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Warum bei Elektromotoren die Fehlersuche mit Wärmebildkameras wichtig ist

18. Okt 2019 | Thermografie

Es ist kein Geheimnis, dass Wärmebildkameras für die Fehlersuche bei Motorenproblemen nützlich sind. Sie sind ebenfalls für die Überwachung des Motorzustands im Rahmen der vorbeugenden Instandhaltung bei Anlagen zur Energieerzeugung, Produktions- und gewerblichen Anlagen geeignet. Indem Sie Wärmebilder der Oberflächentemperaturen aufnehmen, können Sie den Betriebszustand von Motoren überprüfen. In industriellen Umgebungen kann Ihnen das Führen genauer Aufzeichnungen zum Motorzustand dabei helfen, unvorhergesehe Fehlfunktionen in wichtigen Systemen zu vermeiden.

Unternehmen sehen sich bei einem Ausfall dieser Systeme mit steigenden Kosten aufgrund eines erhöhten Bedarfs an Arbeitskräften und Material konfrontiert. Wenn diese Probleme nicht behoben werden, riskieren Unternehmen negative Folgen für Ihre Profitabilität sowie die Gesundheit ihrer Mitarbeiter und Kunden.

Drohende Motorausfälle können oft durch eine Vielzahl von Techniken erkannt werden, darunter Schwingungsmessung, Ultraschall und Thermografie. Wenn Sie regelmäßige Inspektionswege einrichten, bei denen Wärmebilder aller wichtigen Kombinationen von Motor/Antrieb aufgenommen werden, und diese Referenzbilder zu Vergleichszwecken heranziehen, können Sie besser beurteilen, ob eine heiße Stelle ungewöhnlich ist oder nicht. Außerdem können Sie nach Reparaturen prüfen, ob diese erfolgreich waren.

Reibungslos funktionierende Lager weisen auf diesem Wärmebild eine niedrige Temperatur auf Reibungslos funktionierende Lager sollten eine niedrige Temperatur aufweisen

Auswertung

Die normale Betriebstemperatur eines Motors ist üblicherweise auf dem Typenschild angegeben. Die äußere Oberflächentemperatur, die von der Wärmebildkamera gemessen wird, ist ein Anzeichen für die innere Temperatur. Wenn die Temperatur im Motor zunimmt, steigt auch die Oberflächentemperatur. Ein Thermograf, der sich auch mit Motoren auskennt, kann aus einem Wärmebild beispielsweise eine unzureichende Luftströmung, einen bevorstehenden Lagerausfall, Probleme mit der Wellenkupplung oder die Verschlechterung der Rotor- oder Statorisolierung ablesen.

Fehlersuche mit Wärmebildkameras bei einem kühlen Motor und einem heißen Getriebe Dieses Wärmebild zeigt links einen kühlen Motor und rechts ein heißes Getriebe mit einem außergewöhnlich stark erhitzten Bereich in Weiß.

Wofür steht „Alarmstufe rot“?

Geräte, deren Zustand ein Sicherheitsrisiko darstellt, sollten die höchste Reparaturpriorität erhalten. Jeder Motor verfügt über eine maximale Betriebstemperatur, die in der Regel auf dem Typenschild angegeben ist und die maximal zulässige Temperaturerhöhung eines Motors über die Umgebungstemperatur hinaus darstellt. (Aus konstruktionstechnischen Gründen laufen die meisten Motoren nur bei Umgebungstemperaturen bis 40 °C.) Jede Erhöhung von 10 °C über die angegebene Temperatur hinaus führt in der Regel dazu, dass sich die Lebensdauer des Motors halbiert.

Potenzielle Ausfallkosten

Auch wenn Sie ein externer Dienstleister sind, müssen Sie wissen, was auf dem Spiel steht. Für einen bestimmten Motor können Sie eine Kostenanalyse durchführen, in der Motorkosten, die durchschnittliche Stillstandzeit der Fertigungsstraße durch Motorversagen, Arbeitskosten für den Motorwechsel usw. berücksichtigt werden. Natürlich schwanken die Kosten des Produktionsausfalls je nach Branche. So kann ein Produktionsausfall bei einer Papiermaschine bis zu 3.000 $ pro Stunde kosten, während die Verluste in der Stahlgussindustrie bis zu 1.000 $ pro Minute betragen können. Diese offensichtlichen finanziellen Vorteile, die das rechtzeitige Identifizieren verschlissener Motorteile mit sich bringt, lassen Wärmebilduntersuchungen noch attraktiver erscheinen.

So reagieren Sie auf Anzeichen für einen überhitzten Motor

  1. Unzureichender Luftstrom. Wenn ein kurzes Abschalten möglich ist, ohne die Anlagenprozesse zu beeinträchtigen, sollte der Motor lange genug abgeschaltet werden, um die Luftansauggitter kurz zu reinigen. Planen Sie eine gründliche Motorreinigung bei der nächsten geplanten Betriebsunterbrechung der Anlage ein.
  2. Spannungsunsymmetrie oder Überlast. Die Ursache für dieses Problem, meist eine hochohmige Verbindung in einer Schaltanlage, einem Trennschalter oder dem Motoranschlusskasten, kann normalerweise mit einer Wärmebilduntersuchung lokalisiert und mithilfe eines Multimeters, einer Strommesszange oder eines Stromversorgungsanalysators bestätigt werden.
  3. Bevorstehender Lagerausfall. Wenn die Wärmebilder auf ein überhitztes Lager hindeuten, sollte ein Instandhaltungsauftrag erstellt werden, um das Lager auszutauschen oder zu schmieren. Eine Schwingungsanalyse ist teuer und kann nicht ohne entsprechendes Fachwissen durchgeführt werden, doch sie kann oft dabei helfen, die optimale weitere Vorgehensweise zu bestimmen.
  4. Defekte Isolierungen. Wenn dies ohne allzu große Auswirkungen auf die Produktion möglich ist, sollte die Leistung des Motors in Einklang mit den NEMA-Normen reduziert werden. Erstellen Sie einen Arbeitsauftrag zum frühestmöglichen Austausch des Motors.
  5. Falsche Ausrichtung der Welle. In den meisten Fällen bestätigt die Schwingungsanalyse eine falsch ausgerichtete Kupplung. Wenn ein Abschalten möglich ist, können Laser-Wellenausrichtungsgeräte verwendet werden, um die falsche Wellenausrichtung auf der Stelle zu korrigieren.

Wenn Sie mithilfe einer Wärmebildkamera ein Problem erkennen, verwenden Sie die für die Kamera geeignete Software, um Ihre Ergebnisse in einem Bericht, einschließlich einem Wärme- und einem Digitalbild der Anlage, zu dokumentieren. Dies ist die beste Art, Probleme, die Sie entdeckt haben, sowie die vorgeschlagenen Reparaturmaßnahmen zu kommunizieren.