REWITEC Oberflächentechnologie. Wiederherstellung, Verschleißschutz, Oberflächenbearbeitung für metallische Oberflächen in tribologischen Systemen

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1 REWITEC Oberflächentechnologie Wiederherstellung, Verschleißschutz, Oberflächenbearbeitung für metallische Oberflächen in tribologischen Systemen

2 Tribologie, Reibung, Verschleiß Tribologie (griech.: Reibungslehre): Sie umfasst das Forschungsgebiet und die Technologie von wechselwirkenden Oberflächen in relativer Bewegung. Reibung: Äußere Reibung wird auch als Festkörperreibung bezeichnet, weil sie zwischen den Kontaktflächen von sich berührenden Festkörpern auftritt. Sie wird im Wesentlichen unterteilt in Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung. Verschleiß: Der Verschleiß (Abnutzung) ist der Masseverlust (Oberflächenabtrag) einer Stoffoberfläche durch schleifende, rollende, schlagende, kratzende, chemische und thermische Beanspruchung. a b

3 Das ist unsere Welt

4 Das können wir leider nicht verhindern

5 Die REWITEC-Technologie REWITEC stellt eine einzigartige Möglichkeit vor, metallische Oberflächen zu beschichten und verschlissene Oberflächen wiederherzustellen!

6 Technologie: Der Beschichtungsprozess Die durch Metallreibung und hohe partielle Drücke entstehenden kristallinen Temperaturen, lassen die Beschichtungs-Partikel an den metallischen Oberflächen reagieren und setzen den chemischen Verbindungsprozess in Gang. Die Beschichtungspartikel keramisieren die reibenden Metalloberflächen im laufenden Prozess, indem sie mit den Molekülen der Metalloberfläche eine chemische Verbindung eingehen. Das Endergebnis dieses Prozesses ist eine neue, sehr verschleißfeste Metallkeramik- Oberfläche. Die ursprünglichen Materialeigenschaften werden hinsichtlich Reibung und Verschleiß deutlich verbessert.

7 Was passiert mit dem Schmierstoff?

8 Ziele der REWITEC Technologie Das Reibungspaar Metall-Metall wird durch das Reibungspaar Metallkeramik-Metallkeramik ersetzt. Es entstehen folgende Vorteile: Reduzierung von Abrieb und Verschleiß reibender Metalloberflächen Beschichtung im laufenden Betrieb, ohne Ausfallzeiten Tragbildverbesserung durch Beschichtung der reibenden Metalloberflächen in Getrieben und Lagern Erhöhung der Getriebe- und Lagerlebensdauer

9 Vorteile der REWITEC Technologie in WKA s Reduzierung von Reibung, Vibration und Laufgeräuschen Kosteneinsparung durch: Erhöhung der Standzeiten/ Vermeidung von BU s Reduzierung von Reparaturen Verlängerung der Wartungsintervalle Überbrückung von Lieferzeiten/ Gezielter, geplanter Austausch Höherer Ertrag durch Wirkungsgradverbesserung Notlaufeigenschaften bei Mangelschmierung

10 Schadensbilder bei Getrieben von WEA s vorher Schäden reparieren, einfrieren, besser vorbeugen!

11 Schadensbilder bei Getrieben von WEA s nachher Schäden reparieren, einfrieren, besser vorbeugen!

12 Getriebezahnrad vor und nach der Behandlung

13 Schliffbild einer Kugellagerschale Rewitec-Beschichtung Ursprungsmetall Das Schliffbild zeigt die Lauffläche der Kugellagerschale eines Planetengetriebes nach einem Dauerlauf von 250 Stunden im Ermüdungsbereich. Die Rewitec-Beschichtung von bis zu 30µm ist deutlich zu erkennen.

14 Versuche an 2 Getrieben der Firma Tandler HL HWS A1 3.1 III Test mit Rewitec 140 Einfüllen der Öle mit Rewitec-Zusatz bei Ausgangstemperaturen von ca. 113,5º Celsius Temperatur Öl 1 107,7º Celsius Temperatur Öl 2 103,5º Celsius [ C] 23/1 [ C] 23/2 [ C] 23/3 [ C] 23/4 [ C] 28/5 [ C] 27/6 [ C] 27/7 [ C] 27/8 [ C] 27/ :30:44 12:35:32 14:40:12 16:45:32 18:50:28 20:55:53 23:00:39 01:05:49 03:10:57 05:15:33 07:20:55 09:25:50 11:30:54 13:35:58 15:41:03 17:46:07 19:51:11 21:56:15 23:59:45 02:06:02 04:11:21 06:15:56 08:21:03 10:26:11 12:31:19 14:36:26 16:41:34 18:46:42 20:50:41 22:55:22 01:00:54 03:05:48 05:10:58 07:15:56 09:20:58 11:25:57 13:31:01 Temperatur in C Uhrzeit in h Temperaturverlauf an 2 Tandler-Getrieben mit verschiedenen Ölen mit und ohne Rewitec - Temperaturreduzierungen von 6-10º Celsius

15 Vergleichende Versuche am Lagerprüfstand: Herstellerfette versus REWITEC additivierte Herstellerfette bei Newton Last Lagerversuche mit Hersteller-Fetten 120 Zerstörung der Lager Temperatur/ Grad Celsius Fett rot Fett rot Fett rot mit Rewitec Fett rot mit Rewitec Zeit/ sec. Temperaturverlauf an Axiallagern Typ 81105: Ergebnis: Lager mit Herstellerfett wurden gegenüber den mit Rewitec additivierten Herstellerfetten schon nach ca. 7 Stunden zerstört. Die Lager mit Rewitec-Fett hielten über 19 Stunden.

16 Vergleichende Versuche am Lagerprüfstand: Herstellerfette versus REWITEC additivierte Herstellerfette bei Newton Last Lagerversuche mit Hersteller-Fetten Zerstörung der Lager Zerstörung der Lager Lastmoment/ Nm Fett rot Fett rot Fett rot mit Rewitec Fett rot mit Rewitec Zeit/ sec. Reibmomentverlauf an Axiallagern Typ 81105: Ergebnis: Lager mit Herstellerfett wurden gegenüber den mit Rewitec additivierten Herstellerfetten schon nach ca. 7 Stunden zerstört. Die Lager mit Rewitec-Fett hielten über 19 Stunden.

17 Belastungstest von Kugellagern Die Bilder zeigen die Laufflächen der Lagerinnenringe nach 50 Stunden Dauerbetrieb im Ermüdungsbereich Das Kugellager zeigt Verschleiß. Auf der Kugellauffläche ist die Pittingbildung deutlich zu erkennen. Das Kugellager zeigt keinen Verschleiß. Auf der Kugellauffläche ist eine Verschleißschutzschicht entstanden. Lagertyp: Nr (d=25mm D=52mm) Betriebsmittel: Spezial Lagerfett Betriebsdauer: 50 Stunden Drehzahl: 500 min -1 Belastung: 5000 N radial (Ermüdungsbereich) Lagertyp: Nr (d=25mm D=52mm) Betriebsmittel: Spezial Lagerfett mit REWITEC additiviert Betriebsdauer: 50 Stunden Drehzahl: 500 min -1 Belastung: 5000 N radial (Ermüdungsbereich)

18 Einsatzbereiche der REWITEC Technologie Industrie Schifffahrt Automotive

19 Produkte der REWITEC Technologie Industrie Schifffahrt Automotive

20 Einsatzbereiche der REWITEC Technologie Industrieanlagen: Getriebe aller Art Verbrennungsmotoren Kompressoren Wälz-, Kugel- und Gleitlager Hydraulikpumpen/ -motoren Vakuumpumpen Kettenförderer Zahnstangen, Ritzel

21 Einsatzbereiche der REWITEC Technologie Nutzfahrzeuge: Benzin- und Dieselmotoren Getriebe Hinterachse, Differential Gelenke und Gelenkwellen Kompressoren Wälz-, Kugel- und Gleitlager Eisenbahnen: Dieselmotoren Getriebe Kompressoren Wälz-, Kugel- und Gleitlager

22 Einsatzbereiche der REWITEC Technologie

23 Die REWITEC Technologie in der Praxis

24 Beschichtung von Bohrkopfgetrieben VW Motorenproduktion Salzgitter Problem: Kurze Standzeiten, extrem hohe Ausfallkosten (25.000,- ), erhöhte Öltemperatur (> 50 C). Notlaufprobleme bei Ölverlust. Ergebnis: Öl und Ölfilter sind sauber, weisen kaum Abriebpartikel auf. Getriebetemperatur sank um ca. 6 C auf max. 45 C. Trotz weiterem Bohrmilcheint rag in das Getriebeöl wurden die Getriebe nicht zerstört und die Notlaufeigenschaften konnten nachgewiesen werden.

25 Beschichtung eines Dachs HKA Senertec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH Problem: Hoher Ölverbrauch, hohe Öltemperaturen, laute Betriebsgeräusche, Motorverschleiß und hohe Reparaturkosten. Ergebnis: Senkung des Ölverbrauchs innerhalb von 7 Liter/ Betriebsstunden auf 1 Liter/ Betriebsstunden. Deutliche Verringerung der Laufgeräusche. Insgesamt konnten durch die Anwendung von REWITEC 1.600,00 Reparaturkosten eingespart werden!

26 Erhöhung der Energieeffizeinz: Getriebebeschichtung in der Reifenherstellung Max C Max C Max C Max C Problem: Hohe Öltemperaturen, Getriebeverschleiß mit hohen Reparatur- und Ausfallkosten. Ergebnis: Senkung der Getriebetemperaturniveaus um 6 Grad (10%), durch Reibungsreduzierung und Wirkungsgradverbesserung im Getriebe. Gleichzeitig wird der Strom- bzw. Energieverbrauch gesenkt.

27 Beschichtung der Tacke WKA TW250 Ziel der Anwendung: - Wiederherstellung verschlissener Zahnradoberflächen - Reduzierung der Graufleckigkeit - Schutz vor weiterem Verschleiß und Verlängerung der Lebensdauer Zustand nach ca. 700 Betriebsstunden: - Die Zahnradoberflächen sind glatter und glänzender (Abdrücke vorher/ nachher) - Die Ausbrüche sind weniger scharfkantig - Durch die Beschichtung hat sich der elektrische Widerstand der Zahnflankenoberfläche auf bis zu 50 Ω erhöht.

28 Beschichtung und Analyse eines Tacke TW600 Getriebes Ziel der Anwendung: - Reduzierung der Graufleckigkeit - Schutz vor weiterem Verschleiß und Verlängerung der Lebensdauer Zustand nach 2 Jahren Laufzeit: - Die Zahnoberflächen sind viel glatter und glänzender (Abdrücke vor und nach der Behandlung) - Die beschichteten Zahnoberflächen haben einen höheren elektr. Widerstand von ca. 100 Ω

29 Beschichtung und Analyse eines HSW1000 Flender Getriebes Vor der Rewitec Behandlung am Nach der Rewitec Behandlung am Ergebnisse nach 150 Tagen: - Die Zahnoberflächen sind deutlich glatter und glänzender (Abdrücke vor und nach der Behandlung) - Die beschichteten Zahnoberflächen haben einen deutlich höheren elektr. Widerstand von ca. 150 Ω - Die 3D-Topografie-Analyse von NanoFocus AG mit µsurf-technologie bestätigt die Oberflächenglättung und ergibt eine 18-fache Vergrößerung der Tragfläche! Topografie

30 Beschichtung eines AN Bonus 1MW Windgetriebes Ziel der Anwendung: - Aufbau der verschlissenen Zahnoberflächen und die Reduzierung der Graufleckigkeit - Analyse über µ-sen CMS (Condition Monitoring System) - Schutz vor weiterem Verschleiß und Verlängerung der Lebensdauer Ergebnisse nach 700 Betriebsstunden: - Die Zahnoberflächen sind viel glatter und glänzender (Abdrücke vor und nach der Behandlung) - Die beschichteten Zahnoberflächen haben einen höheren elektr. Widerstand von ca. 50 Ω - Das µ-sen CMS zeigt eine um 20% reduzierte Schadensfrequenz und geringere Geräusche im System

31 Beschichtung eines Generatorlagers einer AN Bonus 1MW Ziel der Anwendung: - Verschleißschutz des Generatorlagers, durch Einsatz des REWITEC-Beschichtungsfettes im Dezember Analyse über µ-sen CMS (Condition Monitoring System) - Schutz vor weiterem Verschleiß und Verlängerung der Lebensdauer Ergebnisse nach 6 Monaten: -Das µ-sen CMS zeigt einen Stop des eigentlich zu erwarteten weiteren progressiven Anstiegs der Schadensfrequenzen im Gneratorlager

32 Beschichtung von 2 Vestas V80-Getrieben (2MW) Ziel der Anwendung: - Verschleißschutz der Hauptgetriebe, durch Einsatz des REWITEC-Verschleißschutzbeschichtung im November Analyse über das eigene CMS (Condition Monitoring System) der Firma Windkraft Simonsfeld, Österreich - Schutz vor weiterem Verschleiß und Verlängerung der Lebensdauer Ergebnisse nach 5 Monaten: -Das CMS zeigt eine deutliche Reduzierung der Schadfrequenzen von bis zu 20% auf

33 Bisherig behandelte Anlagentypen Bisher wurden ca WEA s behandelt: AN Bonus DeWind GE Gamesa HSW1000 NEG Micon Nordex Repower Suzlon Tacke Vestas 1,0MW; 1,3MW D4, D6 1,5MW 660kW 1,0MW NM48, NM60, NM82 S70, S77, N90 5M diverse Typen TW250, TW600 V20, V25, V39, V47, V66, V80

34 Wirtschaftlichkeit der Nanobeschichtung Anlagen Leistung *Ertrag pro Jahr Ertrag pro Tag Vergütung Vergütung pro Tag Behandlungskosten Amortisationszeit bei BU **Amortisationszeit bei LV kw kwh kwh 9,2 Ct/ kwh 996,- Euro 6.400,- Euro 6,4 Tage 5,1 Monate *Ertrag bezogen auf einen Referenzstandort mit einer mittleren Jahres-Windgeschwindigkeit von 6,5m/s ** LV Lebensdauerverlängerung bei Zinssatz von 6% und Neugetriebekosten von ca ,- Euro

35 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 1 WPD * Anlagengesamtleistung ohne Enercon-Anlagen ** Ertrag pro Jahr (GWh) ** Ertrag pro Jahr (Euro) *** Kosten Getriebetausch pro Jahr **** Kosten WEA-Stillstand pro Jahr Gesamtkosten durch Getriebeausfall pro Jahr Behandlungskosten Rewitec pro Jahr Erwartete Reduzierung der Getriebeausfälle Erwartete Netto-Kostenreduzierung pro Jahr MW GWh 316 Mio. Euro 14,15 Mio. EUR 2,63 Mio. EUR 16,78 Mio. EUR 2,52 Mio. EUR 50% 5,9 Mio. Euro * Ohne Enercon, Stand 2009 ** Ertrag bezogen auf einen Referenzstandort mit einer mittleren Jahres-Windgeschwindigkeit von 6,5m/s, 9 Ct/kWh Vergütung *** Angenommen wurde 1 Getriebetausch in 10 Jahren, 120 TEUR pro MW **** Angenommen wurden 30 Tage Anlagenstillstand durch einen Getriebewechsel

36 NEU: REWITEC Sicherheits- und Servicekonzept Sicherheits- und Servicekonzept mit ertragsabhängiger, monatlicher Vergütung! Leistungen in der Vertragslaufzeit: REWITEC-Getriebebeschichtung so oft wie nötig Begehung der Anlage 2 x pro Jahr mit Oberflächenanalysen Datenfernüberwachung über Internetzugang des Kunden und Auswertung über SKADA hinaus, wie Temperaturen (Getriebe, Lager) Wirkungsgradentwicklung Ertragsentwicklung Später: Endoskopien und Offline-CMS Eine 1,5MW-Anlage liegt mit einem 5-jahres Vertrag bei ca. 500 / Monat

37 Anwendung der REWITEC Technologie Welche Daten werden gebraucht? Leistung der Anlage Ölmenge, Öltyp Schadensbild Anwendung: Nebenstromfilter muss für > 500 Betriebsstunden deaktiviert werden Hauptstromfilter muss für > 500 Betriebsstunden gegen einen Filter mit einer Maschenweite > 60 µm getauscht werden Nach > 500 Betriebsstunden kann wieder zurückgebaut werden

38 Nachweismethoden der REWITEC Technologie Oberflächen-Bilder Ölanalysen Widerstandsmessung an den beschichteten Oberflächen Abdrücke an den Zahn- oder Lageroberflächen Condition Monitoring Öltemperaturen

39 Nachweismethoden der REWITEC Technologie Abdrücke an den Zahn- oder Lageroberflächen mit dem REWITEC Replica-Set:

40 28. Innovationspreis der deutschen Wirtschaft Am wurde REWITEC als Finalist des 28. Innovationspreis der deutschen Wirtschaft geehrt. Der Preis wurde von der Staatssekretärin für Wirtschaft und Technologie, Dagmar Wöhrl, in der Alten Oper in Frankfurt übergeben. Zum Entscheidungskuratorium gehörten u.a. Prof. Dr. Lothar Späth, Heinrich v. Pierer, Dr. Ulf Merbold, Prof. Dr. Klaus v. Klitzing.

41 1. Husum WindEnergy Award 2009 REWITEC wurde im Finale des 1. HUSUM WindEnergy Award 2009 nur knapp geschlagen. Die REWITEC Nanobeschichtung für Tribosysteme gehörte somit zu den 5 herausragendsten technologischen Leistungen für die Windindustrie.

42 Aktuelle Kooperationspartner und Kunden Leonhardt & Blumberg Peterson & Söhne Hatlapa Marine Equipment Zollern ThyssenKrupp

43 Referenzen Windkraft ABO Wind, Betriebsführungsunternehmen, Heidesheim, Hr. Markus Nass Tel. +49 (0) , CSO Energy GmbH, Techn. und kaufm. Betriebsführung, Bockelwitz, Hr. Peter Symmank Tel / 63763, , Geest Windpark, Windparkbetreiber, Jübek, Hr. Frank-Udo Sedat, Tel / , Windstrom Service GmbH, Serviceunternehmen Windtechnik, Viöl, Hr. Richardsen Tel / , Deutsche Windtechnik Service GmbH, Windserviceunternehmen, Ostenfeld, Hr. Henning Poth Tel , h.poth@deutsche-windtechnik.de Bachmann Monitoring GmbH, CMS-Technik Windanlagen, Hr. Holger Fritsch, Rudolstadt Tel / , fritsch@my-sen.de IBA Ingenieurbüro Sven Andresen, Sachverständiger für Windenergieanlagen, Husum, Tel /720672, 0173/ , Andresen-Hoegel@t-online.de und viele andere 43

44 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!