Fedtanalyse og rådgivning til vindmøllelejer
En fedtanalyse af et vindmølleleje måler slid og vand i fedt, der er udtaget repræsentativt fra lejet under drift: mængden af jernholdigt slid ved magnetometri, antallet af slidpartikler pr. gram i størrelsesbånd og på hovedlejer også grundstoffer. Vi kender ingen standardiserede grænseværdier for fedt i drift, så hvert leje vurderes mod sin egen udvikling og mod flåden.
Vi tolker fedtanalyser fra hovedlejer og vinge-/pitchlejer.
TriboTech er en rådgivende ingeniørvirksomhed, ikke et laboratorium. Analysearbejdet udføres af vores partnerlaboratorier. Bed om et analyseprogram.
Hvorfor fedtanalyse – og hvorfor rådgivning
Et vinge- eller pitchleje roterer ikke kontinuerligt. Det svinger nogle få grader frem og tilbage, så det kan ifølge Møller & Esbensen (2022, 2025) ikke overvåges med vibrationsmåling. Her kan fedtet fortælle om lejets tilstand.
Hovedlejet roterer, og her supplerer fedtanalysen den øvrige overvågning. Ifølge ASTM D7718 kan fedtanalyse kombineres med termografi, vibrationsanalyse og ultralydsbaseret vibrationsanalyse.
Metoden afgør, hvad I ser. Måles jern ved RDE-spektroskopi, overses de store partikler. I et valideringsstudie lå jern målt ved RDE-spektroskopi under 50 ppm, mens magnetometrisk FdM-Fe på de samme prøver nåede op til 1 400 ppm (Møller m.fl. 2016). Vingelejerne i studiet havde en defekt. ASTM D8120 beskriver magnetometri som ufølsom over for partikelstørrelsen. Derfor bestemmes jern i fedt ved magnetometri i vores program.
Laboratoriet måler. Det, I køber hos os, er vurderingen af lejet og anbefalingen af, hvad I skal gøre.
Lejetyperne
Hovedleje
Hovedlejet roterer og er hårdt belastet. Vi følger de fine slidpartikler i størrelsesbånd sammen med jernholdigt slid, vand og grundstoffer på hver prøve.
Prøvetagningsstedet vælger vi efter lejets konstruktion. Fedt, der er trængt ud forbi tætningerne, bruger vi ikke til at vurdere lejet. Det indeholder nemlig partikler fra vejen ud, ikke fra lastzonen. Princippet står i DS 3077: en enkeltprøve, der blot tages dér, hvor det er nemmest (grab sampling), er kun i de sjældneste tilfælde repræsentativ.
Vingelejer (pitchlejer)
Brugt fedt presses ud af lejet og ned i fedtkopper, der er til at komme til. Pr. leje tages der prøver fra to tilfældigt valgte kopper (Møller & Esbensen 2022, 2025). I vores program analyseres begge prøver for jernholdigt slid og vand, og på prøven med det højeste FdM-Fe tælles derefter de grove partikler. Ifølge Møller & Esbensen (2025) er det kun slidpartikler større end ca. 100 µm, der er relevante for en tilstandsvurdering af vingelejer.
Giver de to kopper ensartede resultater, understøtter det, at prøverne repræsenterer lejet. Ligger resultaterne langt fra hinanden, rapporterer vi det som variation langs lejet.
Prøvetagningen afgør resultatet
En prøve er kun repræsentativ, når alle dele af partiet har samme chance, større end nul, for at havne i prøven. Det er det fundamentale prøvetagningsprincip i DS 3077.
De store fejl opstår ved møllen, ikke i laboratoriet: ifølge Møller m.fl. (2016) er fejlen ved en ikke-repræsentativ primærprøvetagning typisk mindst ti gange større end de efterfølgende prøvetagningsfejl i laboratoriet.
ASTM D7718-11 er ASTM's standard for prøvetagning af fedt i drift, og målet med den er en prøve, der kan sammenlignes over tid. For et stort leje, der ikke roterer helt rundt, fx et drejekransleje, kan det ifølge standarden være nødvendigt at tage mere end én prøve. Den, der tager prøven, skal kende komponentens indre opbygning og de ønskede prøvetagningssteder.
Prøvetagningen fra fedtkopper er valideret mod afmonterede vingelejer (Møller m.fl. 2016), og i et publiceret tilfælde blev analysens fund bekræftet, da lejet efterfølgende blev åbnet (Møller & Esbensen 2022). I valideringsstudiet blev to vingelejer afmonteret, og fedtet blev udtaget hele vejen rundt i den aktive zone (360°) som reference. Gennemsnittet af prøverne fra fedtkopperne stemte overens med referencen for jernholdigt slid og vand, mens prøver fra udløbshullerne varierede langt mere (Møller m.fl. 2016). Lejerne var rillekuglelejer, og ifølge forfatterne kan resultatet sandsynligvis også gælde for andre møllestørrelser og -typer med en lignende vingelejetype.
Studierne er publiceret af Hans Møller og medforfattere (se Litteratur). Hans Møller er i dag partner i TriboTech.
En tom fedtkop er ikke en prøve. Vi bruger kun kopper med nok fedt i.
Analyseprogrammet
Programmet aftales pr. flåde:
| Parameter | Hovedleje | Vinge-/pitchleje |
|---|---|---|
| Jernholdigt slid (FdM-Fe) ved magnetometri, mg/kg | hver prøve | begge prøver |
| Vand, Karl Fischer med ovn | hver prøve | begge prøver |
| Slidpartikler pr. gram i størrelsesbånd | >5, >15, >25, >50 og >100 µm | >100, >200, >300, >400 og >500 µm på prøven med det højeste FdM-Fe |
| Grundstoffer (XRF) | hver prøve | – |
| Mikroskopi af udvalgte partikler | når tællingen giver anledning til det | når tællingen af grove partikler giver anledning til det |
Jernholdigt slid måles ved magnetometri (ASTM D8120, som også omfatter lejefedt). De jernholdige slidpartikler udskilles og tælles pr. gram. Tællingen og størrelsesbåndene følger vores eget program, ikke en ISO- eller ASTM-metode. Baggrunden står i At tælle partikler.
Sådan tolker vi: lejets historik og flåden
Vi giver ikke lejet en karakter som bestået eller dumpet. I får tællingerne pr. bånd og lejets placering i forhold til flåden og til sin egen historik. Bruger rapporten vurderingsniveauer, er de TriboTechs egne og står som sådan, ikke som en standard.
- Lejets egen udvikling. ASTM D8120 beskriver magnetometrisk jern som en måde at se, hvornår ophobningen af jernholdigt slid afviger fra det normale. Vandindholdet følger vi på samme måde.
- Sunde vingelejer ligger lavt og stabilt. Under fem års overvågning offshore viste velfungerende vingelejer et lavt, konstant indhold af ferromagnetiske slidpartikler, uden stigning med alderen. Et leje med stigende tendens pegede ifølge forfatterne tydeligt mod et for tidligt havari (Møller & Esbensen 2022).
- På vingelejer vejer de grove partikler tungest. De er den primære slidparameter, og jernindholdet alene afgør ikke anbefalingen.
- Flåden som reference. Vi placerer hvert leje i flåden med en percentilrangering. ASTM D7720 beskriver teknikken som en kumulativ fordeling af de sorterede værdier, der ikke forudsætter en bestemt statistisk fordeling. Standarden er skrevet til olie i drift, og vi bruger samme statistiske princip på fedt.
- Fabrikantens kriterier går forud. ASTM D7720 understreger, at teknikkerne ikke tilsidesætter grænser, som fabrikanten har fastsat og valideret. Har møllefabrikanten eller fedtleverandøren validerede kriterier, holder vi jeres data op mod dem, når I giver os dem.
Sådan forløber samarbejdet
- Aftale. Før vi leverer den første analyse eller tolkning, underskriver I og vi en rammeaftale, og hver opgave aftales for sig.
- Planlægning. Vi aftaler lejetyper, prøvetagningssteder pr. mølletype og formålet: løbende overvågning, garantiudløb eller fejlsøgning.
- Prøvetagning. Vi sender en prøvetagningsvejledning. Prøvetagning på stedet kan aftales.
- Analyse. Vores partnerlaboratorier analyserer prøverne.
- Tolkning og rapport. I får en vurdering pr. leje og et overblik over flåden med anbefalet handling og dato for næste prøvetagning.
- Opfølgning. Kampagnen kan gentages, så hvert leje følges over tid, og tidspunktet kan afstemmes med garantiudløbet.
Hvem vi arbejder for
Vi arbejder for kunder inden for hav- og landvind i Nordeuropa.
Uvildig tolkning
Vi sælger hverken smørefedt, smøreanlæg eller lejer. Vores anbefaling bygger på jeres data, standarderne og den publicerede litteratur og på vores faglige vurdering.
Litteratur
- Møller, H.S., Esbensen, K.H., Wurzbach, R. (2016). Grease sampling and analysis for in-service Condition Monitoring (CM) of wind turbine blade bearings. LUBMAT 2016, Bilbao.
- Møller, H., Esbensen, K.H. (2022). Representative Sampling for condition monitoring of in-service wind turbine bearings: challenges and solutions over 10 years. TOS Forum 11, 207–215. doi:10.1255/tosf.150
- Møller, H.S., Esbensen, K.H. (2025). A Manual Process Sampling Solution for In-Service PAT Inspection of Wind Turbine Blade Bearing Lubricants. Sampling Science & Technology 4, 95–100. doi:10.62178/sst.004.009
Ofte stillede spørgsmål
Hvad viser en fedtanalyse, som vibrationsmåling ikke viser?
På vinge-/pitchlejer kan vibrationsmåling ikke anvendes, fordi lejet svinger nogle få grader i stedet for at rotere. Her kan en fedtprøve vise lejets tilstand (Møller & Esbensen 2022, 2025). På hovedlejer giver fedtanalysen selve slidpartiklerne – mængde, størrelse og form – ved siden af vibrationsmålingen. Ifølge ASTM D7718 kan fedtanalyse kombineres med vibrationsanalyse.
Er en prøve fra fedtkoppen repræsentativ for vingelejet?
Ja, for den lejetype, den er valideret på. To afmonterede vingelejer blev prøvetaget hele vejen rundt i den aktive zone og sammenlignet med prøver fra fedtkopperne. Gennemsnittene stemte overens for jernholdigt slid og vand, og kopperne indeholdt de samme typer og størrelser af partikler. Prøverne fra udløbshullerne varierede langt mere for jernholdigt slid og vand (Møller m.fl. 2016). Studiet omfattede rillekuglelejer, og ifølge forfatterne kan resultatet sandsynligvis også gælde for andre møllestørrelser og -typer med en lignende vingelejetype.
Hvor ofte bør fedt i vinge- og hovedlejer analyseres?
Vi fastlægger intervallet pr. flåde i programmet ud fra lejernes udvikling. I valideringsstudiet blev fedtkopperne skiftet ved det årlige serviceeftersyn (Møller m.fl. 2016), og i den publicerede metode tages prøverne under inspektionsbesøg (Møller & Esbensen 2025).
Hvorfor kan jern målt ved spektroskopi være lavt, selv om lejet slides?
Fordi de store partikler ikke kommer med, når jern måles ved RDE-spektroskopi. I et valideringsstudie lå RDE-jern under 50 ppm, mens magnetometrisk jern nåede op til 1 400 ppm på de samme prøver (Møller m.fl. 2016). Vingelejerne i studiet havde en defekt. ASTM D8120 beskriver magnetometri som ufølsom over for partikelstørrelsen, men gør opmærksom på, at meget store partikler kan få målingen til at afvige fra den lineære kalibrering. Mere om, hvad ICP ser og overser, i ICP-grundstofanalyse.
Findes der grænseværdier for fedt i drift?
Vi kender ingen standardiserede grænseværdier for fedt i drift. Vi rangerer hvert leje i forhold til dets egen historik og til flåden med det statistiske princip, som ASTM D7720 beskriver for olie i drift. Bruger rapporten vurderingsniveauer, er de TriboTechs egne. Har møllefabrikanten eller fedtleverandøren validerede kriterier, og giver I os dem, gælder de. En tælling i fedt omregnes aldrig til en ISO 4406-kode: mikroskopvejen til koden er tælling efter ISO 4407, som tæller pr. volumen væske, ikke pr. gram fedt.
Kan I tolke en fedtanalyse fra et andet laboratorium?
Ja. Send rapporten, og oplys, hvilken metode der har målt jern og partikler: ICP/RDE, PQ-indeks eller magnetometri. Vi vender tilbage med et tilbud på en tolkning. Metoden afgør, hvad tallet kan bruges til, og vi kan ikke efterprøve det andet laboratoriums prøvetagning.
Kan fedtanalyse bruges ved garantiudløb?
Ja. Garantiudløb er en almindelig anledning til en fedtkampagne på en flåde. Rapporten beskriver slid og vand pr. leje ud fra prøverne på prøvetidspunktet. Har fabrikanten eller fedtleverandøren egne kriterier, og giver I os dem, holdes data også op mod dem. Rapporten tager ikke stilling til, om en skade er dækket af garantien; et eventuelt krav rejser ejeren selv.
Tal med en rådgiver
Fortæl os om jeres flåde, lejetyperne og formålet, så foreslår vi et analyseprogram. Hos os får I rådgivning, ikke kun analyseresultater.