Laser Scanner Einsatz zur präventiven Instandhaltung im Bergbau
Bergbau Maschinen unterliegen einem erheblichen Verschleiß. Daher ist eine präventive Instandhaltung wichtig um ungeplanten Maschinenstillstand zu vermeiden.
Der Bergbau gewinnt im Zeitalter der zunehmenden Nachfrage and Erzen und seltenen Erden wachswende Bedeutung. Es gibt Schätzungen, dass zur Erreichung der Ziele der Elektromobilität allein für Kupfer eine Steigerung der Ausbeute um 7.000% des Erzes erforderlich wird.
Problem: Maschinenausfall
Da Maschinen im Tagebergbau starkem Verschleiß ausgesetzt sind, bedeuten ungeplante Ausfälle erhebliche Kosten durch lange Wartezeiten für Ersatzteilbeschaffung und Reparatur.
Um die Ausfallzeiten durch ungeplante Reparaturen zu minimieren, kann die vorausschauende Wartung eingesetzt werden. Dabei werden die wichtigsten Verschleißteile ständig vermessen und damit der Grad der Abnutzung berechnet. Aus diesen Daten kann ein Wartungstermin berechnet und geplant werden. Somit stehen dann Ersatzteile und Wartungspersonal in einem koordinierten Prozess zu Verfügung.
Neuer Lösungsansatz: 3D Laser Scanner messen den Verschleiß
Beispiel 1: Förderbänder
In großen Tagebaubergwerken werden Förderbänder mit teilweise 10-20 km Länge eingesetzt. Diese Förderbänder bestehen aus vulkanisiertem Gummi mit Stahleinlagen. Das Fördergut besteht teilweise aus spitzen und scharfkantigen Steinen, die aus einem Turm mit einer gewissen Fallhöhe auf das Förderband fallen. Dabei kommt es vor, dass diese Steine das Förderband durchschneiden und ein Riss entsteht. Wenn dieser Riss nicht bemerkt und repariert wird, kann er sich durch die auf das Band wirkenden Kräfte ausweiten und irgendwann das Band komplett auftrennen. Da die Anlage eine Zeitlang weiterläuft, staut sich dann das Gestein zu einem Berg auf und die Anlage muss dann ungeplant stillstehen. Das bedeutet häufig, daß die nachgeschalteten Verabeitungsprozesse ebenfalls stillstehen. Eine solche Havarie ist mit hohen Kosten verbunden.
LÖSUNG: Inline Überwachung der Bergbau Förderbänder mit QuellTech Linien Laser
Zur berührungslosen Detektion von Rissen kommen 3D Laser Linien Sensoren von Quelltech zum Einsatz. Dabei projezieren die Sensoren eine Laserlinie senkrecht zur Bewegungsrichtung des Transportbandes auf die Unterseite an der Stelle, an der das Gestein auf das Band fällt. Durschneidet ein Stein dabei das Band, so wird diese Oberflächenveränderung in 3D durch den Sensor wahrgenommen und es aufgezeichnet. Je nach Größe des Defekts wird ein Alarm ausgelöst und die Anlage ggf. kontrolliert heruntergefahren und sofort repariert. An einer anderen Stelle wird die Oberfläche des Transportbandes mit QuellTech 3D Laser Linien Sensoren auf Verschleiß gemessen. Da an dieser Stelle das Band ohne Transportgut läuft und gereinigt ist, kann die Banddicke und allmählich einsetzender Verschleiß auf einzelnen Stellen gemessen werden. Da der Fehlerort ebenfalls aufgezeichnet wird, kann eine Reparatur in Rahmen einer vorausschauenden Wartung genau an den gefundenen Stellen duchgeführt werden. Damit läßt sich die Lebensdauer eines Transportbandes kontrolliert verlängern. Der Einsatz von hochrobusten Transportbändern, die zum Teil um den Faktor 10 teurer sind, läßt sich damit vermeiden.
Neuer Lösungsansatz: 3D Laser Scanner messen den Verschleiß
Beispiel 2: Verschleißerkennung in der Mineralverarbeitung
In der Mineralverarbeitung werden schwere Maschinen zum Zerkleinern und Mahlen von Gestein und Rohstoffen eingesetzt, um die Gewinnung der wertvollen Materialien und Mineralien vorzubereiten. Eine bedeutende Möglichkeit zur Reduzierung von Energie und Emissionen liegt in der Zerkleinerung, dem Prozess, bei dem große Gesteinsbrocken in kleine Partikel verwandelt werden. Dieser Prozess ist für mindestens ein Drittel des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen einer durchschnittlichen Mine verantwortlich und verbraucht weltweit etwa 3 % des weltweiten Stroms. Eine dieser Maschinen im Fließschema sind die sogenannten Hochdruck-Walzenbrecher (HPGRs). HPGRs sind in der tertiären oder quartären Aufbereitungsanlage von Bergbaubetrieben weit verbreitet. Im Wesentlichen erzeugt die HPGR Mikrorisse und Brüche in einem Bett aus Partikeln, die sich im Spalt zwischen zwei gegenläufigen Reifen bewegen. Mit HPGRs kann der Benutzer Partikelgrößen von >85 mm auf ein Produkt in Mikrometergröße reduzieren. Während des Mahlvorgangs nutzen sich die Reifen mit der Zeit erheblich ab.
Inline-Überwachung der Walzenoberfläche mit QuellTech-Laser Scanner
Die Ermittlung des Verschleißgrads von HPGR-Reifen ist wichtig, um beispielsweise den Austausch von Reifen zu planen. Darüber hinaus ist die Ermittlung lokaler Schäden wichtig, um zu verhindern, dass diese zu einem Ausfall des Reifens vor seiner erwarteten Lebensdauer führen. Die Messung des Reifenverschleißes ist derzeit nur durch manuelle Messungen möglich, während die Maschine nicht in Betrieb ist. Lokale Schäden bleiben daher oft unentdeckt, bis es zu einem Ausfall kommt. Die Oberfläche der Reifen muss regelmäßig überprüft und vermessen werden, um die Lebensdauer zu berechnen und das Austauschdatum der Reifen zu bestimmen.
QuellTech 3D-Laser Scanner werden in dieser Anwendung eingesetzt, um den Verschleißzustand der Walzen kontinuierlich zu überwachen. Dazu wird vom Sensor eine Laserlinie auf die Walzenoberfläche projiziert. Mittels Triangulationsverfahren wird die diffuse Reflexion dieser Laserlinie auf einem Bildaufnahmechip in 3D-Informationen umgewandelt. So entsteht eine dreidimensionale Punktewolke der gesamten Walzenoberfläche. Diese Punktewolke ermöglicht eine Aussage über den Verschleißzustand und eine Berechnung der weiteren Prognose bis zum Austausch der Walze.
Vorteile der QuellTech Lösung für den Bergbau
- 3D-Darstellung bietet einen Überblick über den Verschleißzustand über die gesamte Oberfläche
- Stetige Prüfung des Verschleißzustandes erlaubt die Planung für eine vorausschauende Planung.
- Qualitätssicherung durch frühzeitigen Alarm bei schweren Fehlern, ein Anlagen Nothalt verhindert schwerwiegende Schäden
- Eine genaue Lokalisation von Defekten ermöglicht eine schnelle Reparatur, zeitaufwändiges Suchen entfällt
- Höhere Produktivität durch weniger ungeplante Ausfallzeiten
- Kosteneinsparung durch vorausschauende Wartung
Förderband
Keramikpartikel für den Wärmetransfer 
Keramikpartikel für den Wärmetransfer 