Ein vergessener Star

Dabei wird jedoch oft übersehen, dass die Ölanalyse eine sehr gute Ergänzung zur Schwingungsanalyse darstellt und darüber hinaus eine Menge zusätzlicher Informationen liefert gefestigt. Dabei wird jedoch oft übersehen, dass die Ölanalyse eine sehr gute Ergänzung zur Schwingungsanalyse darstellt und darüber hinaus eine Menge zusätzlicher Informationen liefert.

Sie eignet sich sogar besser als die Schwingungsanalyse für als Grundlage für die proaktive Instandhaltung. So kann der Nutzer etwa mithilfe einer Abriebanalyse frühzeitige Anzeichen von Dichtungsschäden, Ermüdung, Korrosion, Adhäsion und Kontaminierung erkennen. In einigen Fällen lässt sich diese Frühwarnung bereits Monate vor einer Veränderung des Schwingungsverhaltens erfassen.
Um das genauer zu verstehen, bedarf es eines näheren Blicks auf die verschiedenen Diagnosemethoden, der hilft, ihre Vor- und Nachteile genauer zu verstehen. Die übliche Schwingungsanalyse wird mit Geräten ausgeführt, die auf der Umsetzung einer Fast Fourier Transformation (FFT) beruhen. Damit sind sie jedoch nicht immer in der Lage, Schäden in ihrem frühen Stadium zu erkennen. Einige Hersteller bieten deshalb ,Hüllkurvenanalysen‘ an. Die dabei eingesetzten Frequenzfilter trennen bestimmte Schwingungsmesswerte ab. Damit wird es möglich, Vorgänge mit kurzer Zeitdauer und mit geringen Frequenzen zu erfassen, was mit üblichen Messwertauswertungen nicht gelingt.
Einige Hersteller gehen sogar noch einen Schritt weiter und entwickeln eigene spezielle Analysealgorithmen. Ein Beispiel dafür ist die Emerson-PeakVueTM-Technik. Mithilfe dieser
Algorithmen ist es möglich, Vorgänge mit niedriger Amplitude und geringen Auswirkungen zu erfassen. Sie beruht auf der Nutzung von Informationen, die bei anderen Demodulationsmethoden ausgefiltert werden.
Damit wird auch klar, warum die Abriebsanalyse ein besonders nützliches Element der Ölanalyse ist – liefert sie doch Hinweise auf die konkreten Abriebsmechanismen und auf den Grad der bereits eingetretenen Schäden. Form, Größe und Farbe sowie die Anzahl der Teilchen pro Volumeneinheit ermöglichen es dem Nutzer, den Maschinenzustand einzuschätzen und Verbesserungsmaßnahmen vorzusehen.

Eine Abriebsanalyse ist im Endeffekt mit der Schwingungsanalyse eines defekten Kugellagers vergleichbar. Denn auch der Schwingungsanalyse ist es nicht ausreichend festzustellen, dass ein Lagerdefekt vorliegt. Es ist ebenso wichtig zu ermitteln, ob es sich um einen Schaden an der Außenschale, an der Innenschale, am Wälzkörper oder am Käfig handelt, denn nur so lässt sich der weitere Verlauf der Schädigung abschätzen.

Das Analysesystem

CSI 5200 und AMS Machinery Manager

Unbenannt-1_thumbnailDer CSI 5200 untersucht Öl auf Abrieb, Verschmutzungen und chemische Veränderungen, die Hinweise auf den Maschinenzustand liefern. Grundlage ist ein Vergleich der chemischen und dielektrischen Eigenschaften von Proben frischen und gebrauchten Öls sowie die Laserzählung von Partikeln. Damit wird eine gute Unterscheidung von Eisen- von Nichteisen-Partikeln sowie zwischen kleinen und großen  Teilchen erreicht. Die Ergebnisse dieser Analysen bieten Hinweise auf nicht entdeckte Korrosionsprozesse, Verschmutzungen und Schmierungsfehler, die hilfreich bei der Behebung dieser Ausrüstungsdefekte sind.
Der CSI 5200 ist nach ASTM Standard Practice ASTM D7416-08 zertifiziert. Damit ist der Anwender in der Lage, mithilfe der standardisierten Betriebsanleitungen wiederholbare Ergebnisse zu erzielen. Das CSI 52DV Digital Viscometer, das CSI 52LM Lab Microskop und die AMS Machinery Manager Software entsprechen ebenfalls diesem Standard. Farbige LED-Anzeigen und Hinweise auf dem Bildschirm führen den Anwender schrittweise durch den Analyseprozess. Die Ergebnisse stehen nach etwa 8 Minuten zur Verfügung, Diese Daten können dann mit dem AMS Machinery Manager analysiert und visualisiert werden.

Das Mikroskop enthüllt die Schädigungsmechanismen

Dasselbe gilt für die Abriebsanalyse: Werden die Teilchen unter dem Mikroskop betrachtet, so ist zu sehen, ob sie durch Ermüdung (infolge von Überlast, schlechter Ausrichtung oder Schieflast), Abrasion (infolge von Kontaminationen wie Schmutz) oder Adhäsion (etwa bei falscher Ölviskosität oder falscher Belastung) entstanden sind. Jeder dieser Mechanismen führt zu speziellen Teilchenformen, genau so, wie auch das Schwingungsbild verschiedene Muster für Schäden an der Außenschale, der Innenschale oder am Käfig zeigt.
Das gilt auch für sehr kleine Partikel zu Beginn des Schädigungsprozesses. Aus Form und Größe der Teilchen lässt sich der Schadensmechanismus erkennen. Finden sich Teilchen, die auf Abrasion hinweisen, so lässt sich das entweder durch einen Ölwechsel oder die Ermittlung der Schmutzquelle beheben.
Neben der Bereitstellung völlig neuer Informationen für die Ermittlung und Verifizierung der Fehlerquellen bietet die Ölanalyse jedoch einen weiteren Vorteil, mit dem die Schwingungsanalyse niemals mithalten wird: Die Kosten für das Öl selbst können nämlich einen beträchtlichen der Instandhaltungskosten ausmachen. Trägt die Ölanalyse dazu bei, die

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Probenahme: Ort und Zeitpunkt der Entnahme spielen eine wichtige Rolle – geht es doch darum, eine repräsentative Ölprobe zur Verfügung zu haben.

Nutzungsdauer des Öls zu verlängern, so kann das die Aufwendungen für die Instandhaltung stark senken.
Die Ölanalyse kann entweder im eigenen Hause oder von einem Dienstleister mit eigenem Öllabor vorgenommen werden. Beide Möglichkeiten haben ihre Vor- und Nachteile.
Einige Lieferanten bieten Ausrüstungen für die Ölanalyse vor Ort an. Dazu gehören Analysatoren, die in den Ölstrom eingeführt werden und eine kontinuierliche Anzeige bieten, sowie diskontinuierlich arbeitende Ölanalysegeräte, die vor Ort aufgestellt werden. Zu letzteren gehört etwa der im Info-Kasten beschriebene Ölanalysator von Emerson.
Vor-Ort-Analysen sind so ausgelegt, dass sie vom Instandhaltungspersonal ausgeführt werden können. Einige Vor-Ort-Analysegeräte sind in der Lage, nicht nur die Ölqualität zu überprüfen, sondern auf dieser Grundlage auch den Maschinenzustand zu untersuchen. Oft lassen sich mit dieser Art von Analysegeräten große Abriebteilchen erfassen, etwa in den Klassen 60 µm und größer. Der Vorteil liegt hier vor allem darin, dass die Ergebnisse schnell vorliegen und bei Notwendigkeit rasch überprüft werden können.
Spezielle Öllabors, wie sie etwa von großen Ölherstellern oder in deren Auftrag betrieben werden, erfordern Investitionen in Millionenhöhe. Dort werden teure Gerätschaften von hoch qualifizierten Chemikern genutzt. Da die Ausrüstungen externer Ölllabors diese in die Lage versetzen, sehr genau zu messen, sind diese Einrichtungen für ihre Expertise bei der Öluntersuchung anerkannt. Allerdings verfügen sie über keinerlei Erfahrungen bei der Bestimmung des Maschinenzustandes. So filtern einige Öllabors beispielsweise Partikel über 10 µm aus, also genau diejenigen, die der Instandhalter für Rückschlüsse auf den Anlagenzustand benötigt.

Danny Vandeput

Kontakt:
Emerson Process Management
Asset Optimization Division
Tel.: +001 (865) 675-2400
Email: danny.vandeput@emerson.com
www.emerson.com