Measurement and online monitoring of wear particles

Online monitoring of wear particles Verschleißpartikel online überwachen
REPRINT

VGB PowerTech 9/2011 antriebstechnik 7/2011

Dr. Edwin Becker PRÜFTECHNIK Condition Monitoring

PRÜFTECHNIK Condition Monitoring GmbH 85737 Ismaning, Germany eMail: info@pruftechnik.com www.pruftechnik.com A member of the PRÜFTECHNIK Group

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Measurement and online monitoring of wear particlesVerschleißpartikel messen und online überwachen
Wear in machines and gearboxes “produces” metallic parts that are transported in the oil circuit and can permanently cause damage to the machine components. This problem can be identified through online monitoring of the particle size distribution in the oil, a procedure that supplements vibration-based Condition Monitoring, especially in lowspeed rollerbearings and gearboxes. Every rotating machine is subject to (natural) frictional wear. Wear initially leads to a low number of small particles. This number gradually increases and particle size ultimately begins to grow. While this process can be slowed by lubrication and bypass filtration, for example, it cannot be arrested completely since every machine ages. Thus, the particle counting containsvaluable information on the current machine condition and degree of wear. Very early wear information can be obtained by monitoring not only the number of coarse wear particles, but also by monitoring the particle distribution. PRÜFTECHNIK has developed a particle size distribution sensor on the basis of its proven eddy current technology that can be used to monitor wear particles online in gearlubricating oil in terms of their size. Jede rotierende Maschine erzeugt durch Reibung Verschleiß. Durch Verschleiß entstehen zuerst sehr kleine Partikel, dann immer mehr von ihnen bis schließlich auch die Partikelgröße zunimmt. Durch Ölpflege und weitere Maßnahmen, wie beispielsweise Nebenstromfilterung, lässt sich dieser Prozess verzögern, jedoch nicht aufhalten, da jede Maschine altert. Demzufolgeenthält die Partikelmenge wertvolle Informationen zum Maschinenzustand und zum Verschleißgrad. Sehr frühzeitige Verschleißinformationen erhält man, wenn nicht nur die Partikelmenge, sondern auch die Partikelgrößenverteilung online überwacht wird. PRÜFTECHNIK hat auf Basis einer eigenen Wirbelstromprüftechnologie einen Sensor entwickelt, mit dem sich Verschleißpartikel im Schmieröl beispielsweise vonGetrieben online größenabhängig überwachen lassen.

1. Condition Monitoring Verfahren
Condition Monitoring ist die Ermittlung und Interpretation von Zustandsinformationen über Maschinen, Anlagen und deren Komponenten. Grundsätzlich ist zwischen der Überwachung der Schmierölversorgung und des Schmierstoffes, der Überwachung und Diagnose von Betriebs- und Schwingungszuständen [1] und derÜberwachung von Betriebsbelastungen und Antriebsbeanspruchungen zu unterscheiden [2]. Durch Verschleiß bedingte Zustandsveränderungen lassen sich während des Betriebs über Maschinenschwingungen, über Ölanalysen und neu auch über Partikelzähler verfolgen.

Fig.1: Magnets can be used to detect contamination of oil through metal particles. Abb.1: Mittels Magneten lässt sich die Verschmutzung des Öls durchmetallische Partikel detektieren

1. Condition Monitoring procedure
Condition Monitoring is the process of collecting and interpreting information on the condition of machines, plants and their components. It can be differentiated into the following main areas: tem and the lubricant itself and vibration conditions [1] and [2]. Condition changes due to wear can be monitored during machineoperation using machine vibrations, oil analyses and, now, particle counting.

1.1 Ölqualitäten
Um Veränderungen in der Ölqualität online zu erkennen, versucht man multisensoriell Informationen von unterschiedlichen physikalischen Ölkenngrößen zusammenzufassen und den jeweiligen Ölzustand abzuleiten. Beispielsweise werden bei Hydraulikflüssigkeiten zugleich die Viskosität, die elektrischen...