Inverkan av väte på förtida haveri av lagerstål

Forskningsprojekt, 2015 – 2016

När ett rullningslager används sker närmast oundviklig utmattning av stålet i dess komponenter, vilket typiskt leder till haveri. Vid omständigheter där mekaniska laster dominerar utmattningen är de bakomliggande mekanismerna tämligen väl kända och lagrets livslängd kan förutses med god precision. Detta benämns som klassiskt haveri och förutsägbarheten medger att lagret kan bytas ut vid lämplig tidpunkt genom förebyggande underhåll. Under vissa förhållanden sker dock haveriet hastigt och oförutsägbart genom mekanismer som inte är kända i detalj idag. Här sägs lagret vara föremål för förtida haveri, vilket i de flesta industriella sammanhang leder till oplanerade driftstopp och ekonomiska förluster för användaren. Typexempel för denna typ av haverier finns inom vindkraftsindustrin och haverierna påverkar således globala användandet av förnybar energi. Tidigare forskning inom såväl industrin som akademin har identifierat faktorer som kan orsaka förtida haverier, t.ex. närvaron av väte i stålet. En stark hypotes är att vätet initierar eller accelererar utmattning på närmast atomär nivå, men detta har inte kunnat påvisats i experimentellt. Vätet i sin tur anses kunna härstamma från t.ex. korrosionsreaktioner, lagrets smörjmedel eller inverkan av elektriska krypströmmar. Kunskapen om de bakomliggande mekanismerna och händelseförloppen kring väteinducerade skador är idag otillräcklig och tidigare experimentella studier har huvudsakligen utförts under kraftigt förenklande förhållanden. Målet med detta projekt är att förvärva djupare kunskap om vilken inverkan väte har på förtida haverier i faktiska lagertillämpningar. Kunskapen förväntas ge SKF möjligheten till att: 1) Förebygga förtida haverier genom utveckling av lagerstål, design och applikationsteknik. 2) Bättre kunna beräkna livslängder vid de undersökta förhållandena genom förbättrade material- och utmattningsmodeller. Väte är svårt att analysera givet sina egenskaper som lätt och flyktigt ämne. I detta arbete tillämpas avancerade analystekniker på Chalmers kapabla till att studera väte och dess inverkan på stålet ned till atomär nivå. Projektet sammanför expertis inom SKF:s och Chalmers respektive styrkeområden (lagerstål och lagertillämpning, respektive avancerad materialkaktärisering och fysikalisk metallurgi) och förväntas leda till viktiga framsteg inom detta forskningsområde.

Deltagare

Samarbetspartners

Finansiering

Relaterade styrkeområden och infrastruktur

Chalmers materialanalyslaboratorium

Infrastruktur

Materialvetenskap

Styrkeområden

Mer information

Senast uppdaterat