Was sind Wellenströme?

Die Lösung des Wellenstromproblems ist für alle Turbomaschinenanwendungen von entscheidender Bedeutung

Die Lösung des Wellenstromproblems ist für alle Turbomaschinenanwendungen von entscheidender Bedeutung!

Wellenströme entstehen durch den Aufbau elektrischer Ladungen auf der Maschinenwelle durch 3 Mechanismen: statische Entladung, die sich aus der Strömung von Partikeln in Flüssigkeiten ergibt, Motor- und Generatorfehler und die Bewegung magnetisierter Komponenten. Durch den Ladungsaufbau entsteht eine Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Bauteilen, die sich durch Funken entlädt. Die Funkenbildung tritt dann auf, wenn die Spannung zwischen den Komponenten die Durchschlagsspannung der sie trennenden Flüssigkeit, in der Regel Öl, überschreitet. Die Spannung, bei der die Funkenbildung beginnt, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie z. B. dem Abstand zwischen den Komponenten, dem Öltyp und den Ölverunreinigungen, und reicht von 0,5 Volt bei Wälzlagern bis zu über 10 Volt bei großen Flüssigkeitslagern. Typischerweise tritt der Funkenflug an den Stellen mit dem geringsten Abstand zwischen stationären und rotierenden Bauteilen auf.

 

Funkenentladungen erzeugen dabei eine intensive Hitze (über 2500 °C), die an beiden Enden des Funkens Lochfraß erzeugt. Je nach Energieniveau der Funken kann dies zu einer langsamen und allmählichen Erosion des Lagermaterials führen, die manchmal Jahre dauert, bis sich der Schaden in steigenden Lagertemperaturen bemerkbar macht oder die Funkenbildung kann so stark sein, dass die Maschine nicht länger als ein paar Stunden arbeiten kann, bevor sie abgeschaltet werden muss. Probleme mit dem Wellenstrom können zu erheblichen Betriebskosten führen.

Was kann man tun, um Maschinen vor Wellenströmen zu schützen?

In einigen Fällen ist der Wellenstrom dem Prozess inhärent, sodass Kompressoren, Turbinen und Pumpen alle erheblichen statischen Entladungsbelastungen ausgesetzt sind. Glücklicherweise handelt es sich bei statischen Entladungen in der Regel um niederenergetische Ereignisse, die bei sorgfältiger Konstruktion zur Masse abgeleitet werden können. Auf der anderen Seite können magnetisierte Komponenten und Motor-/Generatorfehler hohe Energieentladungen verursachen und die einzige wirksame langfristige Lösung besteht darin, den zugrunde liegenden Fehler zu beheben. Unabhängig von der Quelle der Wellenstromenergie können Sohre-Bürsten empfindliche Maschinenkomponenten schützen und Ihre Maschine am Laufen halten.

 

Wellenerdungsbürsten von Sohre Turbomachinery® verwenden eine selbstentwickelte Verbindung aus Silber- und Goldfasern, welche einen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit der Welle herstellen, sodass ein niedriger elektrischer Übergangswiderstand und ein niedriger Anpressdruck gewährleistet wird. Folglich gibt es nur einen geringen mechanischen Verschleiß der Bürste oder der Wellenoberfläche. Im Vergleich zu massiven Bürsten aus Graphit, Carbon oder anderen Materialien haben Sohre-Bürsten einen deutlich geringeren Übergangswiderstand. Wellenerdungsbürsten von Sohre Turbomachinery® beseitigen eine Verschlechterung der Wellenoberfläche und den daraus resultierenden Kontaktverlust bei längerem Betrieb im normalen Stromdurchgangsbetrieb. Massive Bürsten von anderen Herstellern hingegen, die üblicherweise bei elektrischen Maschinen verwendet werden, haben nach dem Verschleiß einen wesentlich höheren Widerstand und beginnen daher zu funken, was zu einer Verschlechterung der Wellenoberfläche führt. Wenn dann der Widerstand der eingebauten Bürsten höher ist als der Widerstand innerhalb der Maschine, fließen die Ströme nicht mehr durch die Bürste, sondern durch die Maschine hindurch, was dann zu Schäden führen kann.

Bürsten von Sohre

Die Bürsten von Sohre zeichnen sich durch eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit aus, sodass die Bürsten für ein sehr niedriges elektrisches Rauschen sorgen und das sogar bei hohen Oberflächengeschwindigkeiten und in aggressiven Umgebungen. Dies, eine geringe Verschleißrate und eine einfache Austauschbarkeit ermöglichen eine langfristige Überwachung und Ableitung von elektrischen Entladungen während des Betriebs der Anlage.

Sohre-Bürsten werden aufgrund ihrer überlegenen Leistung und ihres geringen Wartungsaufwands, anderen Erdungslösungen wie z.B. Kupfergeflechten, Kohleblöcken und anderen herkömmlichen Werkzeugen, in der Industrie vorgezogen.

Mittlerweile sind weltweit mehr als 10.000 Bürsten im Einsatz – in Chemieanlagen, Raffinerien, Papierfabriken, Bohrplattformen, Ölfeldern, Schiffen, Stromerzeugungsanlagen, kryogenen Prozessen, Windkraftanlagen und vielen anderen Einrichtungen. Mehrere Erstausrüster (OEMs) verwenden unsere Bürsten als Standardausrüstung für deren Kunden.

Erfahren Sie mehr über Lösungsmöglichkeiten zu Ihren aktuellen Problemen