standzeitverlängerung von...

Datum 24.11.2014 Seite 1

Standzeitverlängerung

von Großkomponenten


Gestatten, Jochen Holling

16-jährige Berufserfahrung im Wind Business

Tacke / Enron / GE WEA-Typen

Haupt-Tätigkeitsfeld:

– Installationen von Prototypen und Sonderbauten

– 2005 - 2008 Schadensbeurteilung von Getrieben

Seit 2008 bei Availon GmbH zunächst als Product

Service Engineer und ab 2012 als Manager Mechanical

Engineering


Übersicht

Einstieg

Definition Problemstellung

Einflussgrößen

Projektbeschreibung

– Teilprojekt Öl

– Hauptprojekt Getriebe

Schadensprävention


Definition Standzeit

Als Standzeit oder auch technische Nutzungsdauer bezeichnet man den Zeitraum, in

dem ein abnutzbarer Vermögensgegenstand (v.a. Maschinen, maschinelle

Einrichtungen, etc.) technisch in der Lage ist, seinen Verwendungszweck zu erfüllen.

Oder in unserem Fall:

Wie lange kann eine Windkraftturbine

Strom produzieren?


Definition Standzeit

Bei der Bestimmungsgemäßen Nutzung ergibt sich die folgende Standzeitkurve:

Y-Achse – Abnutzungskennwert von „1“ = Neu bis „0“ = aufgebraucht

X-Achse – Nutzungszeitraum / Betriebszeit


Einflussgrößen auf Standzeit (am Beispiel Getriebe)

Temperatur (z.B. Betriebstemperaturen)

Verunreinigungen (z.B.

Fremdstoffe im Betriebsmittel)

Eingesetzte Betriebsmittel (z.B. Schmiermittel)

Wartungszyklus (z.B. prüfen und feststellen des Ist-Zustandes)

Äußere Einwirkung (z.B. Lastspitzen, etc.)


Projektbeschreibung Triebstrang

Pro

jekt

be

sch

reib

un

g Hauptgetriebe

Schäden an Hauptgetrieben stellen einen großen Kostenfaktor dar

in der Regel sind die Hauptgetriebe nicht überwacht

Kontrolle, z.B. im Zuge der Wartung im Zeitintervall

Zie

le

Verlängerung der Standzeiten

Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit

Überwachung der Komponente

Vo

rge

he

n

Erfassung vom Ist-Zustand

Verringerung von Reibungsverschleiß Lö

sun

gen

Erfassung vom Ist-Zustand

• Frequenzmessungen Online/Offline

• Videoendoskopie

• Partikelzähler

Verringerung von Reibungsverschleiß

• Nanobeschichtung

• Verbesserung der Ölreinheitsklasse


Standzeitverlängerung von Großkomponenten

Steigerung der Verfügbarkeit

Steigerung des Ertrages

Minimierung von Stillständen

Minimierung von ungeplanten Einsätzen

Minimierung von Kosten

Zielsetzung


Teilprojekt Getriebeöl

Analyse des Ist Zustandes – Ermittlung der Einflussgrößen

Ölstandzeit - Insbesondere Öl mit hohen Additiv-Anteilen unterliegt der Öl-Alterung.

Temperatureinflüsse wirken sich negativ auf die Standzeit aus

Partikel wirken dabei wie Katalysatoren.

Wasser = besonderer Beschleuniger für eine Ölalterung.

Getriebestandzeit

Harte Partikel können negative Auswirkungen besitzen

Abbau von Additiven können negative Auswirkungen besitzen


Möglichkeiten der Optimierung:

– Einsatz von Lufttrocknern anstelle von Papierfiltern

– Verbesserung der Filtration

– Verbesserung der Wasseraufnahme des Filterelementes

In eigenen Feldtests wurden die jeweiligen Verfahren geprüft.

Teilprojekt Getriebeöl


Teilprojekt Getriebeöl - Ölanalyse vorher / nachher

Quelle: Ölanalyse nach Wearcheck

Ölanalyse (Auszug) Nebenstromfiltration – Typ GE 1.5x – Einbau 02/2014


Teilprojekt Getriebeöl - Getriebeölwechsel

Das im Getriebe befindliche Schmiermittel sollte nach Herstellerempfehlungen nach

jeweiligem Analyseergebnis gewechselt werden – längstens jedoch nach einem

definierten Zeitintervall.

Erfahrungsgemäß liegt die mögliche Einsatzdauer oberhalb der vorgegebenen

Herstellerempfehlung.

Neben der Schadensprävention des Getriebes ist als positiver Nebeneffekt der

angewendeten Ölpflege die deutlich verbesserte Ölstandzeit hervorzuheben.

Dieses wird sogar durch einen Hersteller mit einer Garantie bestätigt.


Standzeitgarantie vom Ölproduzenten

Unter gewissen Voraussetzungen wird eine Standzeitgarantie für bestimmte

vollsynthetische Getriebeöle gegeben

Beispiel: Hersteller Deutsche BP AG - für vollsynthetisches

Hochleistungs-Getriebeöl Castrol Optigear Synthetic X und

Synthetic A (von 60 Monaten oder mehr)

Bedingungen, die erfüllt sein müssen:

– Ölwechsel durch qualifizierte Serviceunternehmen, die

auf Getriebeölwechsel von WEA spezialisiert sind

– regelmäßige Ölanalysen (mind. alle 6 Monate)

– Sicherstellung der Schadensfreiheit des Getriebes

mittels Frequenzmessung /Videoendoskopie.


Hauptprojekt Triebstrang

Analyse des Ist Zustandes – Ermittlung der Einflussgrößen

Möglichkeiten der Überwachung

Vergleich der Einsatzmöglichkeit und Dauer

Präventive Reparaturmaßnahmen

Schadensprävention


Hauptprojekt Triebstrang – Ist-Zustand Überwachung

Online CMS Hauptlager Getriebe Generator

Offline CMS Hauptlager Getriebe Generator

Partikelzähler Getriebe

Videoendoskopie Getriebe


Aussagefähigkeit Messverfahren:

1 - Online CMS

2 - Offline CMS

3 - Partikelzählung

4 - Videoendoskopie



Bei einem regelmäßig überwachten Triebstrang werden Auffälligkeiten zeitnah

detektiert; es können entsprechende Abhilfemaßnahmen umgesetzt werden.

Präventiver Austausch von Komponenten vor Ausfall wirken sich positiv auf die

Verfügbarkeit und den Ertrag aus. Unplanmäßige Stillstände werden vermieden.

Kosten durch planbare Einsätze und Teilreparaturen auf ein Minimum begrenzt.

Reparaturkonzepte „On Tower“ können nach

Ausfallwahrscheinlichkeit entwickelt werden.

Getriebe oder Großkomponentenwechsel werden reduziert.



Schadensprävention

Neben der Schadensprävention durch Verbesserung der Ölqualität bestehen

Möglichkeiten zur Verschleißreduzierung.

Durch Einsatz einer Nanobeschichtung können Verschleißmechanismen und zum

Teil sogar Schadensmechanismen reduziert werden.

Verbesserte Standzeit von Komponenten

Temperatursenkung durch verminderte Reibung


Schadensprävention – Feldversuch Nanobeschichtung im Schadfall

Ausfallgrund – Feststellung bei Getriebebefundung in 2014 – geplatzter Innenring Lagerung IMS / AS (nicht endoskopierbar)

Testturbine: WEA Trinwillershagen – (Beginn Mai-2012 / Ende Jan 2014)

Versuchsgrundlage: Überrollungen in den Lagerungen der Stirnradstufe


Zusammenfassung:

Verbesserung der Ölreinheitsklasse und Ölqualität

- Minimierung der Partikel im Öl

- Erhöhung der Getriebeölstandzeit

Überwachung Triebstrang (Zustandserfassung)

- Reparatur der Teil- oder Gesamtkomponente

Präventive Verschleißschutzmaßnahmen

- Nanobeschichtung

Standzeitverlängerung

Schadensprävention

Standzeitoptimierung




Welche Fragen darf ich

Ihnen beantworten?

Backoffice


Standzeit?

Jedoch…

…unter Vernachlässigung des wirtschaftlichen Aspektes ist theoretisch gesehen das

technisches Nutzungspotential durch vorbeugende Instandhaltung (fast) unbegrenzt

möglich…

Somit ist im Bezug auf die Standzeit neben der technischen Nutzungsdauer immer

auch die wirtschaftliche Nutzungsdauer zu betrachten.

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