Bohrungsausrichtung: Warum traditionelle Methoden ins Hintertreffen geraten

Nur wenige Ausrichtungsaufgaben erfordern ein so hohes Maß an Präzision wie die Bohrungspositionierung. Bei großen Turbinen können selbst kleinste Abweichungen in der Mittellinienposition messbare Auswirkungen haben – Lagerverschleiß, erhöhte Vibrationen und mit der Zeit eine verringerte Effizienz. Angesichts der Größe und Komplexität dieser Maschinen kommt es bei der präzisen Bohrungsausrichtung nicht nur auf Präzision an, sondern auch auf Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit.

Jahrelang haben sich Techniker auf eine Kombination aus optischen Instrumenten, Mikrometern und drahtbasierten Methoden verlassen, um ihre Arbeit zu erledigen. Diese Werkzeuge erfordern Geduld, Erfahrung und eine ruhige Hand – sie messen Abweichungen im Bruchteil eines Millimeters, gleichen Durchbiegungen über große Entfernungen aus und interpretieren die Ergebnisse manuell. Doch mit der Weiterentwicklung der Turbinenkonstruktionen und engeren Toleranzen steigen auch die Anforderungen an die Ausrichtungsmethoden.

Laserbasierte Systeme übernehmen zunehmend diese Rolle und ermöglichen eine schnellere Messung und Anpassung von Bohrungen mit höherer Wiederholgenauigkeit und geringerer technikerabhängiger Variabilität. Doch wie sieht ein veränderter Ansatz in einem Bereich aus, in dem Methoden bewährt sind und Präzision unverzichtbar ist?

Klaviersaitenausrichtung: Eine Prüfung für Präzision und Geduld

Die Bohrungsausrichtung war jahrzehntelang ein manueller, methodischer Prozess. Klavierdraht, eine der ältesten Techniken, basiert auf einem einfachen, aber anspruchsvollen Prinzip: Ein dünner Stahldraht wird durch Referenzbohrungen gezogen, Abweichungen mit Mikrometern gemessen und entsprechend angepasst. Theoretisch ist es unkompliziert. In der Praxis erfordert es jedoch die volle Aufmerksamkeit eines Technikers – und oft auch einiges an Körperverrenkung.

Alles hängt von der perfekten Positionierung des Drahtes ab. Spanngewichte sorgen für Stabilität, manchmal sogar in Öl getaucht, um Vibrationen zu dämpfen, und Techniker prüfen sorgfältig die Abweichungen. Doch selbst mit erfahrener Hand ist Genauigkeit ein ständiger Kampf gegen physikalische Grenzen.

Bei großen Spannweiten ist ein Durchhang des Drahtes unvermeidlich und muss manuell korrigiert werden. Jede Korrektur erfordert ein Neuausrichten des Drahtes, und jede neue Justierung erfordert eine neue vollständige Messreihe. Bei großen Turbinen kann dieser Prozess mehrere Tage dauern – allein die Korrektur der Lagermittellinie dauert bis zu 72 Stunden, ein vollständiger Ausrichtungszyklus kann bis zu 126 Stunden in Anspruch nehmen. Trotz des damit verbundenen Aufwands ist die Ausrichtung des Klavierdrahtes nur so präzise wie der Techniker, der die Ergebnisse interpretiert.

Die Kompromisse einer Legacy-Methode

Obwohl Klaviersaiten weiterhin verwendet werden, sind ihre Einschränkungen kaum zu übersehen:

• Arbeitsintensive Einrichtung: Das präzise Positionieren des Drahtes in der Bohrungsmittellinie ist mühsam und erfordert viel Geschick.
• Durchhang und Fehler: Über große Entfernungen führt der Drahtdurchhang zu Verzerrungen, die manuell ausgeglichen werden müssen.
• Technikerabhängige Genauigkeit: Die Messkonsistenz hängt von der Erfahrung und Technik des Bedieners ab.
• Zeitaufwendig: Großflächige Bohrausrichtungen können bis zu 126 Stunden, wobei mehrere Iterationen erforderlich sind.
• Eingeschränkte Dokumentation: Die Messwerte werden manuell aufgezeichnet, was die Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle erschwert.

Trotz aller Nachteile hat sich Klavierdraht aus gutem Grund gehalten: Er ist bekannt, weit verbreitet und erfordert keine spezielle Hardware. Doch mit zunehmender Größe der Turbinen, engeren Toleranzen und kürzeren Wartungsintervallen erfordert dies immer schnellere Durchlaufzeiten. wie nachhaltig ist dieser Ansatz?

Optische Ausrichtung: Eine geringfügige Verbesserung

Optische Methoden sind zwar fortschrittlicher als Klavierdraht, bringen aber dennoch erhebliche Herausforderungen mit sich. Systeme wie Zielfernrohre und Autokollimatoren liefern eine präzisere Referenzlinie, sind aber nach wie vor stark vom Fachwissen des Technikers abhängig. Die Einrichtung ist akribisch und erfordert eine perfekte Ausrichtung der optischen Ziele und eine sorgfältige Kalibrierung, um Messabweichungen zu vermeiden.

Die Genauigkeit variiert typischerweise zwischen ±0.05 mm und ±0.1 mm, abhängig vom Gerät und den Fähigkeiten des Bedieners. Optische Werkzeuge verhindern zwar den Drahtdurchhang, bringen aber auch ihre eigenen Probleme mit sich. Lichtverhältnisse, Vibrationen und sogar Temperaturschwankungen können die Messungen beeinflussen und erfordern daher ständige Anpassungen, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Ein weiterer Nachteil ist die Fehlerakkumulation. Bei jeder Bewegung der optischen Station entsteht ein minimaler Fehler von 0.1 mm, der sich auf nachfolgende Messungen überträgt und so die Zuverlässigkeit von Messungen über große Entfernungen erhöht.

Während optische Methoden einige der Ineffizienzen der drahtbasierten Ausrichtung verringern, lösen sie die größte Herausforderung der Branche nicht vollständig: das Erreichen von Präzision ohne umfangreichen manuellen Aufwand.

Hier kommen laserbasierte Systeme ins Spiel.

Laserausrichtung: Eine grundlegende Veränderung

Der wesentliche Unterschied zwischen laserbasierter Ausrichtung und herkömmlichen Methoden liegt nicht nur in der Präzision, sondern auch in der Art und Weise, wie die Ausrichtung vorgenommen wird. Bei Klaviersaiten und optischen Werkzeugen ist der Prozess von Natur aus reaktiv: Messen, Anpassen, Wiederholen. Jeder Zyklus birgt ein Fehlerpotenzial, sei es durch Drahtdurchhang, technische Abweichungen oder Umgebungsbedingungen. Die Laserausrichtung verändert diese Dynamik grundlegend.

Anstatt physikalische Einschränkungen zu umgehen, bieten Laser eine feste, verzerrungsfreie Referenz über große Entfernungen. Noch wichtiger ist, dass sie eine proaktive Ausrichtung ermöglichen – Messungen dienen nicht nur der Endkontrolle, sondern bieten eine Echtzeit-Anleitung, die Technikern hilft, Abweichungen im laufenden Betrieb zu korrigieren.

Mit dieser Umstellung geht eine veränderte Arbeitsweise einher. Techniker messen nicht nur, sie richten aktiv aus. Der Prozess wechselt von iterativer Korrektur zu kontinuierlicher Optimierung. Dadurch werden Nacharbeiten reduziert und die Ausrichtungszeit von Tagen auf Stunden verkürzt. Eine vollständige Bohrungsausrichtung, die früher mit Klavierdraht bis zu 126 Stunden dauerte, kann heute in nur 8–10 Stunden abgeschlossen werden. Und die Einrichtung, die früher mit manuellen Methoden zwei Stunden dauerte, dauert jetzt nur noch 15 Minuten.

Wie CentrAlign Ultra die Gleichung verändert

Systeme wie CentrAlign Ultra basieren auf diesem Wandel. Entwickelt für die hochpräzise Bohrungsausrichtung in Dampf- und Gasturbinen, Kompressoren und anderen rotierenden Maschinen, ersetzt es herkömmliche Methoden durch laserbasierte Messung und digitales Echtzeit-Feedback. Im Gegensatz zu drahtbasierten oder optischen Werkzeugen misst CentrAlign Ultra nicht nur die Bohrungsausrichtung, sondern ermöglicht auch die präzise Positionierung der Bohrungsmitte. Dadurch wird die Durchbiegung drahtbasierter Methoden eliminiert und die Laserdrift über große Entfernungen aktiv kompensiert.

Ein Schlüsselelement dieses Systems ist das patentierte Halterungsdesign von CentrAlign, das sowohl für magnetische als auch für nichtmagnetische Bohrungen entwickelt wurde. Diese Halterungen ermöglichen sowohl Top-on- als auch Top-off-Konfigurationen und passen sich so an verschiedene Turbinen- und Maschinenkonfigurationen an. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ausrichtungsmethoden, die mühsame manuelle Anpassungen erfordern, halten die Halterungen von CentrAlign Ultra Laser und Sensor in einer stabilen, wiederholbaren Position und gewährleisten so Genauigkeit ohne vom Techniker verursachte Fehlausrichtungen.

Jede Halterung verfügt über einen festen Sockel, der sicher einrastet, während ein drehbarer Sensorhalter eine präzise Zentrierung gewährleistet. Dadurch können Techniker den Sensor frei in der Bohrung drehen und gleichzeitig einen konstanten Referenzpunkt beibehalten. Mechanisches Durchhängen und manuelle Positionierungsfehler, die mit Klavierdraht und optischen Werkzeugen unvermeidbar waren, werden vermieden. Das System unterstützt Bohrungsdurchmesser von 120 mm bis 5000 mm und ist somit für eine Vielzahl von Turbinen- und Industrieanwendungen geeignet.

Dank drahtloser Datenübertragung und automatisierter Berechnungen macht CentrAlign Ultra manuelle Aufzeichnungen und iterative Korrekturen überflüssig. Messungen werden in Echtzeit angezeigt, sodass Techniker die Ausrichtung sofort anpassen können, anstatt wiederholte Einrichtungszyklen durchzuführen. Diese Effizienz führt direkt zu Zeitersparnissen – Lagermittellinienkorrekturen, die früher 72 Stunden dauerten, sind jetzt in nur drei Stunden erledigt.

Für die Wartung großer Turbinen ist dies nicht nur praktisch, sondern unerlässlich. Bei Bohrlängen von bis zu 166 Metern bringen herkömmliche Ausrichtungswerkzeuge zu große Unsicherheiten mit sich und akkumulieren Fehler über lange Strecken. Die lasergeführten Halterungen und die Echtzeit-Driftkompensation von CentrAlign Ultra gewährleisten eine konsistente, hochpräzise Referenzlinie mit einer Genauigkeit von ±0.005 mm bis ±0.02 mm.

Dieser Wandel betrifft jedoch nicht nur ein System – es geht um einen grundlegenden Wandel in der Bohrlochausrichtung in der Branche. Die Frage ist nicht mehr, ob laserbasierte Systeme funktionieren, sondern ob traditionelle Methoden den modernen Anforderungen gerecht werden können.

Vergleich von Bohrungsausrichtungsmethoden

	Klaviersaitenausrichtung	CentrAlign Ultra
Aufbauzeit	2 Stunden	15 Minuten
Benchmarks setzen	2 Stunden  manuelle Einrichtung	Augenblick digital berechnet
Drahtdurchhang/Verzerrung	Erfordert manuelle Korrekturen	Nicht anwendbar (lasergeradlinige Referenz)
Erste Ausrichtungsmessung	3 Stunden erfordert die Entfernung von Drähten	1 Stunden kontinuierliche Messung
Korrektur der Lagermittellinie	72 Stunden Shimmen, Läppen, Draht zurücksetzen	3 Stunden Echtzeitanpassungen
Erste Zwerchfellkorrektur	10 Stunden Schleifen & Neuausrichten	Parallel zur Messung korrigiert
Zweite Ausrichtungsprüfung	3 Stunden Draht muss zurückgesetzt werden	1 Stunden keine Notwendigkeit, den Laser zu entfernen
Zweiter Korrekturzyklus	10 Stunden	Minimaler Mehraufwand da der Laser bereits eingerichtet ist
Erneute Überprüfung der Einstellung nach der Membraninstallation	8 Stunden Draht muss erneut zurückgesetzt werden	1 Stunden digitale Validierung
Dritte Lesung der Diaphragmen	3 Stunden	1 Stunden
Gesamtzeit für die vollständige Ausrichtung	126 Stunden	8-10 Stunden

Die Branche am Scheideweg

Jahrzehntelang war die Laufausrichtung eine Gedulds- und Präzisionsprobe. Traditionelle Methoden – Klaviersaiten, Mikrometer und optische Visiereinrichtungen – waren zwar die besten verfügbaren Hilfsmittel, erforderten jedoch geschickte Hände, wiederholte Messungen und manuelle Interpretation.

Dieser Ansatz funktionierte, als die Turbinen kleiner, die Toleranzen geringer und Ausfallzeiten weniger kostspielig waren. Doch heute, wo die Bohrlängen bis zu 166 Meter betragen, Genauigkeit im Mikrometerbereich erforderlich ist und jede Stunde Ausfallzeit Umsatzeinbußen bedeutet, steht die Branche vor einer neuen Realität: Die Ausrichtung muss schneller, wiederholbarer und weniger technikerabhängig sein.

Laserbasierte Systeme wie CentrAlign Ultra sind nicht nur ein besseres Werkzeug – sie verändern die Bohrlochausrichtung grundlegend. Echtzeitmessungen ersetzen iterative Korrekturen. Drahtlose Daten ersetzen handschriftliche Protokolle. Die automatische Mittellinienpositionierung ersetzt manuelle Anpassungen. Was früher 126 Stunden dauerte, dauert heute nur noch 8 bis 10 Stunden.

Die Vorteile liegen auf der Hand. Doch Veränderungen geschehen nicht über Nacht. Traditionelle Methoden bilden seit Generationen die Grundlage der Bohrungsausrichtung. Die Abkehr von ihnen bedeutet nicht nur die Einführung neuer Technologien, sondern auch ein Umdenken hinsichtlich der Möglichkeiten.

Für viele Wartungsteams hat die Umstellung bereits begonnen. Die Frage ist nicht mehr, ob die laserbasierte Ausrichtung traditionelle Methoden ersetzen wird, sondern wann.