Bessere Teile

Jun 07, 2023

Veröffentlicht am 8. Mai 2023 um 15:35 Uhr von Tom Peters

(Der Artikel wurde ursprünglich in der Ausgabe März/April 2023 veröffentlicht.)

„Innovation ist die Fähigkeit, Veränderungen als Chance und nicht als Bedrohung zu sehen“, sagte Apple-Mitbegründer Steve Jobs. Und das ist sicherlich bei Herstellern und Zulieferern der Fall, die sich mit Rohren, Pumpen und Ventilen befassen. Sie haben das Konzept der Innovation übernommen und es mit Kreativität kombiniert, um Produkte zu liefern, die den maritimen Betrieb intelligenter, besser und sicherer gemacht haben.

Ein gutes Beispiel ist JA Moody, ein Familienunternehmen mit Hauptsitz in Malvern, Pennsylvania, das seit über 50 Jahren hochmoderne Durchflusskontrollprodukte für die Schifffahrtsindustrie, hauptsächlich die US-Marine, liefert. Das Unternehmen wurde kürzlich zum autorisierten Vertriebs- und Servicevertreter der Hellan Strainer Company und unterzeichnete eine exklusive Vertriebsvereinbarung für Hellans komplettes Sortiment manueller und automatisierter Siebe für die US-Schiffsindustrie.

Siebprodukte werden auf Militärschiffen zur Meerwasserkühlung von Sonar-, Radar-, Nahwaffensystemen und anderen Schiffsanwendungen eingesetzt, einschließlich Schmierölsystemen, Feuerlöschsystemen und Kraftstofffiltrationssystemen.

Laut Lisa Smith, Präsidentin von Moody, ist die Hellan Strainer Company mit nordamerikanischem Hauptsitz in Cleveland der größte Hersteller von Schiffssieben in der Branche und verfügt über neue Marine-spezifische Siebdesigns, wie zum Beispiel vollautomatische selbstreinigende Siebe, die für mannarme oder autonome Einsätze geeignet sind Gefäße und ein dilatierendes Scheibenventil, hergestellt von Curtiss-Wright.

Laut Smith ist das Dilatationsscheibenventil (DDV) „das fortschrittlichste Steuerventil der Welt“. Es benötigt weniger Platz und ermöglicht der Marine den Ersatz größerer Kugel- und Schieberventile, was auch die Verwendung eines kleineren Stellantriebs ermöglicht.

In einer Präsentation von Mitarbeitern von Curtiss-Wright heißt es unter anderem: „Das DDV ist als neue Ventiltechnologie auf den Markt gekommen, die die Konstruktion von Fluidsystemen neu erfinden kann.“ Schiffbauer können diese Ventiltechnologie nutzen, um die Gesamteffizienz des Schiffs zu verbessern, indem sie das Gewicht von Ventilen und Stellantrieben, den Systemlärm und den Pumpenbedarf reduzieren. Der Ansatz des ineinandergreifenden Blütenblattmechanismus im DDV ermöglicht einen dichten Verschluss mit den drei ineinandergreifenden Blütenblättern, und die Drehbewegung der Blütenblätter von der Mittellinie nach außen erfordert geringe Betätigungskräfte, ermöglicht eine präzise Drosselung über den gesamten Hub und sorgt für einen linienförmigen, ungehinderten Strömungsweg . Das DDV wurde mit der Absicht entwickelt, die Ziele des Schiffbaus zu ermöglichen und zu unterstützen, leichter, schneller, leiser und energieeffizienter zu werden.“

Zusätzlich zu selbstreinigenden Sieben und DDVs verfügt Moody über eine umfangreiche Liste „bewährter Mil-Spec“-Produkte, die derzeit auf allen Schiffsklassen eingesetzt werden, sagt Smith.

Bahnbrechende Technologie

Im Bereich der Pumpenentwicklung hat Carver Pump Company, ein Produktionsunternehmen mit internationalen Märkten mit Sitz in Muscatine, Iowa, eine Partnerschaft mit IperionX aus Charlotte, North Carolina, für seine preisgekrönten Titantechnologien geschlossen, um Titanpumpenkomponenten für die US-Marine additiv herzustellen. Titanpumpen bieten eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und werden in einer Vielzahl von Marineanwendungen eingesetzt, darunter Brandbekämpfung, Meerwasserkühlung, Hauptantrieb für Meerwasser, Bilge und Entsalzung.

Carver, ein Familienunternehmen, ist Entwickler und Hersteller von Hochleistungs-Kreiselpumpen, die seit 60 Jahren in allen großen Schiffbauprogrammen der US-Marine eingesetzt werden. Laut einer Pressemitteilung wird Carver die Titan-Pumpenkomponenten entwerfen, IperionX beim Prototyping unterstützen und die Qualifizierung von Titan-Pumpenkomponenten für die Marine leiten.

„Wir freuen uns, mit IperionX zusammenzuarbeiten, um dabei zu helfen, zu 100 Prozent recyceltes Titan aus heimischen Quellen in die Lieferkette der US-Marine einzuführen“, sagte CEO Andrew Carver. „In Verbindung mit den Vorteilen der additiven Fertigung bietet die Partnerschaft ein erhebliches Potenzial für den Marinebetrieb durch die schnelle Produktion komplexer, betriebskritischer Titanteile, was zu einer potenziellen Verkürzung der Vorlaufzeiten und einer Erhöhung der Geräteverfügbarkeit führt.“

Die USA verfügen nicht mehr über die inländischen Kapazitäten zur Herstellung großer Hochleistungs-Titangussteile, da China und Russland die Titan-Lieferkette kontrollieren. Die patentierten Technologien von IperionX bieten einen Weg für in den USA hergestellte Titankomponenten in einer Reihe wichtiger Branchen, darunter Verteidigung, Luft- und Raumfahrt, Automobil und Unterhaltungselektronik.

Diese patentierten Titantechnologien können minderwertiges, sauerstoffreiches und nicht den Spezifikationen entsprechendes Titanschrott aufbereiten, um Titanmetall herzustellen, das den Industriestandards entspricht oder diese übertrifft. IperionX produziert derzeit in seiner Pilotanlage für die Titanproduktion in Utah hochwertige Titanmetallpulver aus 100 Prozent recycelten Titanrohstoffen zur Kundenqualifizierung.

Innovativer Korrosionsschutz

Cortec Corporation mit Hauptsitz in St. Paul, Minnesota, ist führend in der Entwicklung innovativer Lösungen für den Korrosionsschutz.

Das Unternehmen gibt an, dass die Kosten für Schäden durch Korrosion unter der Isolierung (CUI) in Branchen mit isolierten Rohrleitungen und Geräten weiterhin unverhältnismäßig hoch sind. Die Öl- und Gasindustrie, die petrochemische Industrie, die Raffinerieindustrie und die Schifffahrtsindustrie sind besonders stark betroffen, doch aufgrund der Natur des Problems ist es leicht zu übersehen und schwer zu behandeln.

Mit der jüngsten Entwicklung von CorroLogic®CUI Inhibitor Injection, einem 100-prozentigen Dampfphasen-Korrosionsinhibitor, der mit minimaler Unterbrechung durch Injektion auf bestehende Isolierungen aufgetragen werden kann, um eine Schutzschicht auf der Oberfläche zu bilden, hat Cortec einen großen Schritt nach vorn bei der Verhinderung von CIU-Schäden gemacht darunter befindliche Metallrohre oder Geräte. Diese neue Entdeckung wird Facility Managern dabei helfen, CUI zu bekämpfen, ohne die Isolierung entfernen und den normalen Betrieb ernsthaft unterbrechen zu müssen.

Zusätzlich zu seiner CUI-Inhibitor-Injektion hat Cortec auch einen Korrosionsinhibitor für hydrostatische Tests zur Verwendung bei der Hydrotestung von Trinkwassersystemkomponenten entwickelt. Das Produkt, VpCI®-649 HP, ist eine spezielle konzentrierte flüssige Formulierung, die Kontakt- und Dampfphasen-Korrosionsinhibitoren sowie einen Stabilisator für hartes Wasser und ein organisches Dispergiermittel enthält. Bereits in Dosierungen von 0,3 Gewichtsprozent schützt es vor Korrosion. Außerdem hat es eine äußerst geringe Chloridbelastung (weniger als 0,6 ppm bei einer Dosierung von 0,3 Prozent) und eignet sich für den Einsatz in Systemen mit strengen Chloridbeschränkungen.

Es dient in erster Linie dem Korrosionsschutz bei Hydrotests. Dies ist eine wichtige Praxis, die in vielen Branchen angewendet wird, um sicherzustellen, dass Behälter, Rohrleitungen und Tanks nicht lecken und den Druckspezifikationen standhalten.

Additive Fertigung

Die additive Fertigung, auch 3D-Druck genannt, ist eine der Technologien, die heute eingesetzt werden, um Lösungen für verschiedene Probleme im Zusammenhang mit Schiffsrohren, Ventilen und Pumpen zu finden.

Lincoln Electric mit Hauptsitz in Cleveland, Ohio, macht Fortschritte bei der Herstellung von Teilen für die Schifffahrtsindustrie mittels 3D-Metalldruck. Bei dieser innovativen Technologie handelt es sich um einen Prozess, bei dem Materialschichten aufgebaut werden, um ein 3D-Teil zu erzeugen. Es verkürzt die Fertigungsvorlaufzeiten erheblich, verkürzt die Lieferketten und ermöglicht Designverbesserungen, die über die herkömmlichen Fertigungsmöglichkeiten hinausgehen.

Das Unternehmen ist Nordamerikas größte 3D-Metalldruckfabrik für große Teile, ideal für Anwendungen mit hohem Mix und geringem Volumen und in der Lage, Teile mit einer Länge von mehr als 2,4 Metern und einem Gewicht von mehr als 3.630 Kilogramm zu drucken. Derzeit werden Metallteile aus den folgenden Materialien 3D-gedruckt: kohlenstoffarme und hochfeste niedriglegierte Stähle, rostfreie Stähle und Nickellegierungen, weitere Legierungen sind in der Entwicklung.

„Von Rohren, Pumpen und Ventilen sehen wir bei Pumpengehäusen und Ventilkörpern das größte Potenzial für den 3D-Metalldruck“, sagt Mark Douglass, Business Development Manager, Additive Solutions. „Angesichts der Tatsache, dass wir sehr große Teile im 3D-Druckverfahren herstellen – typischerweise weit über einen Fuß lang und Hunderte bis Tausende Pfund schwer – sind Pumpengehäuse und Ventilkörper für Einzelanfertigungen oder Anwendungen mit geringen Stückzahlen sinnvoll. Und wir hatten Erfolg beim Drucken von Produktionskomponenten für diese Anwendungen. Speziell im maritimen Bereich haben wir letztes Jahr Teile geliefert, die auf einem Flugzeugträger installiert wurden, und wir haben Prototypen von Ventilkörpern für maritime Anwendungen gedruckt.“

Während Fortschritte bei automatisierten Prozessen und schlanker Fertigung den Herstellern dabei geholfen haben, eine gleichmäßigere Teilequalität und eine höhere Produktionseffizienz zu erreichen, gibt es immer noch erhebliche Einschränkungen. Dazu gehören vor allem die rechtzeitige Produktion von Teilen, die für den Werkzeugbau, die Kleinserienproduktion, Prototypen und die Aufrechterhaltung eines kostengünstigen Ersatzteillagers benötigt werden.

Es wurde viel über die additive Fertigung und die Vorteile deutlich verbesserter Durchlaufzeiten gesprochen. Bisher war diese neue Technologie meist auf Kunststoffe und kleinere Teile aus Metallpulver beschränkt.

Allerdings sagt Lincoln Electric: „Die jüngsten Durchbrüche auf dem Gebiet der additiven Fertigung mit Drahtlichtbogenmetallen bieten Herstellern von Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Schwerindustrie-, Öl- und Gas- und anderen Industrieanlagen neue Möglichkeiten, gemeinsame Produktionsherausforderungen zu meistern.“

Neue Rohrleitungssysteme

GF Piping Systems, ein globaler Experte für wartungsfreie und langlebige Kunststoffrohrleitungssysteme mit Niederlassungen in den gesamten USA, nutzte seine Technologie kürzlich zur Lösung von Wasserflussproblemen auf dem Kreuzfahrtschiff Carnival Luminosa (ehemals Costa Luminosa).

Nach zehn Betriebsjahren zeigten die bestehenden Warm- und Kaltwasserverteiler Anzeichen von Korrosion, da sie aus Metall bestanden. Aus diesem Grund entschied sich Carnival für die Installation vorgefertigter ecoFIT- und INSTAFLEX-Lösungen von GF Piping Systems. In Zusammenarbeit mit dem italienischen Unternehmen Mec.Ship ersetzte GF Piping die Warm- und Kaltwasserverteiler an Bord des 92.700 BRZ großen Schiffes, das 2009 seinen Dienstbetrieb aufnahm.

ecoFIT ist ein Polyethylen-Rohrsystem, das für den Transport von Wasser und Abwasser bei Betriebstemperaturen zwischen -50 °C und 60 °C geeignet ist und eine erwartete Lebensdauer von 25 Jahren hat. INSTAFLEX, die Polybutenlösung von GF Piping Systems, ist für Trinkwasserinstallationen konzipiert. Polybuten gibt keine Geschmacks- und Schadstoffe ab, während glatte Innenflächen Kalkablagerungen verhindern.

Während des Projekts brachten die beiden Unternehmen modernste Planungs-, Ingenieurs- und Ausführungspraktiken ein. GF Piping Systems und Mec.Ship führten hochpräzise Messungen der komplexen Verteiler durch. Die von 3D-Scannern gesammelten Daten wurden zur Konstruktion der Ersatzteile verwendet, wobei die umfangreichen CAD-Bibliotheken und Vorfertigungsfunktionen von GF Piping Systems genutzt wurden. In Kombination mit effizienten Verbindungstechnologien wie Stumpfschweißen und Elektroschweißen konnte die Installation schnell und mit minimalen Auswirkungen auf Passagiere und Besatzung durchgeführt werden.

Dadurch profitiert die Carnival Luminosa nun von langlebigen und korrosionsfreien Rohrleitungsmaterialien.

Die hier geäußerten Meinungen sind die des Autors und nicht unbedingt die von The Maritime Executive.