wiatrowskaz Ecol4wind (cz. 2):
Łożysko. Główne nie tylko z nazwy.

Dr inż. Jakub Sobieraj: – Awaria łożyska głównego turbiny wiatrowej może oznaczać milionowe straty i długotrwały przestój. Monitoring, analiza smaru i działania prewencyjne pomagają ograniczyć ryzyko oraz wydłużyć żywotność kluczowego komponentu.

łożysko główne: krytyczny punkt niezawodności turbiny

Jedno łożysko może zdecydować o milionowym OPEX-ie. Jest ono bowiem absolutnie krytycznym elementem układu przeniesienia momentu obrotowego z łopat do przekładni i generatora. To jednocześnie jeden z kluczowych i najbardziej podatnych na uszkodzenia komponentów całej turbiny wiatrowej. Jego awaria może mieć charakter katastrofalny. W najlepszym przypadku oznacza wymuszony postój i kosztowną wymianę. W scenariuszu skrajnym może prowadzić do pożaru oraz trwałej utraty zdolności eksploatacyjnej turbiny.

monitoring i odpowiedzialna eksploatacja

W jednym z następnych artykułów skupimy się na awariach i ich przyczynach, na potrzeby tego wpisu skrócimy to tylko do, wydawałoby się oczywistej tezy: „konieczne jest monitorowanie i odpowiedzialna eksploatacja”. Tylko tyle i aż tyle. Pomimo swojej pozornej prostoty aplikacyjność tej tezy nie jest oczywista i prosta. Czym jest bowiem „monitoring” i „odpowiedzialna eksploatacja” w kontekście łożyska głównego? Uniwersalnej odpowiedzi prawdopodobnie nie ma, jednak poniżej przedstawiamy nasze podejście.

niezawodność to rachunek prawdopodobieństwa

Na początku należy wspomnieć, że niezawodność jest funkcją prawdopodobieństwa, a to oznacza, że po pierwsze: jest w tej układance czynnik losowy, a po drugie: naszym zadaniem jest jego minimalizacja. Dobór łożyska pozostaje po stronie producenta, podobnie jak założenia eksploatacyjne. Właściciel i serwis mają jednak realny wpływ na jakość kontroli oraz obsługi eksploatacyjnej. Właśnie w obszarze kontroli i serwisu upatrujemy największego potencjału ograniczenia ryzyka awarii – zgodnie z filozofią proactive maintenance.

smar jako nośnik informacji

Olej czy smar w maszynie mogą zostać porównane do krwi w ciele człowieka. To właśnie analiza płynu może nam w obu przypadkach powiedzieć bardzo wiele o stanie jej użytkownika. W smarze nie mierzymy hemoglobiny ani CRP, lecz zawartość cząstek stałych, poziom oksydacji czy konsystencję. Parametry te są wskaźnikami jakości i żywotności środka smarnego a pośrednio – kondycji łożyska. Regularne badania umożliwiają podejmowanie decyzji serwisowych w optymalnym momencie – z punktu widzenia bezpieczeństwa i kosztów.

warto wiedzieć: badania smarów

Laboratorium Ecol: badania smarów wykonywane dla branży wiatrowej

badanie

opis

link

Oznaczenie pierwiastków – metoda RDE (Rotating Disc Electrode)

Poziom i przebieg koncentracji poszczególnych pierwiastków metalicznych oraz ich korelacja z metalurgią smarowanych elementów, odpowiada na pytanie, czy w urządzeniu nie występują zbyt intensywne procesy zużyciowe.

RULER – oznaczanie inhibitora aminowego i fenolowego

Jest to jedyna metoda pozwalająca na oznaczenie poziomu wszystkich typów antyutleniaczy w olejach. Wykorzystujemy tę metodę w przypadku zastosowania w olejach technologii dodatków aminowych oraz fenolowych.

Spektroskopia w podczerwieni

Dzięki porównaniu widma oleju referencyjnego z widmem próbki oleju z eksploatacji, można określić np.: zawartość wody, zawartość inhibitora fenolowego, oksydację, nitrację, sulfację, zawartość sadzy, glikol, paliwo, zgodność z próbką referencyjną czy rozróżnić bazę olejową.

Pomiar penetracji smaru

Wynikiem badania jest penetracja, mierzona w 0,1 mm, która definiuje klasę konsystencji smaru, określonej wg NLGI.

Kolorymetria smaru DELTAE2000 / CIELab L / CIELab a / CIELab b

Zmiana w odniesieniu do smaru referencyjnego może świadczyć o utlenieniu smaru na skutek pracy w wysokich temperaturach, znacznym obciążeniu cząstkami zużyciowymi lub zanieczyszczeniem o innym charakterze, zmieszaniu ze smarem innego typu. Zmianę barwy należy traktować jako wskazanie do wykonania rozszerzonych badań.

FerroQ

Korelacja FerroQ z żelazem informuje nas jaka część żelaza ma rozmiary powyżej 5 mikrometrów. Znacznie wyższa wartość ferroQ w odniesieniu do żelaza może świadczyć o generowaniu dużych cząstek zużyciowych, niepoprawnych smarowaniu.

Grease Thief® – koncentracja cząstek w smarze / charakterystyka cząstek w smarze

Na podstawie wyników można wnioskować o występowaniu zanieczyszczeń zewnętrznych oraz poziomie zaawansowania procesów zużyciowych, w smarowanym skojarzeniu, szczególnie przy obserwacji trendu.

Grease Thief® – profil konsystencji smaru (konsystencja w warunkach dynamicznych), GTS1/GTS2/GTS3/GTS indeks

Aparat Grease Thief® Analysis umożliwia wykonanie unikatowego testu konsystencji smaru w warunkach dynamicznych, a więc jest odniesiony do rzeczywistych warunków pracy smaru. Polega na pomiarze siły użytej do wytłoczenia próbki z próbnika Grease Thief® przez szczelinę w matrycy, w trzech cyklach.

Zawartość wody w oleju (Karl Fischer) – metoda kulometryczna

Woda, obok zanieczyszczeń mechanicznych, jest drugim najbardziej destrukcyjnym czynnikiem w oleju. Powoduje degradację oleju uaktywnia procesy zużycia korozyjnego, wodorowego, może być przyczyną kawitacji, w efekcie znacznie skraca żywotność smarowanych podzespołów.

płukanie łożyska jako narzędzie wydłużania życia

Każdy element mechaniczny zużywa się w czasie. Naszym zadaniem jest spowolnienie tego procesu. W trakcie eksploatacji degradacji ulega zarówno smar, jak i materiał łożyska. W odpowiednim momencie skutecznym rozwiązaniem może być płukanie łożyska – wymiana smaru połączona z usunięciem cząstek zużyciowych. Nowy smar oraz czyste powierzchnie pomagają niejako „zresetować” łożysko, zmniejszając jego prawdopodobieństwo awarii, a tym samym zwiększając jego niezawodność. Doświadczenie pokazują, że rok po wykonaniu usługi poziom zanieczyszczeń spadał nawet o 80% względem stanu wyjściowego. Warunkiem skuteczności jest jednak wykonanie procesu zgodnie ze sztuką i przy użyciu właściwych materiałów eksploatacyjnych.

koszty prewencji vs koszty awarii

Awaria łożyska głównego może generować koszty przekraczające milion złotych. To OPEX, który istotnie wpływa na rentowność projektu, a w skrajnych przypadkach może decydować o jego opłacalności. W eksploatacji turbin – podobnie jak w medycynie – obowiązuje prosta zasada: lepiej zapobiegać niż leczyć. W nawiązaniu do tytułu – łożysko nie jest główne tylko z nazwy. W wielu przypadkach to ono decyduje o dalszym życiu turbiny. W kolejnych artykułach, skupimy się na mechanizmach uszkodzeń, a także omówimy inne aspekty O&M w turbinach wiatrowych.


Dr inż. Jakub Sobieraj

Absolwent Politechniki Śląskiej w Gliwicach, Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki, doktor w dyscyplinie inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka. Od początku kariery zawodowej związany z energetyką – od badań i rozwoju oraz działalności naukowej, przez projektowanie i obliczenia wytrzymałościowe oraz cieplno-przepływowe, aż po zarządzanie i rozwój biznesu.

Autor licznych publikacji naukowych oraz projektów komercyjnych realizowanych dla sektora energetycznego. W przeszłości wykładowca Politechniki Śląskiej i Politechniki Krakowskiej.

W Ecol Sp. z o.o. pełni funkcję Dyrektora Rozwoju Biznesu usług dedykowanych branży wiatrowej w ramach programu Ecol4Wind. Odpowiada za rozwój oferty, współpracę z klientami oraz wyznaczanie strategicznych kierunków rozwoju rozwiązań dla energetyki wiatrowej.


kontakt

masz pytania dotyczące usług Ecol dla branży wiatrowej?

skontaktuj się z nami bezpośrednio:

Brak połączenia z internetem

Nie udało się nawiązać połączenia z siecią. Upewnij się, że masz dostęp do internetu, a następnie odśwież stronę, aby kontynuować korzystanie z serwisu.