Innovative Technologien gegen "White Etching Cracks"

Schaeffler auf der EWEA 2014 in Halle 6, Stand 6C50
Gerade bei Getriebelagerungen für Windkraftanlagen treten White Etching Cracks häufig auf / Technologien von Schaeffler helfen dabei, die Widerstandfähigkeit von Lagern gegenüber WEC zu steigern und frühzeitige Lagerausfälle zu verhindern (PresseBox) (Barcelona/Schweinfurt, ) Das Wachstum der Windkraftanlagen hin zu Multi-Megawatt-Kraftwerken führt zu höheren Kräften und Momenten, die die Komponenten immer stärker belasten. Gleichzeitig verursachen Stillstandzeiten und Wartungsarbeiten insbesondere bei Offshore-Anlagen immer höhere Kosten. Zuverlässigen Komponenten kommt daher eine Schlüsselrolle zu.

Ein Phänomen, das die Zuverlässigkeit von Lagern, auch außerhalb der Windindustrie, negativ beeinflusst, sind die so genannten "White Etching Cracks" (WEC). WEC sind Gefügeveränderungen im Werkstoff, die sich unterhalb der Lageroberfläche bilden. Als Folge entwickeln sich unter Einfluss verschiedener äußerer Belastungen Risse, die sich unter Beanspruchung bis zur Oberfläche ausbreiten. In der Folge kann es schließlich zu einem Reißen des Innen- oder Außenrings und somit zu einem vorzeitigen Ausfall des betroffenen Lagers kommen. Diese Risse treten sowohl in durch- als auch in einsatzgehärteten Wälzlagern auf. Innovative Technologien von Schaeffler helfen dabei, die Widerstandfähigkeit von Lagern gegenüber White Etching Cracks zu steigern und frühzeitige Lagerausfälle zu verhindern.

Einflüsse, die sich auf eine Bauteilermüdung auswirken können, wie beispielsweise Flächenpressung, unzureichende Stahlreinheit oder Überlast, lassen sich auf das Auftreten von WEC nicht übertragen. So sind Ursachen für die Entstehung von WEC nach heutigem Wissensstand noch nicht vollständig nachvollziehbar. Jedoch ist wissenschaftlich belegt, dass Zusatzbeanspruchungen in Form von Dynamik, Mischreibung oder Elektrik die Entstehung von WEC begünstigen. Schaeffler verfügt über umfassende Prüfmöglichkeiten, um diese Einflüsse zu bewerten und Lösungskonzepte zur Senkung des WEC-Risikos zu entwickeln.

Insgesamt lässt sich festhalten, dass sich das WEC-Risiko durch die Lagerauslegung und die Schmierstoff- oder Werkstoffwahl eindämmen lässt. Durch die optimale Auslegung kann die Beanspruchung des Lagers vermindert werden, durch Abstimmung der Schmier- und Konservierungskonzepte und die Wahl des optimalen Werkstoffs wiederum kann das Lager höher belastet werden.

Darüber hinaus bietet Schaeffler verschiedene Technologien an, um Lagerungen gegenüber White Etching Cracks widerstandsfähiger zu machen und sie vor einem frühzeitigem Ausfall zu schützen. Durch den Einsatz des hochchromhaltigen Spezialstahls Cronidur kann die Entstehung von WEC nach heutigem Kenntnisstand vollkommen ausgeschlossen werden. So ist bisher kein WEC-Fall mit Cronidur-Lagern bekannt. Auch gemäß eines eigens von Schaeffler durchgeführten Prüfprogramms zur Ermittlung individueller Lösungen je nach Anwendungsfall und Zusatzbeanspruchung sind beim Einsatz von Cronidur keine WEC aufgetreten.

Dass das Brünieren von Außen- und Innenringen sowie der Rollen das Auftreten von White Etching Cracks signifikant reduziert, ist statistisch belegt. Das Schichtsystem Durotect® B, eine konsequente Weiterentwicklung konventioneller Brünierschichten, verfügt über ein gesteigertes Leistungsvermögen. Es vermindert die Gefahr von Schlupfschäden, verbessert das Einlaufverhalten, bietet Schutz vor Korrosion und nicht zuletzt erhöhte Robustheit gegenüber WEC. So traten bei 50.000 mit Durotect® B beschichteten Lagern, die innerhalb der letzten fünf Jahre von Schaeffler für den Einsatz in Windkraftanlagen produziert und geliefert wurden, WEC nur bei weniger als zwanzig Lagern auf. Das entspricht einer Ausfallquote kleiner 0,04 %.

Die Experten des Kompetenzzentrums Oberflächentechnik bei Schaeffler haben dank kontinuierlicher Optimierung ein ideales Schichtsystem für eine effiziente Reduktion von WEC-Schäden entwickelt. So empfiehlt Schaeffler seinen Kunden beispielsweise Getriebelagerungen generell in Durotect® B-Ausführung.

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D-91074 Herzogenaurach
Martin Adelhardt
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Leiter Kommunikation Industrie

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