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: Rullningslagerkatalog på svenska

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: Häng med i de smarta elnätens utveckling

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: Standardiserade data ger bättre underhåll 

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

Underhållsarbetare toppar listan på bristyrken 

Trafikverket får hård kritik

Termisk sprutning bidrar till bättre yskikt

Gel mot korrosion

Pilotanläggning ska fånga läkemedelsrester

Eftermarknad är nyckeln till framtidens affärer

Nyhetsbrev

1

Utbildning i prediktivt underhåll

Arkiv

Hur bedöms driftsäkerhet – vägledning kommer

Underhållsplanering för betongkonstruktioner i vattenverk

Industrin försvagas – men inte överallt

Plus

AI bevakar och driftsäkrar våra sjukhus

1

Underhållsskuld på tre miljarder

Planerar underhållet för stålproducent

Kritik mot tung industri: "Ingen ska dö av sitt arbete"

Vätgassensor ger ökad drift och högre säkerhet

I väntan på stamnätet

Trafikverket bygger broar

Trafikverket krävs på miljonvite

Renoveringen har minskat risken för driftstopp

Lönerna på pappersbruken – underhållsarbetare i topp

De ska underhålla järnvägen

Kalmar får nytt reningsverk

Riksdagspolitiken saknar kunskap att möta digitaliseringen som samhällsfråga

Bristande underhåll tog 85 liv

Instalco underhåller Smålandskusten

Kyrkan får äntligen underhåll

Hyreshöjningar skylls på underhåll

Sensorer i kläderna för bättre arbetsmiljö

Snabbare räddningsinsatser med Smart passage

Planerat underhållsarbete skjuts upp – igen

​Kampanj för att stoppa fett - men inte på fel ställe

Trelleborg förvärvar servicemodell för underhåll

En jättetunnel kräver mindre underhåll

Plus

Oljan håller längre än du tror

35 miljoner till forskning om metalliska material

Renoverar och bygger nytt vattenverk för 175 miljoner

Se alla Företagens egna nyheter

Nu har vi invigt vårat nyrenoverade labb

Vi stödjer Musikhjälpen - Buda på våra snygga Hoodies!

ALMI ger Nodd verifieringsmedel för visuella mötesverktyg

G A Lindberg instiftar stipendium för industriell innovation

Nodd & PreemRaff om visualisering på Underhållsmässan

Effekten av plasmabehandling på feta plaster

Inbjudan till workshop gällande avmagentisering 26 & 27 nov

Nodds magnetsystem visualiserar underhållsarbete

Så väljer du rätt dispenseringsnål till din vätskedosering

Mycket smidigt simulerings instrument endast 1700 SEK.

Vår miljötekniker blir intervjuad ang. substitution av RISE

G A Lindberg är på plats hos Productronica Mässan i Mûnchen

Att använda silikonskum till tätning och packningar

Profibus repeater MULTIrep

Silikonisering av nålar - Minskar friktionen avsevärt!

Limma Silikon - så får du bäst resultat, vi ger dig tipsen!

Lyckad föreläsning på SSG Hydraulikdagar i Borlänge

Hydrauloljor & Varnish – en tickande bomb

SKF knyter tätare band med RS Components

RS Components blickar norrut och fokuserar på närhet till ku

CERTEX inleder samarbete med Engh Mek

29 oktober startar KTH-kursen Industriell limningsteknik

RS Components lanserar mångsidig gateway för Industriell IoT

G A Lindberg renoverar labbet - Nya labbtjänster inom kort!

RS Components ingår globalt avtal med Maxim Integrated

Sänd till en kollega

0.14