Schmierstoffanalysen für die Instandhaltung von Windkraftanlagen. Steffen Bots

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1 Schmierstoffanalysen für die Instandhaltung von Windkraftanlagen Steffen Bots

2 Inhalt Öl kann sprechen Schmierstoffüberwachung an Windkraftanlagen Hauptgetriebe Hydraulik Lagerschmierung Grenzwerte und Bewertung Beispiele Original-Ergebnisse aus OELCHECK-Datenbank Hauptgetriebe/Schmierfett Zusammenfassung 2

3 Öl kann sprechen Wir entschlüsseln seine Botschaft Ein Öltropfen oder ein Fettklecks enthält Daten und Informationen über sich selbst über die von ihm benetzten Teile Präzise Laborgeräte entschlüsseln selbst aus einer kleinen Probenmenge wesentliche Informationen Erfahrene Ingenieure übersetzen die Werte in verständliche Botschaften 2

4 Ursachen für Lagerschäden Contamination 25 % Assembly & handling 13 % Material- & Production failure 1 % Over load 8 % Aftereffect 7 % Unsuitable lubricant 35 % Others 11 % Source: R. Karbacher, Schaeffler 4

5 Ziel der Ölüberwachung Verschleißzustand Früherkennung von anomalen Verschleißzuständen Bessere Planbarkeit von IH-Maßnahmen Verunreinigungen Oft Ursache verkürzter Maschinenund Öl-Standzeit Ölzustand Ölwechselintervall der tatsächlichen Ölbeanspruchung anpassen Vermeidung von ungeplanten Stillständen Vermeidung unnötiger Ölwechsel Umweltschutz, der Kosten spart 5

6 Ölanalysen für Windkraftanlagen Hauptgetriebe Routineüberwachung fest etabliert 6-monatiges Intervall üblich Pitch- und Azimut-Antriebe Kleingetriebe, weniger als 10 Liter Ölanalysen alle 3 Jahre Hydraulikanlage Bestandteil der Routineüberwachung Jährliche Routinekontrolle Lagerschmierung (Schmierfett) aus den Lagern von Rotor (Hauptwelle), Generator, Pitch- und Blattverstellung Überwachung zunehmend im Focus Bis 2015 bei OELCHECK > Fettanalysen Rotorlage alle 6 oder 12-Monate Blattlager alle 12 Monate oder bei Bedarf Generatorlager bei Bedarf 6

7 Analysemethoden Elementanalyse PQ-Index Viskosität Partikelzählung/OPA IR-Spektroskopie Wasser/KF NZ / AN bzw. BN 7

8 SET WIND ANALYSENSET FÜR ALLE KOMPONENTEN Egal, wo Sie die Probe entnehmen immer der richtige Untersuchungsumfang HAUPTGETRIEBE YAW- (AZIMUT-), PITCHGETRIEBE BREMS-, PITCH- HYDRAULIK BLATT-, HAUPT-, GENERATORLAGER 8

9 Unser Service für die Windkraft WIR LIEFERN Laboruntersuchungen innerhalb eines Tages Übersichtliche Laborberichte mit allen Laborwerten und Trendverlauf Diagnose der Laborwerte durch sachverständige Ingenieure in Deutschland KOSTENLOSE ZUSÄTZLICHE LEISTUNGEN Technische Hotline Laborergebnisse Online Probeneingabe Online

10 Kompetenz in Sachen Wind Über Proben aus Getrieben, aus Hydrauliken und Schmierfettproben von Windkraftanlagen in unserer Datenbank Proben aus mehr als unterschiedlichen Anlagen Analyse von allen Arten von Schmierstoffen für alle bekannten Getriebeund Lagerhersteller in Europa Weltweit die größte Erfahrung beim Analysieren von hochviskosen Getriebeölen Eigene Grenz- und Warnwerte, abhängig von Einsatzzeit und Trend für unterschiedliche Getriebe- und Öltypen Zusätzlicher Beratungsservice für Konstrukteure von WKA s und Getrieben Enge Zusammenarbeit mit den Servicetechnikern für WKA Diskussionen mit Herstellern von Filtern, Lagern und Schmierstoffen Veröffentlichung und Vorträge zum Thema Öl und Schmierfett in WKA Mitglied im Schmierstoffkreis der FVA (Forschungsvereinigung für Antriebstechnik) 10

11 Blutdruck Was ist hoch? Blutdruck hängt ab von Pumpvermögen Herz Wiederstand der Blutgefäße (dynamisch/statisch) Allgemeiner Grenzwert für hohen Blutdruck: Alles über 140/90 Wer hat deses Limit festgelegt? Herzleistung gemessen? Vermessung des Blutkreislaufes? Nein! Aber: Untersuchung von gesunden Personen Statistische Erhebung über den normalen Bereich Interpretation Alles außerhalb dieses Bereiches muss näher untersucht werden 10

12 Bewertungsansätze Absolute Trend 11

13 Ölveränderungen erkennen und bewerten LAV FT-IR Schaum GC BN ICP PQ NZ RULER PC V40 KF iph FP CR Visu 13

14 Beispiele Beispiele aus der Windkraft

15 Beispiel1: Verlängerung Ölwechsel WEA# Land Standort Produzierte Leistung [kwh] Betriebsstunden[h] Leistung/ Zeit [kwh/h] Öltyp A12 BE Offshore PAO 2 B91 F Onshore PAO 1 C80 DE Onshore PAO 2 D90 DE Onshore PAO 2 E90 DE Onshore PAO 1 F80 IT Onshore PAO 2 14

16 Viskosität bei 40 C in mm 2 /s A 12 C 80 F 80 E 90 D 90 B 91 PAO type 1 PAO type 2 15

17 Verschleißelemente in ppm FE CU ZN A 12 C 80 F 80 E 90 D 90 B 91 16

18 Additiv Elemente in ppm MO ZN P P SI E 90 B 91 PAO type 1 0 A 12 C 80 F 80 D 90 PAO type 2 17

19 Zusammenfassung der Ergebnisse Verschleiß normal Kein kritischen Verunreinigungen Ölzustand noch in Ordnung Hat das Öl noch die geforderten Leistungseigenschaften? Auch die Ergebnisse von Prüftstandsuntersuchungen (FZG, FE 8, Micropitting, Flender Schaum...) haben die Leistungsfähigkeit der gebrauchten Öle bestätigt 18

20 Beispiel 2: Blattlager Laborwerte Frischfett Probe 1 Probe 2 Fe Cr Mn PQ-Index Si Na H2O Ca Mg B Zn Ph Ba Mo Penetration Situation Blattlager einer 1.3MW Anlage Verschleißkontrolle Freigegebenes Schmierfett Probe 1 Hoher Verschleiß Wasser erhöht Probe 2 Nach 6 Monaten Entwicklung? 19

21 Beispiel 2: Blattlager Gebrauchtfett Frischfett Vermischung deutlich zu erkennen

22 Beispiel 2: Blattlager Frischfett Probe 2 Fettanalyse zeigt: Verschleißwerte stark erhöht Wassergehalt stark erhöht Vermischung mit einem anderen Schmierfett erkennbar Fett ist weicher geworden Empfehlung Ursache für Vermischung klären Deutlich erhöhte Nachschmiermengen 21

23 Beispiel 3: Hauptlager Situation Hauptlager 1,3 MW Fettmenge 8kg Nachschmierung ca. 3kg pro Halbjahr Wechsel der Fettsorte 2009 Fragestellung: Wie wirkt sich der Fettwechsel aus? 22

24 Beispiel 3: Hauptlager Laborwerte Probe 1 Probe 2 Probe 3 Probe 4 Probe 5 Frischfett Datum Fe Cr Cu PQ-Index Si H2O Ca Mg Zn Ph Mo

25 Additive in ppm Beispiel 3: Hauptlager Ca Zn Datum 24

26 Beispiel 3: Hauptlager Probe 5 Frischfett Fettanalysen Vermischung der beiden Fett deutlich zu erkennen Selbst nach 3 Jahren sind noch deutlich Rückstände des ursprünglichen Fettes vorhanden Kein negativer Einfluss auf die Verschleißwerte ersichtlich Empfehlung Alles in Ordnung, Trend weiter beobachten 25

27 27 Zusammenfassung Eine Schmierstoffanalyse liefert wertvolle Informationen über Verschleißsituation Verunreinigungen Schmierstoffzustand Wertvolle Hilfe bei Condition Monitoring (Trendanalyse) Schadensanalysen Prüfung Nachschmiersituation Bei korrekter Probenentnahme liefert eine Schmierstoffanalyse viel Informationen aus einer kleinen Probenmenge

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit OELCHECK GmbH Kerschelweg Brannenburg Telefon: Telefax: