Probleme und hohe Kosten bei der Lagerung und Instandhaltung von Elektromotoren
Mit Tausenden von Elektromotoren vor Ort stand der nordamerikanische Hersteller von Papier & Forstprodukte Cariboo Pulp & Paper vor einem Problem: Es wurde zunehmend aufwändiger, jeden Motor nach einem Standard Betriebs- und Instandhaltungsplan ökonomisch zu bedienen. Der Leiter für Betriebssicherheit des Werkes hatte von einigen Fachleuten erfahren, dass man in der Branche auf ein ausgereifteres Nachschmier-Programm für Elektromotorenlager zusteuerte.
Dennoch hatte er Zweifel und meinte. „Sicherheit basiert immer darauf, das einfachste Konzept in Gang zu bringen.“ Insofern hätte ein neues Schmierkonzept nur implementiert werden können, ohne die bestehenden Betriebsabläufe im Werk zu verkomplizieren.
Daraufhin hatte das Werk entschieden, seine Elektromotoren ohne Nachschmierung zu betreiben, wohlwissend, dass Elektromotoren unter den rauen Betriebsbedingungen in Zellstoff- und Papierwerken in der Regel nicht länger als 4-6 Jahre überdauern und über 60% von Ausfällen durch falsche Lagerschmierung bedingt sind. Unerwartete Motorenausfälle müssten dann oft betriebsintern behoben werden, was zusätzliche Kosten für Überstunden und Stillstandzeiten zur Folge hätte.
Trotz solcher Reparaturausgaben blieb das Werk bei der Nachschmierung vorsichtig, um einen potentiellen Schmierüberschuss und eine Verunreinigung der Lager zu vermeiden. Außerdem hätte ein neues Wartungsprogramm mehr Arbeitskräfte und zusätzliche Gemeinkosten erfordert.
Eine Änderungsformel
Also rechneten der Leiter für Betriebssicherheit und sein Team alles durch und stellten fest, dass für ein modernes Schmierungsverfahren zusätzliche in Vollzeit tätige Schmierungstechniker eingestellt werden müssten. Sie schätzten die zusätzlichen Kosten jedes neuen Nachschmierungsprozesses auf $100.000 bis $200.000, nicht eingerechnet der zusätzlichen Schmierungsausrüstung, wie Fettpumpen und verlängerte Schmierfettleitungen, die gekauft und/oder installiert werden müssten.
Die Firma wusste, dass sie einen Weg finden musste, um die Betriebsdauer der Elektromotoren zu verlängern, erkannte aber, dass ein komplettes Nachschmierungssystem auch angesichts der bereits vorhandenen Komplexität für die Wartung einer solch großen Anzahl von Motoren recht teuer werden würde. Glücklicherweise wussten sie, wo sie Hilfe erhalten konnten.
Verlauf der Zusammenarbeit
Der Ausfall der Elektromotoren war nicht das erste schmierstoffbedingte Problem, mit dem die Firma in jüngster Vergangenheit konfrontiert worden war. Erst wenige Jahre zuvor war ein ähnliches Problem mit ihrem Zellstofftrockner aufgetreten, wodurch sie bis zu 10-11 Lager jährlich verloren hatten.
Ähnlich wie bei den Elektromotoren erreichten die Kosten durch die Ausfallzeiten jedes Lagers fast $170.000. Daraufhin beschloss das Werk, nach einer Problemlösung außerhalb des eigenen Betriebes zu suchen und trat in Kontakt mit Carl Walther, einem Schmierstoffspezialisten von Krytox Performance Lubricants.
“Ich habe mich gefreut, mit ihnen zusammenzuarbeiten,“ sagte Carl, „denn ich wusste, dass Chemours genau das richtige Unternehmen war, um ihnen bei ihren Schmierstoff-Problemen zu helfen.“ Carl entwickelte mit ihnen eine einzigartige Mischung aus Krytox Schmierfett mit einer speziellen Formulierung zur Problemlösung für den Zellstofftrockner. Dadurch waren sie in der Lage, Produktionsprobleme, die unvorhergesehene Ausfälle, Stillstandzeiten und Laborkosten verursachten, zu beseitigen.
Zu einem späteren Zeitpunkt wandte sich die Firma erneut an Chemours aufgrund eines schmierstoffbezogenen Problems mit ihren Rußbläsern, einem wichtigen Bestandteil im Produktionsprozess. Mit Hilfe eines Getriebes hielten die Rußbläser die Kesselrohre sauber und sorgten für einen effizienten Betrieb.
Die hohe Einschaltdauer und Betriebstemperatur der Rußbläser führte zu regelmäßigen Ausfällen und erheblichen Wartungsanforderungen. Das Sicherheitsteam arbeitete erneut mit Carl zusammen, um Krytox Schmierstoffe an den schwierigsten Rußbläsern zu testen und fanden heraus, dass es nichts anderes auf dem Markt gab, das es mit der Langlebigkeit von Krytox und dem daraus folgenden wartungsfreien Betrieb hätte aufnehmen können.
Das Sicherheitsteam setzte großes Vertrauen in Chemours und Krytox™ Schmierstoffe, so dass sich die Firma an Chemours wandte, um die Lebensdauer ihrer Elektromotoren zu verlängern.
Lebenslange Schmierung
Als die Lager der Elektromotoren geschmiert werden sollten, hatte das Werk zwei primäre Ziele: Verlängerung der Lebensdauer der Elektromotoren – ohne Einsatz zusätzlicher komplexer Nachschmierungs-Prozesse.
Der Leiter für Betriebssicherheit hatte von dem Potential der „lubed-for-life“ Schmierstoffe gehört, war aber noch skeptisch, ob sie anstelle eines einheitlichen Wartungsprogramms die notwendige Zuverlässigkeit gewährleisten konnten. So wandte er sich an Carl, um mehr Informationen zu bekommen.
Carl empfahl ihm Krytox™AUT 2E45 grease, das bereits bei ähnlichen Problemen wie dem der Elektromotoren eingesetzt worden war. „Ich sagte ihm, dass AUT 2E45 best-in-class wäre,“ erklärte Carl, „und dass betriebsinterne Tests gezeigt hätten, dass AUT 2E45 vorzeitige Motorausfälle in Verbindung mit Lagerschmierung für die durchschnittliche Lebensdauer der Elektromotoren beseitigen konnte.“
ASTM D 3336—Schmierfettlebensdauer in Kugellagern
Weibull Wahrscheinlichkeits-Plot
Der Sicherheitsleiter war weiterhin skeptisch und bat um einen ROF-Test, um Krytox™ AUT 2E45 mit alternativen Angeboten zu vergleichen. Die Testergebnisse zeigten, dass Krytox™ Schmierstoffe effektiver waren und 21 bis 64 mal länger überdauerten als Konkurrenzprodukte. Nachdem der Sicherheitsleiter und sein Team die Daten gesehen hatten, waren sie bereit, das Krytox™ lubricants „lubed for life“- Konzept im Werk zu implementieren.
Schmierstoffumstellung bei Pulp & Paper
In den folgenden sieben Jahren begann der Betrieb die Lager für die Erneuerung seiner Elektromotoren mit Krytox™ AUT 2E45 zu befüllen. Die Werksmitarbeiter waren beflügelt und angespornt. Die Zuverlässigkeit der Elektromotoren war ein großes und wichtiges Anliegen, sodass das Reparatur-Team sogar einen Reinraum schaffte, um zu gewährleisten, dass jeder Wartungsvorgang so erfolgreich wie möglich verlief. Das Team hatte von der Effizienz von Krytox™ Schmierstoffen erfahren und hoffte, die laufende Implementierung würde die Zuverlässigkeit jedes erneuerten Motors erhöhen und den Motoren eine längere Lebensdauer als zuvor verleihen.
Die erste Hürde, die der Betrieb nehmen musste, war, die Lager für die Anwendung mit Krytox™ Grease vorzubereiten. Sie erhielten die Lager bereits vorgeschmiert von ihrem Lieferanten, und mussten das auf Kohlenwasserstoff basierende Fett vor der Anwendung mit dem Krytox™ Schmierstoff sorgfältig und vollständig auswaschen, um eine möglichst lange Lebensdauer der Lager sicherzustellen.
Um den Prozess zu vereinfachen, wandte sich der Sicherheitsleiter an verschiedene Lagerhersteller, um eine Lieferkette zu aufzubauen, durch die der Betrieb direkt neue Lager bestellen konnte, die bereits mit Krytox™ Grease vorgeschmiert waren.
Glücklicherweise war das auch kein Problem. Der Sicherheitsleiter konnte einen Lagerhersteller finden, der nicht nur den Wert von Krytox™ Schmierstoffen in seinen Lagern erkannt hatte, sondern auch die Gelegenheit nutzte, eine Verbindung mit dem Werk und Chemours aufzubauen.
Nachdem die Qualitätskontollprobleme mit den vorhergehenden Lagern nun hinter ihnen lagen, konnten der Sicherheitsleiter und sein Team die weitere Implementierung von Krytox™ Schmierstoffen in ihren Elektromotorlagern vorantreiben. Das Werk war zuversichtlich aber auch gespannt darauf, die Früchte seiner Arbeit zu sehen.
Vorteile und Eigenschaften der Schmierstoffe für Pulp & Paper
| Eigenschaft | Vorteile |
|---|---|
| Unübertroffene Oxidationsresistenz des Basisöls | PFPE oxidiert und verklebt auch nicht im Laufe der Zeit. Es hält den hohen Temperaturen in Elektromotoren Stand. Die Betriebstemperatur liegt bei –44 bis 200 °C (–47 bis 392 °F) |
| Moderner PTFE Verdicker | Hochwirksamer Verdicker mit Oxidationsresistenz und Scherfestigkeit |
| Lubed-for-life Potential | Keine Nachschmierung der Lager erforderlich während der Lebensdauer des Elektromotors |
| Ausgezeichnete Korrosionsresistenz | Additive verleihen Beständigkeit gegen Korrosion und Rost während der Lagerung und in feuchter Umgebung |
Die Ergebnisse
Sieben Jahre später hatte Cariboo Pulp & Paper die Lager in über 100 Motoren erfolgreich auf Krytox™ umgestellt. Sie lagern auch jetzt noch mehr als 150 weitere mit Krytox™ Schmierstoffen befüllte Lager für ihre Motoren, wenn die alten Lager ausfallen. Seit der Anwendung von Krytox™ Schmierstoffen gab es bisher keinen einzigen Lagerausfall. Ebenso brauchte kein Elektromotor, der mit Krytox™ AUT 2E45 grease behandelt wurde, aus schmiertechnischen Gründen ausgetauscht werden. Neben der hohen Zuverlässigkeitsrate hat der Einsatz von Krytox™ auch dazu beigetragen, eine einfache Lösung mit weniger Arbeitskraft zu schaffen.
„Um ein vergleichbares Ergebnis mit einem konkurrierenden Schmierstoff zu erzielen, hätten wir einen kompletten Nachschmierungsprozess implementieren müssen,“ erklärte der Sicherheitsleiter. Anders als bei bestehenden Nachschmierungsprogrammen, machten Krytox™ Schmierstoffe zusätzliches Equipment wie Pumpen, Zerks und verlängerte Leitungen überflüssig, was ansonsten zusätzliche Kosten verursacht hätte.
Die Einsparungen
Die Ergebnisse zeigten, dass Krytox™ lubricants eindeutig die kostengünstigste Option für das Unternehmen war. Von nun an sind die Erwartungen hoch, die Lebensdauer der Elektromotoren um mehr als das Doppelte zu erhöhen, und ausgehend von den durchschnittlichen Austauschkosten werden noch bessere Ergebnisse für die Zukunft erwartet.
Durch die Spezifizierung von Krytox™ Schmierstoffen anstelle eines umständlichen Nachschmierungsprozesses können Routine-Wartungskosten im Vorfeld kalkuliert werden und ungeplante sowie laufende Arbeitskosten von bis zu $200 pro Stunde für Schmierungstechniker, zusätzliches Management und Kommunikation in Verbindung mit einem neuen Programm eingespart werden. „Mit ‚lubed-for-life‘ Elektromotorlagern haben wir das zuverlässigste und kostengünstigste Setup mit minimalem Personalbedarf,“ stellte der Sicherheitsleiter fest. „Das ist wirklich das einfachste funktionierende Konzept.“
Lebenslanger Support
Cariboo Pulp & Paper arbeitet weiterhin mit dem Krytox™ Schmierstoff-Team zusammen. Während eines kürzlichen Firmenbesuchs hatten der Sicherheitsleiter und Carl bei einem Rundgang die Gelegenheit, die Schmierstoffe in Aktion zu sehen. „Nach fast zehnjähriger Arbeit an diesem Projekt war es wunderbar zu sehen, wie viel schon erreicht worden war,“ bemerkte Carl.
Mit der weiteren Implementierung von Krytox™ Schmierstoffen bei den restlichen Elektromotoren begannen sie, weitere Einsatzmöglichkeiten des Schmierstoffes im gesamten Betrieb zu erörtern.
Die optimale Schmierstoffauswahl für die Zellstoff- und Papierindustrie
Wie sich schon bei dem Einsatz im Cariboo Werk gezeigt hatte, können Krytox™ Schmierstoffe die Produktivität in Zellstoff- und Papierwerken auf eine ganz neue Ebene bringen. Krytox™ Schmierstoffe werden nicht nur von Endverbrauchern sehr geschätzt, sondern auch von großen Lagerherstellern für die Langzeitschmierung bei anspruchsvollen Anwendungen empfohlen.
Krytox™ Schmierstoffe sind nicht entflammbar und besitzen eine extrem hohe Beständigkeit gegenüber Hitze und Chemikalien. Sie oxidieren und verkleben nicht so wie andere Schmierfette und halten auch Dämpfen und Wasser stand. Außerdem enthalten Krytox™ Schmierstoffe keine VOCs oder chlorhaltige Stoffe.
Die Krytox™ „lubed-for-life” Schmierstoffvarianten machen häufige Nachschmierung überflüssig und beseitigen die schmierstoffbedingte Lagerausfallrate nahezu. In der für Zellstoff- und Papierwerke typischen Betriebsumgebung werden Mitarbeiter deutlich weniger gefährlichen, hoch-temperierten und schlecht erreichbaren Bereichen ausgesetzt, und die Maschinenverfügbarkeit und Motorlebenszeit kann verlängert werden.
Und diese Vorteile setzen sich weiter fort – beim Gewinn des Unternehmens.
Typische Eigenschaften
| Eigenschaft | KrytoxTM AUT 2E45 Grease |
| NLGI-Klasse | 2 |
| Farbe | Weiß |
| Basisöl | PFPE |
| Basisöl-Viskosität, ASTM D 445 cSt bei 40 °C (104 °F) cSt bei 100 °C (212 °F) | 100 12.5 |
| Viskositätsindex, ASTM D 2270 | 119 |
| Verdicker | PTFE |
| Anti-Korrosions-Additive | Proprietär |
| Spezifische Dichte bei 0 °C (32 °F) | 2.0 |
| Penetrationsänderung nach 100.000 Hüben, ASTM D 217, mm/10 | 15 |
| Lagerlebensdauer, Std., ASTM D 3336, 10,000 rpm bei 180 °C (356 °F)* | 25.000+ |
| Betriebstemperaturbereich, °C (°F) | –44 bis 200 (–47 bis 392) |
| Tropfpunkt, °C (°F) | N/A |
| Eigenschaft | KrytoxTM AUT 2E45 Grease |
| Ölabscheidung bei 99 °C (210 °F), ASTM D 6184 | 4% typisch |
| Niedrigtemperatur-Drehmoment, g·cm at –40 °C (–40 °F), ASTM D 1478Start Betrieb | 5800 1900 |
| Niedrigtemperatur-Drehmoment, g·cm at –20 °C (–4 °F), ASTM D 1478Start Betrieb | 650 220 |
| Emcor Korrosion, ASTM D 6138 | 0, 1 (kein Rost) |
| Rostschutz, ASTM D 1743 | O. K. |
| Kupfer Korrosionsresistenz, ASTM D 4048 | 1B max. |
| Wasserauswaschung, ASTM D 1264, % | 1.5 |