Die Acetylen-Anlage

Würden Sie auf einer Baustelle zuerst die Treppenhäuser bauen? Beim Bau der neuen Acetylen-Anlage ging das gar nicht anders: Da die Treppenhäuser bis zu 50 Meter hoch sind, musste bei ihrem Bau Material mit Kränen nach oben transportiert werden. Aus dieser Höhe herabfallende Teile hätten die Anlage schwer beschädigen können, sofern sie schon gestanden hätte. Ein Job für echte Profis also: Die verantwortlichen Baufirmen Züblin und Heberger engagierten eigens für die Treppenhäuser Spezialfirmen aus Bayern und Österreich, die ihre Kompetenz eindrucksvoll unter Beweis stellten und die Treppenhäuser innerhalb von acht Tagen vollendeten. Insgesamt elf Treppenhäuser ragten freistehend in den Himmel, bevor die Arbeiten an der Anlage anliefen. Sie wirkten wie die ersten Leuchttürme der neuen Fabrik. 

Was nützt die beste Anlage, wenn keine Straßen und Wege zu ihr führen? Ein Auftrag für die Faber Bau GmbH, die 31.000 Quadratmeter Asphalt-, Schotter-, Kies- und Pflasterflächen gestaltete. Die besondere Herausforderung dabei: Den schachbrettartigen Bauplan umzusetzen, ohne die laufenden Arbeiten an der Anlage mit zeitweise 1.500 Personen auf der Baustelle oder die umliegenden Produktionen zu stören. Das BASF-Baustellenmanagement half hierbei durch das Einrichten der jeweils passenden Absperrungen und Verkehrsumleitungen. Letztlich führte die enge Abstimmung zwischen Faber und BASF über verschiedene Gewerke hinweg zum Erfolg.

Für die Montage von Maschinen, Apparaten und Rohrleitungen in der Acetylen-Anlage kamen nur absolute Kenner ihres Faches in Frage. Das Problem: Sämtliche europäischen Anbieter für diese Arbeiten waren ausgebucht. Daher holte BASF das türkische Unternehmen Gemont ins Boot, das erstmals in Europa tätig wurde und schon viel Erfahrung mit Projekten aus der Petrochemie mitbrachte. Die Besonderheit bei Gemont: Alle Mitarbeiter, die für das Unternehmen auf Baustellen arbeiten, gehören ihm auch direkt an und werden nicht extern engagiert – das ermöglicht ein gutes Zusammenspiel der Projektmanager mit ihrer Mannschaft. Bis zu 500 Arbeitskräfte aus der Türkei entsandte Gemont eigens für die Acetylen-Anlage nach Ludwigshafen. Ein weiterer Erfolgsfaktor während der Bauarbeiten war, dass Gemont wichtige Werkzeuge wie Kräne aus seinem eigenen Pool beisteuern konnte, die auf der Baustelle permanent verfügbar waren und zur Beschleunigung vieler Arbeiten beitrugen. 

Beim Bau solch großer Anlagen wie der neuen Acetylen-Anlage erreichen die Gerüste eine enorme Höhe. Außerdem müssen sie häufig umgebaut werden, weil der Platz bei der Montage von Rohrleitungen, Kabeltrassen oder Apparaten schnell knapp wird. Da hilft es, wenn man die Gerüste auf möglichst einfache Weise schon im Voraus planen kann: Mit einem 3D-Gerüst-Modell der Firma promaintain entstanden 80 Prozent aller Gerüste schon vor ihrem tatsächlichen Aufbau am Computer – jeweils mit einem QR-Code eindeutig gekennzeichnet. Geplant wurde im 3D-Modell mit innovativem Gerüstmaterial der Firma Peri mit metrischen Maßen, die auch die tatsächlichen Gerüste zulieferte. Bei späteren Wartungsarbeiten oder Abstellungen beginnt die Gerüstplanung nun nicht mehr von vorn, sondern auf Grundlage des schon vorhandenen Gerüst-Modells – ein großer Vorteil. 

Foto: Promaintain

Wissen Sie, was „hohe Anlagenverfügbarkeit“ bedeutet? Ganz einfach: Möglichst wenig Störungen und Zwischenfälle, die die Produktion unterbrechen. Hierzu trägt ein automatisiertes Sicherheitssystem auf der Höhe der Zeit entscheidend bei. Diesen Auftrag erfüllte die HIMA Paul Hildebrandt GmbH, die für die neue Acetylen-Anlage gleich das Komplettpaket aus Hardware, Software und dem zugehörigen Engineering lieferte: 61 Schaltraumgestelle, die das Auslesen von Feldgeräten ermöglichen, wurden im eigenen Haus verdrahtet, getestet und als Komplettmodule bereitgestellt. Zwei HIMA-Ingenieure waren ab Oktober 2018 dauerhaft in Ludwigshafen vor Ort, um die nahtlose Integration des Systems sicherzustellen. Die Geräte kommunizieren miteinander, sodass das System auf smarte Weise das sichere Anfahren und Steuern der Anlage sowie bei Bedarf auch schnelle Sicherheitsabschaltungen gewährleistet. Besonders fortschrittlich: Software-Upgrades lassen sich bei laufendem Betrieb durchführen. So schützt das Safety-System nicht nur Mitarbeiter und Anlage vor schwerwiegenden Auswirkungen bei Zwischenfällen, sondern bietet Zukunftssicherheit für alle potenziell bevorstehenden Entwicklungen rund um Industrie 4.0. 

Foto: HIMA Group

Mit bis zu zehn Metern Länge und 4,5 Tonnen Gewicht haben die Rohrleitungen der neuen Acetylen-Anlage auch für BASF-Verhältnisse außergewöhnliche Dimensionen. Insgesamt 240 Meter Rohrleitungen konstruierte die BASF-eigene Werkstatt für Rohrleitungsvorfertigung innerhalb von zwölf Monaten. Eine besondere Herausforderung: Die Innenrohre öl- und fettfrei zu halten, damit es in der Anlage nicht zu ungewollten Reaktionen kommt. Um höchsten Qualitätsanforderungen zu entsprechen, führte die Werkstatt ein sogenanntes Rohrbuch, in dem jede einzelne Schweißnaht erfasst wurde und dem jeweiligen Schweißer zugeordnet werden kann. Die Verantwortung für den Transport der schweren Bauteile von der Werkstatt hin zur Baustelle kam den Kollegen der BASF-Schwermontage zu. Begleitet wurde der gesamte Fertigungsprozess vom TÜV-Süd, der auch für die Abnahme der Rohrleitungen verantwortlich war. Grundvoraussetzung für den Erfolge: Ein perfektes Zusammenspiel in der Einheit und zwischen den einzelnen Gewerken.

Tonnenschwere Spaltgasverdichter zählen zu den wichtigsten Aggregaten der Acetylen-Anlage. Der japanische Hersteller lieferte die Bauteile zwar pünktlich nach Ludwigshafen, aber bei der Montage fiel auf, dass einige davon auf dem Lieferweg Rost abbekommen hatten. Nun gab es zwei Möglichkeiten: Entweder die Aggregate nach Japan zurück zu schicken, um beim Hersteller nachbessern zu lassen, oder die Schäden vor Ort selbst zu beheben. Um den komplexen Zeitplan der Acetylen-Anlage nicht durcheinander zu bringen, entschlossen sich die Kollegen zur Reparatur vor Ort. Das gelang einem Team aus erfahrenen BASF-Handwerkern, Meistern, Technikern und Ingenieuren in enger Zusammenarbeit mit dem Lieferanten. Wesentliche Beiträge leistete überdies das Spezialistenteam der Werkstoff- und Zerspanungstechnik der BASF. Schlüssel zum Erfolg: Die enge Vernetzung der Fachstellen bei BASF und die offene Kommunikation mit der Herstellerfirma, die alle relevanten Konstruktionsunterlagen offenlegte.

Bei den Montagearbeiten stellte sich heraus, dass einige Rohrleitungsteile nicht passten. Der Grund: Deren Flanschen waren auf Grund der Temperaturen beim Schweißen so verzogen, dass eine spannungsfreie Montage nicht mehr möglich war. Dank einer intensiven Zusammenarbeit der BASF-Werkstofftechnik, die umgehend die minimal zulässige Flanschblattdicke berechnete, und der BASF-Zerspanungstechnik wurden die Flansche erfolgreich überarbeitet. Insgesamt mussten 32 Rohrleitungsteile nachbearbeitet werden. Darüber hinaus erwies sich auch eine Überarbeitung eines Verdichtergehäuses als nötig. Während eines 3D-Scans waren dort Unebenheiten von 0,2mm an kritischen Flächen festgestellt worden. Dank ihres eigenen Pools an Werkzeugmaschinen konnte die BASF-Zerspanungstechnik das Problem in Eigenregie schnell und unkompliziert lösen. 

Bei der Acetylen-Produktion entsteht Acetylenkoks. Damit der nicht den Brennraum verstopft, muss er permanent entfernt werden. Eine Sisyphusarbeit, die bis 1992 von Hand verrichtet wurde. Seitdem erledigt ein Stocherroboter die undankbare Arbeit, und zwar alle 12 Minuten, 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr. Dem Roboter bleiben dabei jeweils nur 17 Sekunden Zeit: Andernfalls würde die Stocherstange im Brennraum verglühen. Jeder der zehn Acetylen-Brenner der neuen Anlage verfügt über seinen eigenen Stocherroboter, die das BASF-eigene Team Innovative and Prototype Solutions selbst entwickelt hat.

Ausführlicher Artikel zum Stocherroboter im Fachmagazin Maschinenmarkt 

Das Instandhaltungsteam der alten Acetylen-Anlage hat aus dem jahrzehntelangen Betrieb umfangreiches Know-How. Daher war es von Anfang an in die Projektplanung der Neuanlage eingebunden. Von der Planung bis zur Inbetriebnahme spielte das Wissen in Verfahrenstechnik und Prozessleittechnik eine große Rolle. Ebenso wichtig war die Expertise in neuen Bereichen wie Digitalisierung und 3D-Modelling. Deshalb kamen Kollegen aus den entsprechenden Einheiten schnell mit an Bord, etwa bei Abnahmetests mit externen Herstellern – ein Beispiel ist die Prozessleittechnik von Siemens. Digitalisierung ist längst Teil des Arbeitsalltages in der neuen Acetylen-Anlage, beispielsweise in Form von Tablets, über die sich verschiedene Anlagenteile direkt vor Ort bedienen lassen. 

Um Chemieanlagen auf Dauer sicher betreiben zu können, müssen sie kontinuierlich auf ihre Funktionstüchtigkeit hin untersucht werden. Hier kommt die zerstörungsfreie Prüfung ins Spiel, vergleichbar ist sie mit einer Vorsorgeuntersuchung beim Arzt. Auch Apparate, Reaktoren, Wärmetauscher und Rohrbündel müssen sich einer solchen Untersuchung regelmäßig unterziehen. BASF verfügt über eine große Expertise in der zerstörungsfreien Prüfung und hat einige Prüfverfahren sogar selbst mitentwickelt. Neben den aus der Arztpraxis bekannten Verfahren wie Ultraschall, Röntgen, Endoskopie oder Videoskopie werden Infrarotthermografie, zum Beispiel zur Inspektion von Rohrleitungen, oder die Wirbelstromprüfung an Wärmetauscherrohren eingesetzt. Dank spezieller Verfahren sind Einstiege von Menschen in bestimmte Behälter dabei immer seltener nötig. Bei wichtigen Bauteilen geht das BASF-Team für zerstörungsfreie Prüfung auch über das gesetzlich vorgeschriebene Maß hinaus. Ein Beispiel dafür sind Nullzustandsmessungen an Wärmetauschern: Hier wurden etwa die Erdgas- und Sauerstofferhitzer der Acetylen-Anlage als Kernkomponenten besonders unter die Lupe genommen. Bei künftigen Abstellungen werden die Messungen wiederholt und mit den Nullzustands-Messdaten vom Zeitpunkt der Fertigung verglichen. So lassen sich Veränderungen an Werkstoffen und schnell identifizieren. Aus den Ergebnissen kann man den Bedarf für künftige Inspektionen ableiten. Intensiv eingebunden in die Inspektionsplanung ist die BASF-eigene Werkstofftechnik. Dort arbeiten beispielsweise Experten für Korrosion, Festigkeitsberechnungen und Schadensanalysen.

Die Sikla GmbH, ein Spezialist für Befestigungslösungen, hat für die neue Acetylen-Anlage 8.750 modulare Unterstützungskonstruktionen und mehr als 9.100 Rohrlager geliefert. In einer vertrauensvollen und partnerschaftlichen Zusammenarbeit wurden Zeit- und Kostenersparnisse bei gleichzeitig hohen Sicherheitsanforderungen erfolgreich umgesetzt.

Sikla-Blogeintrag und Interview mit Klaus Schmitz, Senior Construction Manager BASF