Stickstoff und Sauerstoff für das Laser-Zuschneiden – wie wird direkt an der Maschine produziert?

Die Industriebetriebe, die Zuschneidemaschinen verwenden, insbesondere Laser-Schnittmaschinen, haben einen hohen Verbrauch an Stickstoff und Sauerstoff. Die Logistik dieser Verbrauchsstoffe ist oft komplex, da das Gas gelagert werden muss. Aus diesem Grund sind die Industriebetriebe gezwungen:

• Ständig die verbleibende Gasmenge in den Tanks zu überprüfen, um Lagerfehlbestände zu verhindern,

• Die Bestellungen von aufbereitetem Gas oder Flüssiggas je nach Lieferfristen des Gaszulieferers und dessen Lieferplan im Voraus zu planen,

• Die gesetzlichen Auflagen zur möglichen Menge an Gas, das am Ort gelagert werden darf, zu befolgen,

• Die Schwankungen des Gaspreises abzufangen, wobei dadurch die Bewirtschaftungskosten der Maschinen nur schwierig genau zu beziffern sind.

Wie kann sich ein Unternehmen in diesem Zusammenhang von den Zwängen der Lieferung und Lagerung von Stickstoff und Sauerstoff freimachen? Wie können die Bewirtschaftungskosten der Zuschneidemaschinen durch eine Reduzierung der Kosten des verwendeten Gases reduziert werden? Wie kann die Ökobilanz im Zusammenhang mit der Lieferung der Gase verbessert werden?

Im Rahmen dieser Reportage hat Metal-Interface Laurent Zenou, Generaldirektor des Unternehmens NOVAIR, befragt. Das Unternehmen ist auf die Gasherstellung direkt in den Nutzungsbetrieben spezialisiert.
 

Die am meisten verbreitete Funktionsweise ist die zentralisierte Produktion von Industriegas an speziell darauf ausgerichteten Produktionsstätten. Im Verlauf der Herstellung wird das Gas abgefüllt oder verflüssigt, um zu den Produktionsstätten der Endverbraucher geliefert zu werden, wie beispielsweise zu Zulieferern der blechverarbeitenden Industrie oder Hersteller, die Zuschneidemaschinen mit Laser, Brennschneidern, Plasma usw. verwenden.

Im Fall von einem besonders hohen Bedarf, wie in Walz- und Stahlwerken beispielsweise, bauen die großen Gashersteller die Produktionsstätten direkt in unmittelbarer Nähe des Nutzungsorts auf. Denn die Lieferung durch LKWs könnte eine ausreichende Belieferung nicht garantieren.

Diese Lösung für eine Produktion vor Ort wird bereits seit mehreren Jahren genutzt, um Einrichtungen im medizinischen Bereich mit Sauerstoff zu versorgen.

Im Lauf der letzten Jahre wurde diese Art der Installation angepasst, um auf diese Weise dem Bedarf an Gas in Industriebetrieben jeder Größe zu entsprechen. Der Erzeuger wird dabei in der Größe dem Gasbedarf des Unternehmens angepasst und verfügt ein Notsystem im Fall einer Panne des Hauptgenerators, um jede Unterbrechung der Versorgung zu verhindern. Diese neue Art dem Gasbedarf von Industriebetrieben zu entsprechen, ist noch wenig bekannt in Kreisen der Zulieferer und Hersteller in der Blechindustrie, die Maschinenfertigung mit Laser, Plasma, oder Brennschneiden usw. verwenden.
 

Indem Gas direkt an der Produktionsstätte hergestellt wird, wo es in den Maschinen verwendet wird, gewinnt die Industrie an Autonomie. Der Betrieb macht sich damit frei von den Zwängen, die die Verwaltung, das Beschaffen und Lagern von Gas mit sich bringen: Kontrollen des Gasstands im Lagertank werden unnötig, wie auch die Bestellungen beim Zulieferunternehmen, keine Lieferengpässe mehr, keine Gefahr mehr einer Unterbrechung der Produktion durch Gasmangel usw.

Der Einkauf von Gas ist für ein Unternehmen, das mit Laserzuschneidemaschinen arbeitet, ein großer Kostenfaktor, der entscheidend die Betriebskosten des Maschinenparks und dessen Rentabilität beeinflusst.

Der Marktpreis für Industriegas ist sehr dehnbar und von einem Industrieunternehmen zum anderen überaus variabel, je nach Entfernung zum Logistikzentrum des Gaslieferanten, der Konkurrenz innerhalb der Gasproduzenten in der Region usw. Des Weiteren bedingt sich der Gaspreis durch die verwendete Menge, die oft je nach Monat und Auftragslage des Unternehmens schwangt.
Aus diesen Gründen ist es für das Unternehmen sehr schwierig das Budget für diesen Ausgabeposten zu kontrollieren.

Bei der Aufstellung eines Stickstoffgenerators wird dieser in der Größe auf das betreffende Industrieunternehmen und seine Bedürfnisse hinsichtlich der Kapazität zugeschnitten. Zusätzlich existieren ein System zur Befüllung der Stickstoffflaschen vor Ort, sowie ein Reservelager, die es ebenfalls erlauben mit Verbrauchsspitzen umzugehen.

Weiter meint Laurent Zenou: „Das Unternehmen kennt im Voraus den präzisen Preis auf den Euro genau für die Bereitstellung von Stickstoff / Sauerstoff für seine Maschinen. Je nach Unternehmen kann das Gasbudget um 20 bis 50 % gesenkt werden.“ 
 

Die herkömmliche Lieferung von Gas bedeutet auch Einschränkungen was die Liegenschaften des Betriebs betrifft. Die Tanks müssen ebenerdig aufgestellt sein, die Zone muss für einen LKW zugänglich sein und über einen Wendeplatz verfügen.

Der Gasgenerator vor Ort befreit das Unternehmen von diesen Einschränkungen, da er im Innen- oder Außenbereich, auf dem Dach, im Untergeschoss usw. aufgestellt werden kann.

Laurent Zenou nennt ein Beispiel: „Dies löst oft Probleme mancher Industriebetriebe. Wir hatten den Fall eines Unternehmens, das nicht expandieren konnte, weil der einzige mögliche Aufstellungsort für Stick- und Sauerstoff die Erweiterung der Fabrik verhinderte. Der Gasgenerator war daher die ideale Lösung, da dieser auf dem Dach aufgestellt werden konnte, ganz in der Nähe der Laserzuschneidemaschine.“

Für Nutzer von Sauerstoff ist, in Hinblick auf geltende Vorschriften, die Menge des gelagerten Gases von großer Bedeutung, da diese sehr streng geregelt ist. Und Laurent Zenou fügt hinzu:
„Dies ist ein echtes Problem für Industriebetriebe, die bei der Klassifizierung der Anlagen Vorschriften wie der ICPE unterliegen. Ein Unternehmen, das viel Sauerstoff verbraucht, unterliegt in diesem Rahmen sehr strengen Vorschriften.“
 

Mit einem Sauerstoffgenerator wird vor Ort die zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigte Menge an Gas produziert, was zu geringen Lagerbeständen führt und dadurch für eine Klassifizierung der Anlagen nach ICPE unterhalb der Grenzwerte fällt.
 

Einige Hersteller oder Zulieferer müssen die Menge und die Rückverfolgbarkeit des verwendeten Gases kontrollieren können. Laurent Zenou führt dazu aus, „dass in sehr sensiblen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt beispielsweise, die Rückverfolgbarkeit für den gesamten Produktionsprozess nötig ist. Dies ist manchmal einfach unabdinglich und ein echtes Schlüsselelement.“

Die Generatoren produzieren zu 99.999% (10 ppm bei Rest-O2) reinen Stickstoff und verfügen über ein ununterbrochenes Kontrollsystem der Qualität des produzierten Gases und dessen Reinheit. Für den Fall, dass das produzierte Gas nicht den Vorschriften entspricht, sind die Generatoren mit einem automatischen Abschaltsystem versehen, das eine Verschmutzung des Systems, der Produkte oder des Prozesses verhindert.
 

In Hinsicht auf die Umwelt ist die Gasherstellung vor Ort optimal, da das Gas nicht mehr aufwändig transportiert werden muss.
Laurent Zenou meint dazu: „Es handelt sich um eine Bereitstellung von Gas, die frei von CO2-Emissionen ist, da kein Lastwagen auf der Straße ist, um das Gas zu transportieren.“

Die Gasherstellung direkt in den Betrieben, wo es verwendet wird, bricht mit den Gewohnheiten der Verbraucher in der Industrie. Durch das Nutzen dieser bereits bewährten Technologie, können die Industriebetriebe ihre Lieferketten absichern und gleichzeitig umweltbewusst agieren.


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