Ende des Jahres 2021 gab es bei Freudenberg Sealing Technologies (FST) Grund zum Jubeln: Nach vielen Jahren der kontinuierlichen, beharrlichen Überzeugungsarbeit beim Kunden Hitachi Energy (ehemals ABB Power Grids) hat FST den großen Coup gelandet – und sich zehn Prozent des globalen Marktanteils im Bereich Dichtungen für gasisolierte Hochspannungsschaltanlagen gesichert.
Nicht nur bei der Energieerzeugung, sondern auch bei deren Verteilung können kluge Werkstoffe und Dichtungslösungen dazu beitragen, die Belastung der Umwelt zu minimieren.
Mitarbeitende unterschiedlicher FST-Fachabteilungen hatten über Jahre hinweg versucht, zunächst bei ABB Power Grids, später dann bei dem 2020 entstandenen Joint Venture mit Hitachi Energy als Lieferant Fuß zu fassen. Jedoch saßen die Wettbewerber bei diesem Kunden fest im Sattel, und FST-Produkte fanden bei unterschiedlichen Angebotsrunden keine Beachtung.
Die Wende zum Guten trat ein, als in der gesamten „Hochspannungswelt“ ein Paradigmenwechsel erfolgte. In Hochspannungsanlagen kam – und kommt teilweise noch immer – Schwefelhexafluorid (SF6) zum Einsatz. Beispielsweise als Löschgas, um eventuelle Kurzschlüsse wegen auftretender Lichtbögen zu löschen. Diese können in den Umspannwerken beim Umwandeln von 110.000 Volt aus den Überlandleitungen auf 10.000 bis 30.000 Volt in den lokalen Verteilernetzen entstehen. Um diese Lichtbögen im besten Fall zu verhindern oder im schlimmsten Fall zu löschen, sind die Schalter in den Anlagen mit Schutzgas gefüllt.
„SF6 bietet als Schutzgas eine hohe Sicherheit, ebenso als Isolationsmedium, weil es nicht elektrisch leitet. Jedoch ist das Gas 23.500-mal schädlicher für die Umwelt als CO2, und es verbleibt zu allem Übel für etwa 3.200 Jahre in der Atmosphäre“, erklärt Global Segment Manager Hydrogen Technologies Artur Mähne. Aus diesem Grund haben in den USA mittlerweile einzelne Bundesstaaten wie beispielsweise Kalifornien die Nutzung aus Umweltschutzgründen verboten. Seit etwa acht Jahren sind alternative Gase auf dem Markt, die jedoch nicht ohne technische Anpassungen in den vorhandenen Anlagen genutzt werden können.
Interesse geweckt
Nachdem FST für einen neuen Umschalter Simmerringe® angeboten und diese erste Tests erfolgreich absolviert hatten, gelang es den Experten, den Entwicklungsleiter von Hitachi Energy und dessen Team zu einem zunächst virtuellen Treffen zu bewegen. Dafür lud FST Ende 2018 Vertreter des Kunden zu einem Webinar ein, um die eigene Produkt- und Werkstoffkompetenz zu präsentieren. Sieben Hitachi-Mitarbeitende nahmen daran teil. „Wir haben es geschafft, deren Interesse zu wecken. Bereits Anfang 2019 sprach Hitachi Energy eine Einladung an den Firmensitz in Zürich aus, um über unseren schwarzen Chlorbutyl-Kautschuk, kurz CIIR, für alternative Löschgase zu sprechen. Daraus ist eine ausgezeichnete Zusammenarbeit zwischen der Materialentwicklung von FST in Weinheim, dem Lead Center in Oberwihl, dem Service Center Zürich, unserer Konzernschwester Klüber Lubrication und dem Kunden entstanden“, berichtet Vertriebsingenieur Stefan Huser, der das Projekt geleitet hat.
Zeitgleich versuchte Mähne, den Weg über den globalen Einkauf von Hitachi zu nehmen. Obwohl die Techniker großes Interesse bekundeten, blieb die Einkaufsabteilung zunächst eine uneinnehmbare Festung, und die kommerzielle Entscheidungsbefugnis überstimmte die Technik – vorläufig.
Blau statt Grau
Auch die nächste Werkstoffentwicklung seitens FST traf den Nerv der Entwickler des potenziellen Kunden: „Wir haben als Alternative für den grauen EPDM-Werkstoff, der über eine geringe Leitfähigkeit verfügte, einen blauen CIIR auf den Markt gebracht“, so Mähne. Im Gegensatz zu grauen oder schwarzen Werkstoffen ist darin kein Kohlenstoff verarbeitet. Gummi ist normalerweise ein guter Isolator, enthält aber in den meisten Fällen Ruß, der wiederum elektrisch leitfähig ist. Dieser CIIR basiert auf einer mineralischen Kieselsäure, die nicht elektrisch leitet.
Im Normalfall braucht eine solche Neuentwicklung zwei bis drei Jahre bis zur Marktreife. „Wir hatten glücklicherweise für einen anderen Kunden bereits an einem ähnlichen Werkstoff gearbeitet und konnten viele Erkenntnisse auf diesen Anwendungsfall übertragen“, berichtet Huser. „Damit war es uns möglich, fast über Nacht einen geeigneten Werkstoff aus dem Hut zu zaubern und bei Hitachi Energy damit zu punkten.“ Und FST hatte endlich ein Stadium erreicht, in dem nicht mehr der Preis, sondern die Technik in den Vordergrund trat. „Wir konnten uns als kompetenter Problemlöser positionieren.“
Deutlich weniger Permeation
Die Umstellung von SF6 auf ein anderes Gas – Kohlendioxid – warf Schwierigkeiten auf, da dieses nicht die gleiche molekulare Zusammensetzung hat. „Die kleineren Moleküle machten es deutlich schwieriger, die Schalter abzudichten. Wie wir das von Fahrradschläuchen oder Luftballons kennen, können die kleinen Sauerstoffmoleküle durch das Gummi hindurchwandern. Unser neues CIIR hingegen lässt auch feinste Moleküle kaum durch“, erklärt Mähne die Vorteile des neuen Werkstoffs. Das Erfreuliche: Der Werkstoff eignet sich als wahrer Alleskönner auch für andere statische Dichtungen beim Einsatz klimaverträglicher Isoliergase. Ein weiterer positiver Nebeneffekt: Dieser Werkstoff ist in den meisten Anwendungen retrofittauglich. Damit besteht die Möglichkeit, die bestehenden EPDM-Dichtungen zu ersetzen.
Hitachi Energy zählte wie General Electric zu den Vorreitern, die von SF6 auf CO2 umgestellt haben. Mittlerweile sind zahlreiche weitere Hersteller den Schritt ebenfalls gegangen und nutzen das umweltfreundlichere Gas.
Als sehr wichtig für den positiven Projektverlauf erwies sich die enge Zusammenarbeit mit dem Schmierstoffspezialisten der Freudenberg-Gruppe, Klüber Lubrication. „Die Anwendung in der Schaltanlage ist eigentlich trocken und ein schmierfreies Medium, die Dichtung benötigt jedoch eine vernünftige Schmierung. Hier stellte sich die Frage, welches Fett in Frage käme und wie dieses mit dem Gas interagieren würde“, erklärt Mähne und fügt hinzu: „Die Testkompetenz von FST war ein weiteres Pfund, mit dem wir wuchern konnten.“ Dank der unternehmenseigenen Prüfstände ließen sich sehr kurzfristig Testläufe fahren. Selbst Bedenken des Kunden, was die Alterung beziehungsweise die Lebensdauer der Dichtungen betrafen, ließen sich mit Simulationen bei Freudenberg Technology & Innovation zügig aus der Welt schaffen.
Freudenberg Sealing Technologies
hat sich zehn Prozent des
globalen Marktanteils bei
Dichtungen für gasisolierte
Hochspannungsschaltanlagen
gesichert.
Kundenspezifisches Lager
FST zog neben der Produkt- und Problemlösungskompetenz mit den Dienstleistungen seines Service Centers in Zürich eine weitere Trumpfkarte. „Wir halten am Standort in Zürich ein Lager für Hitachi vor. Damit änderten wir für Hitachi den Make-to-Order- in einen Make-to-Stock-Prozess. So sind auch Kleinmengen schnell, unkompliziert und kostengünstig lieferbar. Hitachi Energy benötigt besondere Verpackungen und eine spezielle Etikettierung – zum Beispiel einen CIIR-Sticker, um eine Verwechslung mit einem ähnlichen Produkt zu vermeiden. Auch extreme Sauberkeit ist für die Produkte sehr wichtig. „Wir haben für Hitachi Energy einen speziellen Sauberraum eingerichtet. Dort verpacken wir die Teile, um jegliche Kontaminierung zu vermeiden“, berichtet Huser.
Der Erfolg kann sich sehen lassen. FST hat sich zehn Prozent des globalen Marktanteils bei Dichtungen für gasisolierte Hochspannungsschaltanlagen gesichert.
Hitachi Energy
Hitachi Energy ist ein weltweit führendes Technologieunternehmen, das sich für eine nachhaltige Energiezukunft einsetzt. Es bedient Kunden in den Bereichen Energieversorgung, Industrie und Infrastruktur mit innovativen Lösungen und Dienstleistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Hitachi Energy leistet mit Kunden und Partnern Pionierarbeit bei der Entwicklung von Technologien und ermöglicht den digitalen Wandel, der für die Beschleunigung der Energiewende hin zu einer kohlenstoffneutralen Zukunft erforderlich ist. Hitachi Energy hat seinen Hauptsitz in Zürich in der Schweiz, beschäftigt rund 38.000 Mitarbeitende in 90 Ländern und erwirtschaftet ein Geschäftsvolumen von rund 10 Milliarden US-Dollar.
[Quelle: Hitachi Energy]
https://www.hitachi-power-solutions.com/en/service/field/td/sf6/index.html
