23948sdkhjf

Orsaksanalys av lagerskador i vindkraftverk

| Av Christer Åkerlundh | UochD | 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: Flis i stället för plast

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: BDX landar rekordorder

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: De satsar på flytande elproduktion

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 Nordiske Medier Newsroom
Kommentarer (0)
Startsidan just nu

LE34 byter Sverige-chef

Han är Lännens nya Sverigechef

Nytt initiativ för plast i cirkulation

”Om man inte är på så är man borta” - life science-strategin är här

Även om man tidigare varit framgångsrik som land eller företag så är risken att om man inte är på så är man borta ganska snabbt. Så avslutade näringsminister Ibrahim Baylan när regeringen presenterade sin nationella strategi för life science.

Tar förnybart sugrör till marknaden

Hon tar över i Mistra

Nyhetsbrev

De är störst inom offentlig upphandling

Sammantaget utannonserades 18 522 offentliga upphandlingar under 2018 med bygg och anläggning som de klart dominerande segmenten. Det totala värdet på upphandlingar gjorda år 2017 uppgick 706 miljarder kronor – allt enligt färska uppgifter från Upphandlingsmyndigheten.

Plus

Från spill till guld

En restprodukt som en industri vill bli av med visar sig ha goda möjligheter förbättra en annan industris process och samtidigt minska användningen av jungfruliga råvaror. Låter det för bra för att vara sant? Det är det inte.

Säkerheten i sista rummet

Lagrad sommarsol ger isfria vintervägar

En metod som tar till vara och lagrar energin från sommarens sol och använder den till att värma upp vägbanan på vintern har utvecklats av forskare på Chalmers. Rätt utnyttjad innebär det ökad framkomlighet, färre olyckor och minskad snöbekämpning.

Nytt forum för hållbar mobilitet

Stora Mobilitetsdagen är det nya namnet på Dagens industris konferens som tidigare hette Stora Bildagen. Ett bredare fokus ledde till större engagemang och fler deltagare än tidigare.

Naturstensentreprenör skiftar vd

Sulapac i partnerskap med Quadpack

Turkiskt på Tvärbanan

Tekniska framsteg i fokus

PulPac vill öka takten

PulPac har fyllt på kassan i en ny finansieringsrunda.

Paptic lanseras på bred front

Förödande kreditrestriktioner

De senaste årens kreditrestriktioner har lett till ett historiskt ras för bostadsbyggandet och minskat BNP-tillväxten med cirka en procentenhet för hela riket. Den slutsatsen dras i en marknadsrapport som just presenterats av Veidekke.

Svevias snöröjningsprojekt förfinas

Volvo fortsätter investera i autonom mobilitet

För att stå väl förberett inför en framtid med kraftigt ökade inslag av självkörande fordon och maskiner vill Volvo säkra tillgången till säkerhetscertifierad programvara för autonoma system. Därför investerar koncernen nu i det amerikanska programvaruföretaget Apex A1.

Satsar på tillverkning av bioplast

Eldrift nära i tunga anläggningsfordon

Det finns en stor långsiktig potential för eldrivna tunga lastbilar inom regionala transporter och anläggningstransporter. Det menar Volvo Lastvagnar som därför utvecklat ett par konceptlastbilar som ska testköras av utvalda kunder i Europa.

De ropade hem mustaschmaskinen

Byggstart för efterlängtad bro

Efter en försening på mer än fem år har byggandet av Skurubron äntligen kommit igång. Dagens bågbro från 1915 och tvillingbron från 1950-talet är inte dimensionerade för dagens trafikmängder och den nya bron är efterlängtad i snabbt växande Värmdö och Nacka.

De ska bygga ställning åt gruvjätten

MVB bygger butik

MVB bygger för 123 miljoner kronor

NCC byter ordförande

Järnvägsuppdrag för 443 miljoner kronor

Han ska sälja Hitachi i norr

Sundström ett finskt Lejon

Samarbete för ökad digitalisering

Förseningar kostar miljarder

Norwegian säljer dotterbolag

Ny självkörande busslinje startas

Bästa julölet korat

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.167