Algemeen

Nieuwe coating voor robuustere rollagerringen

contactloos galvaniseren rollagerringen
Het apparaat waarmee de galvanische metaallaag op het rollager wordt aangebracht. Een speciaal systeem van aandrijf- en contactrollen maakt een contactloze coating mogelijk. (foto: Fraunhofer IPA)

Met nieuwe galvanische lagen voor rollagerringen willen Duitse onderzoekers uit wetenschap en industrie rollagers zo robuust maken, dat ze geen behuizingen en smeermiddelen meer nodig hebben. Het energetisch rendement van windturbines zou hierdoor met maximaal 30% procent kunnen worden verhoogd.

Rollagers in rotoren van windturbines worden aan grote wrijvingskrachten blootgesteld. In windparken op zee en in de buurt van de kust lijdt het staal ook sterk onder corrosie, omdat het vocht- en zoutgehalte van de lucht hoog is.

Tot nu toe wordt de slijtage beperkt door gebruik van olie en andere smeermiddelen. Afgedichte behuizingen helpen bij toepassing in agressieve media zoals zeewater, zuren of alkaliën tegen corrosie. Maar behuizingen verminderen het energetisch rendement van het totale systeem tot soms 30% als gevolg van wrijvingsverliezen.

In het onderzoeksproject Poseidon II zijn wetenschap en industrie samen op zoek naar rollagermaterialen, coatings en oppervlaktebehandelingsprocessen die een lange levensduur van de lagers mogelijk maken, zelfs zonder smeermiddelen en behuizingen. Alleen dan kunnen kostbare en dure onderhoudswerkzaamheden worden vermeden.

Rollagerringen

De onderzoekers van de afdeling Galvanotechniek van het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) kwamen met een oplossing met de ontwikkeling van flinterdunne galvanische lagen van nikkel en andere chemische elementen. Een legering van nikkel en wolfram gecoat op conventioneel lagerstaal is in eerdere onderzoeken de minst gevoelig voor slijtage en corrosie gebleken. Het zou dus geschikt kunnen zijn voor gebruik in offshore windparken en getijdencentrales.

Maar de onderzoekers testten ook verbindingen zoals nikkel-kobalt, nikkel-tin, nikkel-molybdeen en nikkel-fosfor. Extreme bedrijfsomstandigheden en hoge energieverliezen als gevolg van wrijving komen ook ver weg van de kust voor. De condities kunnen van invloed zijn op bijvoorbeeld gaspijpleidingen, pompen, compressoren en zelfs de aandrijving van elektrische voertuigen.

Contactloos galvaniseren

De onderzoekers van het kennisinstituut in Stuttgart zochten alleen naar de beste galvanolagen. Ze keken ook naar een nieuw proces waarmee de galvanische metaallaag op het rollager wordt afgezet. Conventionele galvanische rekken hebben echter een belangrijk nadeel. Op de punten waar de lagerringen elektrisch contact maken, wordt de aangebrachte metaallaag verstoord. Op dat punt kan corrosie beginnen.

Om deze reden hebben de wetenschappers een systeem ontwikkeld voor het coaten van het volledige oppervlak van een lagerring. Een speciaal systeem van aandrijf- en contactrollen maakt een contactloze coating mogelijk.

In de toekomst zullen rollagers geen behuizing of smeermiddel meer nodig hebben om onder extreme bedrijfsomstandigheden te werken. Dit bespaart niet alleen middelen en verhoogt niet alleen het energetisch rendement van het systeem. Het kan ook niet langer smeerolie lekken en daarmee vervuiling en schade aan het milieu veroorzaken. Duurzame lagerringen, die worden gebruikt onder agressieve omstandigheden zoals in en / of in de buurt van zeewater, kunnen dus in meerdere opzichten bijdragen aan de energietransitie.

Het project

Het project ‘Energie-efficiëntie door de levensduur van rollagers te verlengen onder tribocorrosieve bedrijfsomstandigheden (Poseidon II)’ loopt van 1 juni 2018 tot en met 30 november 2021. Het onderzoeksbudget bedraagt in totaal 9,3 miljoen euro, waarvan ongeveer 5 miljoen euro van het Bundesministeriumfür Wirtschaft und Energie (BMWi).

Aan het project wordt deelgenomen door Schaeffler Technologies, Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien, Ruhr-Universität Bochum, Deutsche Edelstahlwerke Specialty Steel, Voestalpine High Performance Metals Deutschland, Voestalpine Eifeler Coating en de Fraunhofer-Institute für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), für für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) en für Werkstoffmechanik (IWM).

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven