23948sdkhjf

Orsaksanalys av lagerskador i vindkraftverk

| Av Christer Åkerlundh | Tipsa redaktionen

Orsaken till White Structure Flaking, en lagerskada i vindkraftverk och andra drivsystem som uppstår väldigt tidigt, har länge varit okänd. Nu har NSK utvecklat ett nytt lagermaterial som uppges ge stora fördelar för vindturbiners livslängd.

Ett problem som fortfarande påverkar vindenergibranschen är en typ av skada som kallas White Structure Flaking, WSF, eller White Etching Cracks, WEC. Båda felen visar att vissa delar av materialet under lagrets rullbana har lokal sprödhet.

Läs också: Varningsljus för vindkraftverk

Den spröda strukturen kan inte motstå belastningen och är därmed orsaken till sprickor. Så småningom växer dessa sprickor upp till rullbanan och slutligen havererar lagret. Det är typiskt för denna typ av skada att den uppträder relativt tidigt; någon gång strax efter att systemet har tagits i bruk.

Intensiva tester i lagerspecialisten NSK:s forsknings- och utvecklingsavdelning har återskapat skadorna och kunnat ge en viss hypotes om dess ursprung. Olika utmattningstester på rullbanorna har visat att vita strukturer orsakas av vätepenetration.

Denna vätepenetration påverkas sannolikt av flera faktorer och deras kombination, inklusive axiell eller periferisk glidning mellan rullar och löpbanor, elektricitet och vissa typer av smörjning.

Väte tränger därefter in i rullbanan och bildar de typiska vita etsningsstrukturerna som leder till sprickbildning och så småningom resulterar i flagning. Dessa sprickor kan vara flera millimeter långa och sprida sig från insidan ut till ytan.

Läs också: Bageriet nöjd med kullagerbyte

Destruktiva tester av använda lager som inte visade några tecken på ytskador visade att vita etsningsområden även kan vara närvarande här.  När skadan undersöks mer detaljerat kan det observeras att under inverkan av väte bryts den ursprungligen martensitiska mikrostrukturen ned i en mycket finkornig, spröd ferrit.

Denna mekanism kan förklaras av HELP-teorin, Hydrogen Enhanced Localized Plasticity. En av dess egenskaper är att plastisitet endast uppträder lokalt och att lagrets globala utmattning är liten. Så det är inte en av de klassiska typerna av utmattningsskador som kommer antingen under rullbanan (på grund av införandet av icke metalliska partiklar) eller i rullbanan (på grund av allvarlig kontaminering).  Var kommer då vätet från?

Genom att jämföra nya och använda lager kunde NSK:s centrala forskningsgrupp visa att väte endast bildas medan lagren är i drift. Det är sannolikt, åtminstone enligt det ursprungliga antagandet, att väte kommer från kolvätekedjorna i smörjmedel och dess tillsatser. Denna teori underbyggdes efter att typiska skademässiga symptom på de vita strukturerna kunde återskapas i laboratoriet med vissa typer av oljor och fetter.

Liknande skador rapporterades av bilindustrin på 1990-talet, vilket ytterligare stödjer teorin. Här havererade lagren i bältesspännare och generatorer för tidigt. Byte av fett och bältesmaterial löste dock problemet. Emellertid har påverkan av elektricitet (strömflöde) på detta fel ännu inte fastställts.

Läs också: Ny serie JIS-baserade lagerenheter

NSK har utvecklat nya legeringar som ger bättre resultat vid utmattningstester vid rullande kontakt. I test med väteladdning ledde den optimerade kemiska kompositionen till en femfaldig ökning i WSF-resistans jämfört med konventionella lagerstål.

En signifikant förbättring uppnås också genom optimerad värmebehandling. Här kan resterande stress under löpbanorna ökas genom karbonitriding istället för genomhärdning. Även om denna åtgärd inte hindrar bildandet av de vita strukturerna utvecklas betydligt färre sprickor från dessa strukturer, och de sprider sig långsammare till ytan.

Baserat på dessa resultat introducerade NSK ett nytt lagermaterial som heter AWS-TF. AWS står för Anti-White Structure, som kombinerar den optimerade kemiska kompositionen med optimal värmebehandling.

Tester har visat att även om lager av AWS-TF inte helt eliminerar risken för WEC är fördröjningen före skada sju gånger längre jämfört med konventionella lagerstål. Initiala fälttester i kritiska installationer pågår och verkar bekräfta testresultaten.

Mer om: lager | NSK | Vindkraft
Håll dig uppdaterad med UochD
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Torka kan förlänga strömavbrott

Omfattande arbete efter stormen

Kostnaden efter stormen Alfrida uppgår för Vattenfall till 850 miljoner kronor under första kvartalet.

Svensk läcksensor får pris av EU

Cybersäkerhetsföretag satsar på Norden

Det globala cybersäkerhetsföretaget Acronis satsar för första gången på cybersäkerhet i Sverige och Norden och lanserar i dag Acronis Cyber Platform.

Nya lok ska minska trafikstörningarna

Nyhetsbrev

Vattenstämman 2019 hålls i år i Örebro

Arkiv

Tecknar ramavtal med Forsen

De ska driftsäkra kulturhuset och teatern

Miljardprojekt för industriell digitalisering

Luleå tekniska universitet ska koordinera Europas största projekt för lösningar inom automation och digitalisering för industrin.

SlangExpress växlar upp

800 kilo förfalskade kullager förstörs

Levererar ställverk till Sverige

Nya miljoner till AI-utbildningar

KK-stiftelsen stöttar Örebro universitets satsning på AI-utbildningar för yrkesverksamma med 13,5 nya miljoner.

SJ tar steget vidare med 3D

Trådlös uppkoppling nästa steg för Sandvik

Sju farliga myter om DDoS-attacker

De flesta underskattar hur farliga DDoS-attacker verkligen är. Här reder Jesper Permerud, som är Nordenchef på Link11, ut begreppen.

Svenska kraftnät har förstärkt störningsreserven

Investerar i onlinesystem till såglinje

Trädsäkrad järnväg

De förvärvar division från DynaMate

Elektromagnetisk immunitet allt viktigare i industrin

Öppnar butik på Värmdö

Forskarframgång med betongreparation

Forskare i Singapore har utvecklat ett sätt att snabbt reparera betongytor.

Trafikstörningarna ska minska

Procurator öppnar ny butik

De ska sköta Mälaröarnas vägunderhåll

Satsar för att möta morgondagens industri

Hannovermässan - fredag

Energibolag i IoT-samarbete

Atlas Copco förvärvar tysk distributör

SKF presenterar ny optisk sensorteknik

De tar över i Stockholm

Småländskt uppdrag för Peab

OKG varslar

Bravida förvärvar elföretag

Coromatic bygger nytt datacenter

Se alla Företagens egna nyheter

Ny produktserie: Kranar

RS Components och AVX ingår globalt partnerskap för distribution

DesignSpark, forumet för utvecklare och konstruktörer, har nu mer än 750 000 medlemmar

RS Components presenterar industriella frekvensomvandlare från Rexroth för automationsindustrin

RS Components lanserar banbrytande arbiträr funktionsgenerator från Tektronix

RS Components tecknar ett franchiseavtal med CTS för distribution av elektroniska komponenter

RS Components presenterar kraftfulla motordrivkretsanalysatorer med flera funktioner från Fluke

RS Components presenterar ny version av baskortet Arduino Uno WiFi för IoT-projekt

RS Components presenterar vinnaren av DesignSparks designtävling "Summer of Sound"

Tryck din egen rörmärkning med nya Flo-Code Print!

Nyhet! Snabb och exakt flerfärgs märkmaskin med utskärning – SMS R1

RS Components meddelar att Microchips nya utvecklingskort med AVR®-mikrokontroller är tillgängliga

RS Components släpper information om Big Step Challenge på electronica 2018

RS Components erbjuder nu kalibrerade produkter

RS Components presenterar distributionsavtal för industriella produkter från Control Techniques

KmK Instrument på Smålands Industrimässa i Växjö 17-18 oktober 2018

RS Components lanserar system med IP67-klassade 1,80 mm kabel-till-kabel-kontakter från Molex

RS Components lanserar RS PRO-serie med vibrationsdämpande koaxialkontakter för RF/mikrovågor

RS Components lanserar det första industriella PLCnext-styrsystemet

RS Components erbjuder innovativ vakuumformare av skrivbordsmodell från uppstartsföretaget Mayku

BlueSYSTEM SIGMA Engineering Set - för snabb och noggrann mätning vid maski...

RS Components fokuserar på innovation och inspiration på electronica 2018

RS Components lanserar podcasten History Makers

KmK Instrument på Smålands Industrimässa i Växjö 17-18 oktober 2018

RS Components utökar sortimentet med pneumatiska RS Pro-enheter

Sänd till en kollega

0.127