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: Sparade 400 000 om året på lagerbyte

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: NSK löste problem med transportbandsfel

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: Finsk jakt på supermaterial för turbinblad

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

Världspremiär för holografisk AI-mässvärd

På två mässor i Mölndal i mars används för första gången i världshistorien en holografisk mässvärd byggd på en artificiell intelligens.

Brand hos Rönnskärverken

Succé för årets VA Tour Sweden

Uppkopplad byggplats testas

Fyra parter har inlett ett samarbete kring digitalisering av byggplatser.

Armaturföreningen ångar på

Ånga är ett viktigt verktyg för många företag, men det kan vara svårt att ha all kunskap inhouse. Den som vill utbilda sig kan gå en kurs i Armaturföreningens regi.

Hydraulikdagar i Linköping

Nyhetsbrev

Svevia drar till fjälls

Arkiv

LKAB har bemästrat rosten

Produktionen i LKAB:s pelletverk i Svappavaara är igång igen. Bolaget har fått bukt med rostangreppet.

Vad händer här då?

Samarbete om utsläppsfritt järnvägsunderhåll

Elmia belönar utställare

Plus

Nytt beslutsstödssystem testas på tre företag

Det jobbas intensivt i sex europeiska länder för att få fram ett allomfattande beslutstödssystem som ska effektivisera produktionen och öka tillgängligheten.

Finsk jakt på supermaterial för turbinblad

Släpper nytt utbildningskoncept

IT-branschen lanserar manifest

Ledande representanter för svensk digitalisering samlas nu bakom ett manifest för att hantera kompetensbristen.

Plus

Konsten att hålla tätt

Kanske något oansenlig men oerhört viktig för att maskinerna ska fungera som de ska. Vi talar om tätningen. För att lära sig mer begav sig U&D till SKF:s anläggning i Landskrona.

De korsgranskar varandras anläggningar

Metsä Fiber och Ahlstrom-Munksjö har startat säkerhetssamarbete genom att granska varandras produktionsanläggningar.

Humor ska öka säkerheten

En kostnadsfri webbutbildning och checklista för alla som jobbar med högtrycksspolning erbjuds nu av Prevent som tar hjälp av humor för att skapa en säkrare arbetsmiljö.

Signalsystem byggs ut i norr

Lanserar tilläggstjänster kring mätnings- och inspektionsrapportering

Fjärde vinsten för Sweco

Webbinarie om digitalt verktyg

Sammanslagning ökar maskinutbudet

De vill lyfta 3D-printingen

Fortsatt samarbete mellan två energibolag

De brandsäkrar BillerudKorsnäs

Dags för Stora Infradagen

Företaget byter namn

Etablerar sig på Gotland

Infranord accepterar företagsbot

Hexagon köper mjukvaruföretag

De uppnår underhåll I världsklass

Föreläggande mot Ringhals

Ny mässa för VA och avfall

De förvärvar pumpföretaget

Se alla Företagens egna nyheter

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 maskinuppriktning

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

RS Components presenterar industriella videoskop för inspektion av utrustni...

RS Components presenterar tåliga kontaktdon för ett utbud av industriella t...

IoT-utvecklingssats från RS Components är klar att anslutas till avancerad ...

RS Components lagerför nu den senaste versionen av HARTING PushPull-kontakt...

Sänd till en kollega

0.139