen.
 

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VDI e.V. Ges. Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen
Postfach: 101139
40002 Düsseldorf
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