Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schmierstoffüberwachung lässt Schlüsse auf abnormen Verschleiß in Anlagen zu

17.06.2008
Mechanischer Verschleiß in ölgeschmierten Maschinen macht nahezu die Hälfte aller industriellen Instandhaltungskosten aus. Da liegt es nahe, dass die Anlagenbetreiber nach Mitteln und Wegen suchen, diesen Kosten noch im Vorfeld zu begegnen. Wartungsstrategien sind gefragt, die instandhaltende Maßnahmen auslösen, bevor es zu Störungen kommt. Eine Schlüsselrolle dabei nehmen die Schmierstoffe ein.

Schmierstoffe spielen in der vorbeugenden Instandhaltung eine besondere Rolle. Der Verschleiß mechanischer Bauteile ist der größte Kostenfaktor im Instandhaltungsbereich. Kaum ein bewegtes Bauelement kommt ohne Schmierung aus. Wälzlager, Ketten, Zahnräder, Getriebe und Gelenke benötigen Schmierstoffe zur Reduktion der Reibung, wodurch die notwendige Antriebsenergie verringert und zugleich die Lebensdauer der Bauteile erhöht wird.

Durch ein ausgeklügeltes Diagnosesystem können vom Zustand des Öls Rückschlüsse auf den Zustand der gesamten Anlage, aber auch einzelner Bauteile gezogen werden. Es gibt ein Diagnosesystem, das anhand von Überwachungsanalysen den Zustand von Maschinen ermittelt. Es wurde unter dem Namen Castrol Predict am Markt eingeführt.

Damit ist es möglich, die Ergebnisse der analytischen Ferrographie und die Resultate spektroskopischer Methoden auszuwerten. Diese Daten sind dann Entscheidungshilfen bei der Festlegung zukünftiger Wartungsmaßnahmen.

... mehr zu:
»Schmierstoff

Ein Schwerpunkt liegt auf der Analyse der Abrieb- und Fremdstoffpartikel. Erstere entstehen durch Materialabrieb an den ölgeschmierten Oberflächen der beweglichen Maschinenteile. Abtragungen können außerdem durch chemische Einflüsse der in den Maschinen verarbeiteten Flüssigkeiten und Gase verursacht werden. Hinzu kommen die unterschiedlichsten Fremdstoffe aus dem Umfeld der maschinellen Anlagen, die in den Schmierstoffkreislauf gelangen.

Abriebpartikel aus abnormem Verschleiß mit besonderen Merkmalen

Bei der Analyse der Abriebpartikel lässt sich klar unterscheiden, ob diese durch einen frühzeitigen – also abnormen – Verschleiß entstanden sind oder ob sie zu den üblichen Teilchengemischen zählen, die sich normalerweise in Schmierstoff-Kreisläufen befinden. Jede Verschleißart bringt Partikel mit einzigartigen Merkmalen hervor. Sie stehen in direktem Zusammenhang mit dem Verschleißprozess und dem Oberflächenzustand der jeweiligen Maschinenkomponente.

Durch eine exakte Untersuchung der im Schmierstoff enthaltenen Partikel liefert die Laboranalyse die Schlüsselinformationen, aus denen sich Maßnahmen für eine vorbeugende Instandhaltung ableiten lassen. Die umfangreicheren Analysen des Verfahrens sind konventionellen Ölzustandsberichten überlegen. Diese identifizieren mit Hilfe spektrometrischer Methoden in der Regel die Elemente in den Kleinstpartikeln, meistens Metalle, die eine Größe von 8 μm und weniger aufweisen.

Ölzustandsberichte enthalten Informationen über die Maschine

Ölzustandsberichte sagen zwar etwas über die Menge an Eisen oder Kupfer in den Proben aus, umfassende Informationen über den Zustand der Maschine lassen sich aber nicht immer aus ihnen herleiten. Die Konzentration der Kleinstpartikel steigt mit zunehmender Laufzeit der Maschine kontinuierlich an. Wird jedoch das Öl gewechselt, beginnt der ganze Prozess von vorn. Die Konzentration fängt mit kleinen Werten an, die sich allmählich erhöhen.

Irgendwann wird die Maschine von normalem Abrieb in Verschleiß übergehen; die Menge der Kleinstpartikel steigt jedoch immer noch relativ langsam. Infolgedessen kann nicht ausgeschlossen werden, dass der Zeitpunkt, an dem der Verschleiß einsetzt, nur verzögert erkannt wird.

Größere Partikel im Öl deuten auf Verschleiß hin

Analytische Ferrographie dagegen befasst sich hauptsächlich mit größeren Partikeln ab 10 μm. Die Verschleißteilchen und Verunreinigungen im Öl werden mikroskopisch nach Größe, Menge, Farbe, Form und chemischer Zusammensetzung identifiziert. Solange die Maschine normalen Abrieb produziert, bleibt die Menge der Partikel relativ konstant. Sobald Verschleiß eintritt, steigen die Menge und auch die Größe der Partikel rasant an.

Anhand der Form der vorhandenen Teilchen kann die Art des Verschleißes identifiziert werden. Es lassen sich Rückschlüsse ziehen, ob es sich zum Beispiel um Schnittverschleiß, Gleit- und Rollverschleiß, Zahnradverschleiß, Schleifverschleiß oder Lagerverschleiß handelt. Es können auch Partikel unterschieden werden, die durch andere Einflüsse entstanden sind, beispielsweise Korrosionserscheinungen verschiedener Arten, Schmierstoffabbauprodukte oder Verunreinigungen.

Analyseverfahren in zwei Schritten

Die Analyse im Castrol-Predict-Verfahren läuft generell in zwei Schritten ab. Zunächst erfolgt die quantitative Bestimmung. Dabei werden die Partikelkennziffer beziehungsweise der Verschleißpartikelgehalt, die sogenannte WPC (Wear Particle Concentration) der gezogenen Proben ermittelt. Die hier gewonnenen Daten lassen sich mit gängigen Erfahrungswerten vergleichen.

Im zweiten Schritt geht es um die qualitative Analyse. Die Partikel der Proben werden in einem Ferrogramm dargestellt und von Spezialisten untersucht. Ein Ferrogramm ist ein nach Größe und Struktur geordnetes Abbild der gefundenen Teilchen. Art und Beschaffenheit der Partikel geben Aufschluss über ihre Herkunft – ob es sich beispielsweise um Stahl vom Zahn eines Zahnrades oder um eine Kupferlegierung aus einer Lagerschale handelt.

Bei ihren Untersuchungen können die Analytiker auf eine umfassende Datenbank zugreifen, die objektive Vergleichsmöglichkeiten bietet. So lassen sich in der Regel typische Verschleiß-Szenarien schnell nachvollziehen.

Schmierstoff-Management lässt sich flexibler gestalten

Sobald alle Informationen vorliegen, können maßgeschneiderte Wartungsmaßnahmen geplant werden, die auf den spezifischen Anwendungsfall zugeschnitten sind und zukünftige Verschleißverläufe berücksichtigen. Damit wird die Verfügbarkeit der Maschinen langfristig optimiert.

Dazu kommt ein weiterer wirtschaftlicher Nutzen: Das Schmierstoff-Management lässt sich flexibler gestalten. Aufgrund der erhöhten Flexibilität kann der tatsächliche Schmierstoffbedarf besser anpasst werden. Kostenintensive Wartungsmaßnahmen folgen nicht mehr einer fixen Zeitvorgabe, sie werden nur dann durchgeführt, wenn sie nötig sind.

Eine Analyse wie Castrol Predict sorgt also dafür, ein starres System von Instandhaltungsmaßnahmen in eine bedarfsgerechte Wartungsstrategie umzuwandeln. Gerade bei verzahnten Fertigungsprozessen bedeutet dies mehr Schutz für die Maschinen, mehr Sicherheit für die Produktion und letztendlich eine höhere Produktivität.

Auch kleine und mittlere Hersteller profitieren von der vorbeugenden Instandhaltung. Vor allem, wenn teure Maschinen zur Verarbeitung hochwertiger Materialien im Einsatz sind oder wenn es um die zuverlässige Einhaltung von Lieferterminen geht.

Dr. Schahab Keyaniyan ist Leiter des Bereichs Technik & HSSEQ bei der Deutschen BP AG, Geschäftsbereich Industrial Lubricants & Services; Geoff Wakeling ist dort als Anwendungsberater tätig. Weitere Informationen: Deutsche BP AG, Industrial Lubricants & Services, 41179 Mönchengladbach.

Schahab Keyaniyan und Geoff Wake | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1549&pk=124488

Weitere Berichte zu: Schmierstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexible Fertigung von Elektromotoren für Fahrzeuge
06.09.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik