AANDRIJFTECHNIEK | maart 201918
teschade vertoonden, toonden aan dat White Structure Flaking
hier de boosdoener was.
Toen de schade meer in detail werd onderzocht, kon worden
vastgesteld dat onder invloed van waterstof de oorspronkelijk
microstructuur degradeert tot een zeer fijnkorrelig, broos ferriet.
Dit verschijnsel kan verklaard worden door de Hydrogen Enhanced
Localized Plasticity (HELP)-theorie. Opvallend bij dit probleem is
dat het enkel lokaal voorkomt en dat de vermoeidheid van het
lager gering is. Het gaat dus niet om een klassiek type schade
door vermoeidheid dat ofwel onder de loopbaan ontstaat (door
het insluiten van niet-metalen deeltjes) of in de loopbaan (als
gevolg van ernstige verontreiniging).
Vergelijking nieuwe vs. gebruikt
Waar komt de waterstof vandaan? Door nieuwe en gebruikte
lagers te vergelijken, kwamen de NSK-engineers tot de conclusie
dat waterstof zich enkel vormt terwijl de lagers in bedrijf zijn.
Waarschijnlijk (althans dit is de eerste hypothese) is dit waterstof
afkomstig van de koolwaterstofketens van smeermiddelen en hun
additieven. Deze theorie werd onderbouwd nadat de typische
schadesymptomen van White Structure Flakes in het labora-
torium konden worden gereproduceerd met bepaalde soorten
oliën en vetten. Vergelijkbare schade was al in de jaren negentig
vastgesteld in de automobielindustrie, wat de theorie verder
ondersteunde. Hier waren het de lagers van de riemspanners en
dynamo’s die voortijdig de geest gaven, maar toen de smering en
het riemmateriaal werden aangepast verdwenen de problemen.
De invloed van elektriciteit (stroombaan) op deze storingsmodus
moet echter nog worden bepaald.
Nieuwe legeringen
NSK heeft nieuwe legeringen ontwikkeld die betere resultaten
opleveren bij vermoeidheidstesten. In testen met waterstof leidde
de geoptimaliseerde chemische samenstelling tot een vijfvoudige
toename in WSF-resistentie, in vergelijking met staalsoorten van
conventionele lagers. Ook een nieuwe warmtebehandeling leidde
tot een significante verbetering. Hier kan de restspanning onder
de loopbanen verhoogd worden door carbonitreren in plaats van
doorharden. Hoewel deze maatregel de vorming van de White
Structure Flakes niet volledig voorkomt, ontwikkelen zich aan-
zienlijk minder scheuren en verspreiden ze zich langzamer naar
de oppervlakte.
Op basis van deze bevindingen introduceerde NSK een nieuw
materiaal voor lagers, AWS-TF genaamd (AWS staat voor Anti
White Structure), dat een geoptimaliseerde chemische samenstel-
ling combineert met een verbeterde warmtebehandeling. Tests
hebben aangetoond dat hoewel lagers uit AWS-TF het risico op
WEC niet volledig elimineren, de schade zich liefst zeven maal
later manifesteert in vergelijking met conventionele lagerstaal-
soorten. De eerste tests in kritieke installaties zijn momenteel
aan de gang en lijken de testresultaten te bevestigen.
www.nskeurope.nl
NSK biedt een uitgebreid assortiment lagers voor diverse soorten windturbines
‘NSK ontwikkelt nu lagers voor
9,5 MW-turbines, die binnenkort op
grote schaal in productie gaan’
16-17-18_nsk.indd 18 11-03-19 16:20
