Stickstoff, den ein Automobilzulieferer für Laserschweißanlagen im Reinraum benötigt wird nun vor Ort mit einem Stickstoff-Generator erzeugt. So arbeitet der Hersteller von elektromagnetischen Aktuatoren und mechatronischen Systemen, Kendrion, noch wirtschaftlicher als vorher. Die eigene Stickstoffversorgung macht das Unternehmen unabhängig von seinem Gaslieferanten und spart die Lieferung und Lagerung von vorher verwendeten Flaschenbündeln.
Hohe Qualitätsstandards und wenig standardisierte Produkte entwickelt und produziert die Kendrion GmbH, ansässig in Villingen- Schwenningen. Die Produkte sind individuell angepasst und die Kunden haben sehr hohe Anforderung an die Herstellung, sei es ein Steuerventil für die Kraftstoffeinspritzung oder ein Magnetventil.
Herstellung von Ventilen durch Laserschweißen unter Schutzatmospähre
Viele Produkte werden in Verbrennungsmotoren eingesetzt, doch auch in der E-Mobilität finden Ventile für Thermomanagment der Batterien Verwendung. Die Herstellung dieser wenig standardisierten Teile findet oft unter einer Schutzgasatmosphäre statt. Zum Beispiel das Laserschweißen von Magnetventilen wird u.a. Stickstoff benötigt. Stickstoff dient hier als Schutzatmosphäre, die die Qualität der Schweißung sicherstellt und das Ventil so vor Versprödungen und Blasen schützt.
„Das Ventil fährt automatisch in die Schweißkammer ein und dreht sich unter einem Laser, der das Bauteil verschweißt“, erklärt Alexander Merz. „Die Kammer fluten wir mit Stickstoff, um das Ventil vor Versprödungen und Blasen zu schützen.“ Blasen führen zu Leckagen an den Schweißnähten. Die Druckregelventile müssen
immerhin Drücke bis 2700 bar regulieren: „Der Kraftstoff darf unter keinen Umständen austreten und auf den heißen Motor gelangen!“
Deshalb werden die Ventile anschließend auch noch einer Leckagemessung unterzogen, um die Dichtigkeit zu 100 % nachweisen zu können. Dafür wiederum setzt Kendrion ein
Gemisch aus 10 % Helium und 90 % Stickstoff ein.
Da Helium sehr teuer ist, wurde die reine Helium Prüfung mit Stickstoff ergänzt. Beides wurde in Flaschenbündeln angeliefert. Stickstoff ist günstiger und kann auch vor Ort mit einer Stickstoffstation erzeugt werden.
Stickstoffstation amortisiert sich in gut zwei Jahren
Kompressor mit Drehzahlregelung spart zusätzlich Energie
Da der Kompressor durch seine Drehzahregelung genannt VSD (variable speed drive) besonders effizient und wirtschaftlich arbeitet, ist man auch auf lange Sicht auf der sicheren Seite, da die Druckluft bedarfsgerecht zur Verfügung steht.
Stickstoffqualität ist gewährleistet
Auch die Stickstoffreinheit ist gewährleistet.
Der Kompressor liefert Druckluft mit 9,7 bar, die in einem 500-Liter-Behälter zwischengespeichert wird. Der Kessel versorgt den NGP 35+, der den Stickstoff zunächst aus der Luft abscheidet und dann in einem Kreislauf über einen Reinhaltetank auf die geforderte Reinheit von 99,9992 % anreichert. Die Stickstoffqualität liegt damit bei 5.0.
Das Fazit: Stickstoffversorgung vor Ort bringt nur Vorteile:
- Unabhängigkeit von Gaslieferanten
- Reduzierung des Gefahrenrisikos durch unter Druck stehende Falschenbündel
- Verbesserung des CO2-Footprint
- Lkw-Fahrten mit den Stickstoff-Flaschenbündeln entfallen
- Senkung des Heliumverbrauch
- keine ungeplanten Stillstände
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