Ermittlung der Fördermasse auch unter Extrembedingungen
Saugbagger werden an Land oder auf dem Wasser als überdimensionale Nass- oder Trocken-Staubsauger eingesetzt (Bild 1). Mit Hilfe solcher Bagger wird z.B. die Wassertiefe in Hafenanlagen erhalten oder Kies und Sand für die Bauindustrie abgebaut. Das Unternehmen Jan De Nul macht als Betreiber von Saugbaggern seinen Preis von der geförderten Masse abhängig. Für die exakte Ermittlung der Fördermasse setzt das Unternehmen auf Messtechnik von Endress+Hauser: Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät Promag 55S zur Volumenmessung und den radiometrischen Gammapilot M FMG60 zur Dichtemessung ein.
Im Wesentlichen besteht ein Saugbagger aus einem Schiffskörper, an den ein oder zwei nach unten schwenkbare Rohre angeschlossen sind. Die Rohre, an deren Ende sich speziell geformte Saugköpfe befinden, weisen einen Durchmesser von bis zu 1,5 m auf und reichen bis auf den Gewässergrund. Leistungsstarke Pumpen sind dafür verantwortlich, dass das von den Saugköpfen gelockerte Geröll vom Grund bis an die Wasseroberfläche gelangt. Von dort wird das Fördergut entweder über angeschlossene Rohrleitungen vom Schiff abgeführt oder zunächst im Rumpf gelagert und anschließend an geeigneter Stelle verklappt.
Neben der im Schiffsbau üblichen Messtechnik befinden sich im Saugrohrbereich Promag 55S Durchflussmessgeräte, um das abgetragene und durch die Saugrohre beförderte Schlamm-Wassergemisch mengenmäßig zu erfassen. Die Ansprüche an die Messtechnik sind dabei enorm hoch, denn der Promag 55S muss in der Lage sein, das mit Sand und Gesteinsbrocken befrachtete Meerwasser mit einer Fließgeschwindigkeit von bis zu 10 m/s korrekt zu messen und dies bei Arbeitsdrücken zwischen 16 und 40 bar. In vergleichbaren Anwendungen der Minen- und Bergbauindustrie haben sich in der Vergangenheit Durchflussmessgeräte mit einer 27 mm dicken Naturgummi-Auskleidung und Bürstenelektroden bereits bestens bewährt.
Die radiometrische Messtechnik kommt zum Einsatz, wenn andere Messprinzipien aufgrund extremer Prozessbedingun-gen oder wegen mechanischer, geometrischer oder baulicher Gegebenheiten ausscheiden. Das Messprinzip beruht auf der Abschwächung von Gammastrahlung beim Durchdringen von Materie. Auf Saug-baggern werden radiometrische Messsysteme zur Bestimmung der Dichte des angesaugten Schlamms verwendet. Ist die Rohrleitung mit Wasser gefüllt, empfängt der Detektor eine für die Messung spezifische Menge an Gammastrahlung. Sobald dem Wasser Sand und Schlick beigemischt sind, erhöht sich die Dichte des Gemisches im Rohr. Aufgrund der höheren Dichte verringert sich die am Detektor empfangene Gamma-strahlung. Dadurch kann die Dichte des Schlamms bestimmt werden. Der ermittelte Dichte-wert wird in das Durchflussmessgerät Promag 55S eingespeist. Aus diesem Dichtewert und der gemessenen Fließ-geschwindigkeit des Mediums berechnet sich der Masse-durchfluss, der wiederum die Grundlage für die Leistungsabrechnung darstellt. Aufgrund beengter Verhält-nisse wurde eine „Huckepack”-Lösung entwickelt, bei der die Dichtemessung direkt am Promag 55S angebaut wurde. Diese Geräteanordnung ermöglicht es, die Mediumsdichte und -geschwindigkeit am selben Ort zu bestimmen (Bild 2). An den Saugpumpen werden weitere Promag-Geräte (DN < 200) eingesetzt. Sie messen diejenige Menge an Meerwasser, welche (unter einem etwas höheren Druck als im Saugprozess vorhanden) in die Lager der Saugpumpe eingepresst wird, um so das Eindringen von Feststoffen zu verhindern.
Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG,
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