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: Brännliden vindpark är driftsatt

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: Lågprisrekord på el

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: SKF stänger ner delar av verksamheten

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

Jag accepterar Nordiske Mediers villkor och avtal

Är du prenumerant? Bli prenumerant

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

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Stora underhållsstopp i juli och augusti

Sommaruppehåll i nyhetsflödet

Intervjuserie inför Underhållsdagarna - del 4

I november välkomnas underhållsbranschen till Underhållsdagarna – från teori till praktik. Arrangörer är U&D och Riksorganisationen Svenskt Underhåll.

Strålsäkerheten tillfredsställande

Intervjuserie inför Underhållsdagarna - del 3

I november välkomnas underhållsbranschen till Underhållsdagarna – från teori till praktik. Arrangörer är U&D och Riksorganisationen Svenskt Underhåll.

Rengör utan att gå in

Nyhetsbrev

Explosion vid underhållsarbete i Helsingfors

Arkiv

Saab får underhållsbeställning för 687 miljoner

Plus

Insamlade och sammanställda erfarenheter – det är standard

Modern borrteknik öppnar för geotermisk urkraft

Virtuellt kraftverk mot effektbrist

Så lockas fler unga till järnvägen

Plus

Krönika: Utmärkt läge att framhålla vikten av underhåll och smart maintenance 

Plus

Krönika: Finns det en Silver Bullet för att förbättra underhåll? 

Ledarskap inom underhåll 

Öresundsbrons 15,9 kilometer stål och betong blir film

Fastigheten för underhåll av grensletruckar underhålls

De blir generalentreprenör för restaureringen av Storkyrkan

Plus

Underhåll inte för säkerhets skull

Instalco intar Norrlandskusten

Extremt höga elpriser

SKF investerar ytterligare 400 miljoner i Kina

Intervjuserie inför Underhållsdagarna - del 2

I november välkomnas underhållsbranschen till Underhållsdagarna – från teori till praktik. Arrangörer är U&D och Riksorganisationen Svenskt Underhåll.

Forskarskolan hjälper industrins FoU-avdelningar

Flygplansunderhållaren ansöker om företagsrekonstruktion

Erbjuder hjälp i omstarten

Underhållsföretaget tar över driften av hjulsvarven

Nu gäller skärpta krav på reservkraft för alla

Får tillägg i avtal med Telia för 1,3 miljarder

Det går att lagra fossilfritt bränsle för stationära reservkraftverk

Helautomatiserad cybersäkerhetslösning

Faktasajt om konkurser och varsel

Hon blir projektutvecklings-chef på YIT

Ny induktionsvärmare från SKF

One Nordic förvärvas

Hon kan bli ny LO-ordförande

Nytt bolag för digitaliseringens möjligheter

Se alla Företagens egna nyheter

RS Components lanserar värmekameror med enkel betjäning

RS Components presenterar en ny datainsamlingsenhet

Release av ny version ComGage

Glad Midsommar önskar vi på G A Lindberg!

Lasersvetsning av plast

Molykote® P-37 löser problem med skruvförband

Trygghetslarm på äldreboende kan rädda liv

Laserdekontaminering - radiologiskt beprövad torrprocess

Mobilfluid 428 - Modern universalolja för lantbruk

CERTEX lanserar kättingblock från Elephant

Framtidens stationer - Intelligenta mobiliteter!

Vi har öppet hela sommaren - Din Lim- & Smörjmedelsexpert

Webbinar: Oförstörande provning på komponenter och produkter

RS introducerar frekvensomformare industriell automation

Webbinarie: Equotip Bluetooth Live!

Lasersvetsning av plast

Produktnyhet – Mobilfluid 428

Minimera risken för spänningssprickor vid limning!

Nusil lanserar ny katalog för rymdklassade silikoner

Ny unik funktion i Sylvacs IoT-instrument

G A Lindbergs Starka Sidor finns att läsa nu!

Vi önskar er alla en trevlig Kristi himmelsfärdshelg!

Portabel hårdhetsprovning, webbinarie

Snabb överblick av betongkonstruktionens tryckhållfasthet

Webbinarie 3 inom portabel hårdhetsprovning

Sänd till en kollega

0.125