Wie Betriebe Radialventilatoren instand halten

Ein Radialventilator ist in den meisten Anlagen das einzige Bauteil, das dauerhaft unter Last dreht, und zugleich dasjenige, dessen Ausfall die gesamte Anlage stillsetzt. Seine Instandhaltung entscheidet deshalb weniger über die Lebensdauer des Ventilators als über die Verfügbarkeit der Fertigung, die an ihm hängt. Das verschiebt die Bewertung von der Reparatur auf die Früherkennung.

Welche Aufgabe erfüllt ein Radialventilator in einer Anlage?

Ein Radialventilator fördert Luft oder Gas, indem ein Laufrad das Medium axial ansaugt und radial nach außen beschleunigt. Er erzeugt dabei einen höheren Druck als ein Axialventilator und eignet sich deshalb für Rohrnetze mit hohem Widerstand, etwa hinter einer Filterstufe.

Daraus folgt sein typischer Einbauort. In Absauganlagen sitzt er hinter dem Filter und arbeitet gegen den Druckverlust des Mediums, in Trocknungs- und Prozessanlagen fördert er heiße oder staubbeladene Luft durch lange Leitungswege. Je nach Bauart führt das Medium durch das Laufrad hindurch oder an ihm vorbei.

Die Belastung ergibt sich aus dieser Aufgabe. Drehzahl, Mediumtemperatur und Staubfracht bestimmen gemeinsam, welche Bauteile zuerst verschleißen, und sie unterscheiden sich nach Branche deutlich stärker als die Bauform selbst.

Woran sich beginnender Verschleiß zeigt, lässt sich an wenigen Größen ablesen.

Welche Schäden treten an Radialventilatoren typischerweise auf?

Typisch sind vier Schadensbilder: Unwucht am Laufrad, Lagerschäden, Verschleiß an Schaufeln und Gehäuse sowie Schäden an der Kraftübertragung durch Riemen oder Kupplung. Sie treten selten einzeln auf, weil eine Unwucht die Lager zusätzlich belastet und ein ausgeschlagenes Lager wiederum den Rundlauf verändert.

Unwucht entsteht im Betrieb und nicht erst bei der Fertigung. Staub lagert sich ungleichmäßig auf den Schaufeln ab, löst sich stellenweise wieder und verschiebt damit den Schwerpunkt des Laufrads. Bei abrasivem Medium kommt ungleichmäßiger Abtrag hinzu, bei feuchtem Medium Anbackungen, die über Wochen wachsen.

Lagerschäden kündigen sich dagegen über ein eigenes Muster an. Zuerst ändert sich das Schwingungsbild im hohen Frequenzbereich, dann steigt die Lagertemperatur, zuletzt wird das Geräusch hörbar. Wer erst auf das Geräusch wartet, hat die beiden früheren Anzeichen nicht gemessen.

Für die Messung dieser Anzeichen gibt es ein eigenes Verfahren.

Was leistet eine Schwingungsmessung am Radialventilator?

Eine Schwingungsmessung erfasst die mechanische Bewegung des Gehäuses und der Lagerstellen und ordnet sie einer Ursache zu. Sie unterscheidet damit, was eine reine Temperaturmessung nicht trennt: Unwucht, Ausrichtfehler, Lagerschaden und Resonanz im Fundament erzeugen jeweils ein eigenes Muster.

Die Bewertung der Schwinggeschwindigkeit an nicht rotierenden Teilen ist in der Normenreihe DIN ISO 20816 geregelt, die die frühere DIN ISO 10816 ersetzt hat. Sie ordnet Maschinen nach Leistung und Aufstellung in Gruppen und benennt je Gruppe Zonen von uneingeschränktem Dauerbetrieb bis zu unzulässigem Zustand. Für Industrieventilatoren führt die ISO 14694 zusätzlich Kategorien für die zulässige Restunwucht.

In der betrieblichen Praxis entscheidet weniger der Absolutwert als der Verlauf. Eine Maschine, deren Schwinggeschwindigkeit über Monate gleich bleibt, ist auch bei erhöhtem Wert beherrschbar, während ein Anstieg innerhalb weniger Wochen auf einen fortschreitenden Schaden deutet. Dieser Verlauf setzt eine Erstmessung nach der Abnahme voraus, die als Bezugswert dient.

Aus dem Messergebnis folgt, welche Arbeit fällig wird.

Wie wird eine Unwucht am Laufrad behoben?

Behoben wird eine Unwucht in zwei Schritten: zuerst durch Reinigung des Laufrads, dann, falls die Messung weiter einen erhöhten Wert zeigt, durch Auswuchten mit Ausgleichsgewichten. Die Reihenfolge ist zwingend, weil ein verschmutztes Laufrad nach dem Auswuchten erneut unwuchtig wird, sobald sich die Ablagerung löst.

Die Reinigung erfolgt je nach Medium mechanisch oder mit Druckluft, bei Anbackungen auch nass. Dabei zeigt sich der Zustand der Schaufeln, der sonst verdeckt bleibt. Abtrag an den Schaufelkanten, Risse an den Schweißnähten und Lochfraß am Deckblech sind Gründe, das Laufrad zu ersetzen und nicht zu wuchten.

Ausgewuchtet wird im eingebauten Zustand oder auf einer Wuchtmaschine. Das Wuchten in der Anlage erfasst den gesamten Rotor samt Kupplung und Welle und braucht weniger Stillstand, die Wuchtmaschine erreicht eine feinere Güte und erlaubt die gleichzeitige Prüfung des Laufrads auf Rundlauf und Fertigungstoleranz. Betriebe mit eigener Instandhaltung halten dafür in der Regel nur die Messtechnik vor und geben das Laufrad außer Haus.

Damit ist die Instandsetzung beschrieben. Offen ist, in welchem Takt geprüft wird.

In welchem Takt werden Radialventilatoren gewartet?

Der Takt richtet sich nach Betriebsstunden, Medium und Folgekosten eines Ausfalls, nicht nach einem einheitlichen Kalenderwert. Die DIN 31051 trennt dazu Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung als eigene Grundmaßnahmen, was die Festlegung erleichtert, weil jede Maßnahme ihren eigenen Takt bekommt.

Die Zuordnung in der Tabelle folgt den Grundmaßnahmen der DIN 31051 in der geltenden Fassung und ist keine Herstellerangabe. Welche Fristen innerhalb dieser Maßnahmen gelten, gibt der Hersteller des Ventilators vor, bei prüfpflichtigen Arbeitsmitteln zusätzlich die Betriebssicherheitsverordnung über die Festlegung aus der Gefährdungsbeurteilung.

Hinzu kommt eine Abhängigkeit, die in der Planung oft fehlt. Der Zustand der Filterstufe bestimmt mit, wie stark der Ventilator belastet wird, weshalb Filter- und Ventilatorprüfung sinnvoll im selben Termin liegen. Bei Anlagen mit hoher Trennstufe hängt die Leistungsaufnahme direkt an der Filterklasse und am Beladungszustand des Mediums.

Was ein Stillstand kostet, bestimmt den Aufwand, der sich dafür rechtfertigt.

Welche Kosten entstehen durch den Stillstand eines Ventilators?

Die Kosten eines Stillstands entstehen an drei Stellen: in der Fertigung, die ohne Absaugung nicht weiterlaufen darf, in der Beschaffung des Ersatzteils und in der Arbeitszeit für den Tausch. Der Anteil der Fertigung übersteigt die beiden anderen in den meisten Betrieben deutlich.

Der Grund liegt in der Kopplung. Eine Absauganlage ist Teil des Schutzkonzepts nach der Gefahrstoffverordnung, und wo die Absaugung ausfällt, ist der Arbeitsplatz nicht mehr betreibbar. Betriebe mit einem zentralen Ventilator verlieren damit nicht eine Maschine, sondern eine ganze Halle.

Die Lieferzeit des Ersatzteils wirkt dabei als Verstärker. Lager und Riemen sind kurzfristig verfügbar, ein Laufrad in Sonderausführung und ein Motor mit besonderer Baugröße nicht. Betriebe begrenzen das, indem sie Verschleißteile für die kritischen Aggregate selbst vorhalten oder die Verfügbarkeit im Wartungsvertrag regeln.

Wer diese Arbeiten übernimmt, unterscheidet sich nach Betriebsgröße.

Wer übernimmt die Instandhaltung von Radialventilatoren im Betrieb?

Übernommen wird die Instandhaltung entweder von der eigenen Technik oder von einem Dienstleister. Betriebe mit eigener Instandhaltung führen Inspektion und Wartung selbst und geben nur Wuchten und Lagertausch außer Haus, Betriebe ohne eigene Technik binden beides in einen Wartungsvertrag ein.

Der Wartungsvertrag regelt dabei mehr als die Arbeit selbst. Festgelegt werden Reaktionszeit bei einem Stillstand, Umfang der wiederkehrenden Prüfung und die Form der Dokumentation, die bei einer Prüfung durch die Aufsicht oder einen TÜV-Sachverständigen vorgelegt wird. Auf dem Markt treten dafür Hersteller mit eigenem Service auf, herstellerunabhängige Instandhalter und spezialisierte Häuser wie ein Anbieter für industriellen Ventilatorenservice, dessen Leistung ausschließlich an rotierenden Aggregaten liegt.

Die Auswahl entscheidet sich an wenigen Merkmalen. Belastbar sind die Bereitschaft, vor dem Angebot zu messen, ein Protokoll mit Schwingwerten je Messstelle statt einer pauschalen Zustandsnote und eine Aussage zur Ersatzteilversorgung über die erwartete Laufzeit. Wie diese Merkmale beim Anlagenbau selbst aussehen, zeigt der Markt der Anbieter von Absauganlagen, auf dem dieselben Fragen bei der Abnahme gestellt werden.

Damit ist geklärt, wer prüft. Offen bleibt, wann sich der Aufwand überhaupt trägt.

Wann lohnt sich eine vorbeugende Wartung von Radialventilatoren?

Eine vorbeugende Wartung lohnt sich, sobald der Ausfall des Ventilators mehr kostet als die wiederkehrende Messung, und das ist bei jedem Aggregat der Fall, an dem eine Fertigung oder ein Arbeitsschutzkonzept hängt. Entscheidend ist die Kopplung, nicht die Größe des Ventilators.

Dafür sprechen zusätzlich mehrere Anlässe. Ein Medium mit hoher Staubfracht oder Feuchte, das Ablagerungen auf den Schaufeln erzeugt und damit die Unwucht planbar werden lässt. Ein Ventilator in schwer zugänglicher Aufstellung, bei dem der Tausch länger dauert als die Reparatur selbst. Und eine Anlage ohne Redundanz, in der kein zweites Aggregat die Förderleistung übernimmt.

Gegen den Aufwand spricht, wenn ein Aggregat redundant ausgeführt ist, geringe Betriebsstunden sammelt und ein Lagertausch innerhalb einer Schicht möglich bleibt. In diesem Fall genügt eine Inspektion in größerem Abstand, solange der Bezugswert aus der Abnahme vorliegt und der Verlauf dokumentiert wird.