23. NOVEMBER 2017

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Ultraschallprüfung von Windkrafturbinenlagern


Insbesondere die in Windkraftturbinen verbauten Lagerringe unterliegen dem Risiko der vorzeitigen Materialermüdung. Eine zuverlässige Prüfung ermöglicht das Ultraschallprüfkonzept von Vogt Ultrasonics.
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Schuld an der vorzeitigen Materialermüdung bei den in Windkraftturbinen verbauten Lagerringen ist das Phänomen der sogenannten White Etching Cracks (WEC). White Etching Cracks sind unregelmäßig mikrostrukturierte Gefügeveränderungen die sich unterhalb der Materialoberfläche bilden und unter dem Einfluss eines Schwingungsrisskorrosionsprozesses in den Werkstoff eindringen. Die durch Belastungseinwirkungen entstehenden Risse breiten sich nach und nach bis zur Oberfläche aus. Es kann zu einem Reißen des Lager-Innen- oder Außenrings kommen.

Auch wenn die Ursachen der Entstehung von WEC noch nicht vollständig geklärt sind, sicher ist, dass Dynamik, Reibungseinflüsse und auch elektrische Ströme sowie die Wechselbeziehungen zwischen allen Einflussfaktoren das Entstehen begünstigen. Diese Schäden sind nicht durch klassische Wälzkontaktermüdungsmechanismen hervorgerufen und können folglich auch nicht durch Standardlagerlebensdauer-Berechnungsverfahren entsprechend ISO 281 und ISO/TR 1281-2 prognostiziert werden. Damit drohen der Lagerausfall und ein ungeplanter, teurer Stillstand der gesamten Windkraftanlage.

Ultraschall - zuverlässiger als Oberflächenrissprüfung

Die derzeitige Prüfmethode der Lagerhersteller zur Reduzierung von WEC basiert auf umfassende Untersuchungen unter Verwendung der Triboanalyse sowie Verschleiß-, Friktion- und Schmierungssimulationen. Da der größte Anteil der Risse sich unterhalb der Lageroberfläche befindet und keinen Kontakt zur Oberfläche hat, sind sie mittels einer Oberflächenrissprüfung nicht zu erfassen. Bereits jetzt nutzen Hersteller von hochbelasteten Bauteilen die Ultraschallprüfung als produktionsbegleitende Prüftechnik, um mit hohen Empfindlichkeiten das Gefüge im Bereich der Laufbahn auf Fehlstellen zu prüfen.


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Datum:
01.06.2015
Unternehmen:
Bilder:
Vogt Ultrasonics
Vogt Ultrasonic

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