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Bild: CTR

Instandsetzung einer Schleuse

Der Main-Donau-Kanal, der eben diese beiden Flüsse verbindet, weist eine Länge von rund 171 Kilometern auf.
Insgesamt 16 Schleusen dienen der Überwindung der Höhenunterschiede.

So befindet sich zwischen den beiden Schleusen Hilpoltstein und Bachhausen eine knapp 17 Kilometer lange Scheitelhaltung, die mit 406 Meter über NN den höchsten Punkt im europäischen Wasserstraßennetz bildet.
Der Höhenunterschied, den die Schiffe in Hilpoltstein überwinden, beträgt stolze 24,67 Meter, damit ist sie eine der drei Schleusen mit der größten Schleusenfallhöhe in Deutschland.

Bei einer Inspektion wurden verschiedene Schäden an dem Kegelstrahlschieber des Leerschusskanals dieser Schleuse festgestellt.

Zur Instandsetzung des 1,5 Meter aufweisenden Durchmessers und einer Länge von circa 4,5 Metern, bei einem Gewicht von gut neun Tonnen dieses Schiebers, beauftragte die Fachstelle Maschinenwesen Süd beim Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt MDK Donau die Firma Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH (CTR) und als Nachauftragsnehmer die Firma RAC-Rohrleitungsbau Altchemnitz GmbH beziehungsweise die 100-prozentige Tochtergesellschaft RAC Service GmbH, die sich unter anderem im Bereich Stahlbau auf die Instandsetzung von Armaturen, Pumpen sowie von Arbeits- und Kraftmaschinen spezialisiert hat.

Die CTR ist seit 1998 Mitglied im rbv und verfügt über die Zertifikate GW 301: G1 ge, st, pe/W1 ge, st, az, ku, pe/BMS und GW 302 R2/GN3.
Die in Chemnitz ansässige RAC Service GmbH, ist ebenfalls rbv-Mitglied und ist u.a. nach DVGW-Arbeitsblatt GW 301 und AGFW-Arbeitsblatt FW 601 zertifiziert. Darüber hinaus werden Qualitätsanforderungen gemäß DIN EN ISO 3884-3, Druckgeräterichtlinie 97/23/EG nach AD 2000-Merkblatt HP 0 oder nach DIN 18800-7:2002-09 Klasse E erfüllt.

Entlang der Schleuse Hilpoltstein befindet sich der sogenannte Leerschusskanal, durch den Wasser um die Schleuse herum vom Ober- ins Unterwasser geleitet wird.
Er wird hauptsächlich zur Wasserüberleitung vom wasserreichen Donaugebiet in das wasserarme Maingebiet genutzt.

Da ein ungeregelter Durchfluss zu einem Absinken des Wasserstandes im Oberwasser führen würde, wird der Abfluss durch einen Kegelstrahlschieber reguliert, der aus einem Schieberrohr und einer Schieberhülse besteht, die über einen hydraulischen Antrieb angetrieben wird.
So kann die radiale Öffnung des Kegelstrahlschiebers verändert und die Durchflussmenge geregelt werden.

Zusätzlich zu der Regulierung der Durchflussmenge kann mithilfe einer Absperrklappe, die als Not- beziehungsweise Revisionsverschluss dient, der Zufluss zu dem Kegelstrahlschieber komplett unterbunden werden. Zwischen Absperrklappe und Kegelstrahlschieber liegt ein Zwischenrohr. Oberhalb der gesamten Konstruktion aus Absperrklappe, Zwischenrohr und Kegelstrahlschieber befindet sich der Hydraulikantrieb der Schieberhülse.

Bei der erwähnten Inspektion stellte sich heraus, dass der Kegelstrahlschieber verschiedene Verschleißerscheinungen aufwies.

Unter anderem waren die Gleitlager und die Anschlagpunkte der Hydraulikzylinder an der Schieberhülse verschlissen, an einem der Wasserleitbleche wurde ein Schweißnahtriss festgestellt und im Auslassbereich des Kegelstrahlschieber ergaben sich Kavitationsschäden, die durch den Unterdruck beim Durchfließen entstanden.

Auch die Absperrklappe und das Zwischenrohr waren nicht schadensfrei und bedurften ebenfalls einer technischen Überholung.
Ferner sollte das Zwischenrohr eingekürzt und mit einem neu herzustellenden Ausbaustück ergänzt werden.

Dieses neue Ausbaustück soll zukünftig eine einfachere Zugänglichkeit und Wartung des Rohrstrangs ermöglichen.

Da für die Beseitigung der vorliegenden Schäden der Kegelstrahlschieber in seine Einzelteile zu zerlegen war, war auch das Einkürzen des Zwischenrohres vor Ort nicht möglich.
Daher wurden beide Bauteile aus der Anlage ausgebaut, extern aufgearbeitet beziehungsweise bearbeitet und anschließend wieder eingebaut.

Dies erfolgte Anfang 2018 beziehungsweise im gleichen Jahr im Dezember während der turnusmäßigen Außerbetriebnahme der Schleuse für Inspektionszwecke.

Für die Zeitdauer zwischen Aus- und Wiedereinbau wurden die verbleibenden offenen Rohrenden mit Blindflanschen und Dichtungen verschlossen, damit kein Wasser in den Antriebsraum eindringen konnte.

Um die komplexen Arbeiten zur Instandsetzung des Kegelstrahlschiebers auszuführen war ein breites fachliches Know-how notwendig.

Deswegen entschied sich CTR vor der Angebotsabgabe die Aufarbeitung des ausgebauten Kegelstrahlschiebers und der Absperrklappe sowie die Kürzung des Zwischenrohres an RAC zu vergeben.
Jedoch sämtliche anderen Arbeiten, wie die komplette Demontage der einzelnen Teile, Planung und Herstellung sowie Montage der beiden Blindflansche und deren Dichtungen, Fertigung des neuen Ausbaustückes und den Wiedereinbau aller Teile übernahm CTR selbst.

„Wir suchen für uns immer Projekte, die besonders spannend sind. Und dieses war durchaus eine Herausforderung. Nicht nur, dass der Kegelstrahlschieber mit einem Gewicht von gut neun Tonnen nicht gerade leicht gewesen sei, auch der vorhandene Raum für den Ausbauvorgang innerhalb des Antriebsraumes war sehr begrenzt“, erläutert Jörg Werner, technischer Geschäftsführer von CTR.

Der Raum rechts und links neben dem Reglungsorgan sei kaum vorhanden gewesen und oberhalb habe sich der Hydraulikantrieb befunden, welchen man zunächst habe ausbauen müssen, um an die darunterliegenden Teile der Anlage gelangen zu können.

Für die fachgerechte Instandsetzung wurde der Kegelstrahlschieber mit einem Hallenkran zur Reparatur vertikal aufgerichtet und anschließend das Schieberrohr aus der Schieberhülse herausgehoben.

Bevor die Kavitationsschäden durch mehrlagige Auftragsschweißungen beseitigt werden konnten, wurden Glühgürtel an dem Schieberrohr angebracht, die der kontrollierten Wärmehaltung während der Schweißarbeiten dienten.

Nach Abschluss der Schweißarbeiten und der mechanischen Bearbeitung erhielt das Schieberrohr eine Zink- Grundbeschichtung. Anschließend erfolgte die Prüfung der Schweißnähte mit dem Magnetpulververfahren.

Die Kavitationsschäden an der Schieberhülse wurden auf die gleiche Art und Weise durch Auftragsschweißungen unter Verwendung von Glühgürteln behoben.

Nach der mechanischen Bearbeitung wurde zur Überprüfung der vorgegebenen Einbaumaße die Schieberhülse mithilfe des Hallenkranes über das Schieberrohr gefahren; mit positivem Ergebnis, denn die Schieberhülse glitt leichtgängig über die Aluminiumbronze-Gleitschienen des Schieberrohres.

Der abschließende Korrosionsschutz aller einzelnen Bauteile erfolgte nach DIN EN ISO 12944 „Beschichtungsstoffe – Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme“.

Die Gesamtbeschichtung setzte sich aus einer Grundbeschichtung, zwei Zwischenbeschichtungen und einer Endbeschichtung zusammen. Die einzelnen Schichtdicken wurden dabei mit einem Schichtdicken-Messgerät gemessen und die Werte dokumentiert.

Ebenso Bestandteil der Qualitätsüberwachung war die Funktions- und Druckprüfung des fertig instand- und wieder zusammengesetzten Kegelstrahlschiebers.
Nach Abschluss aller Instandsetzungsarbeiten wurden der komplette Kegelstrahlschieber, das gekürzte Zwischenrohr, die Absperrklappe und der Hydraulikantrieb zurück an die Schleuse Hilpoltstein geliefert.

„Die Montage der einzelnen Teile konnte von uns planmäßig in der Phase der Außerbetriebssetzung der Schleuse im Dezember 2018 durchgeführt werden“, resümiert Werner die Arbeiten.
Theoretisch sei die Montage auch zu einem früheren Zeitpunkt möglich gewesen, aber das vorgeschriebene Zeitfenster war nicht verschiebbar.

Werner zeigte sich sehr zufrieden mit der Kooperation und weil beim Main-Donau-Kanal es noch weitere Schleusen mit Kegelstrahlschiebern gäbe, sei bei ähnliche Arbeiten eine Wiederholung durchaus denkbar.

Februar 2021