NSK Europe Ltd - Problematiska konsekvenser med förfalskade rullager

Problemet med förfalskade rullager är ofta abstrakt. De praktiska konsekvenserna med att installera ett förfalskat lager kan demonstreras med ett exempel på en destillationsapparat som undersöktes på tekniska universitetet (TU) i Dortmund. I det här fallet resulterade ett förfalskat lager i att idrifttagningen blev försenad och att det blev nödvändigt att utforska orsakerna.

Destilleringsprocessen används när det går att separera komponenter i en vätskeblandning p.g.a. olika kokpunkter. Ju oftare processen upprepas desto renare blir innehållet. I industriproduktionen kan volymutvidgningen i destillationskolonnerna emellertid utgöra ett hinder. Dessutom begränsas kapaciteten av tyngdaccelerationen, vilket resulterar i inflexibilitet. Av den anledningen tog sig professuren för vätskeseparation vid TU Dortmund an idén om att forska och vidareutveckla en mer flexibel och platssparande destilleringsprocess som redan används inom den kemiska industrin i Ostasien.

Koncept för en platssparande destilleringsprocess i en slags centrifug

Grundkonceptet var att destilleringen skulle äga rum i en slags centrifug. Tonvikten låg på radien snarare än på höjden för att använda centrifugalkrafterna också. Den här processen har inte bara fördelen att den kräver mindre utrymme utan även att destilleringsprocessen blir intensivare eftersom rotationen stöder separationen.

Hålltiden i separatorn kan reduceras avsevärt jämfört med vid användning av destillationskolonner. Dessutom går det att påverka processen och separationsresultatet genom att införa målturbulens och -hastigheter som snabbt kan ändras. En annan fördel med kombinerad destillering och rotation är en snabb uppstart. Därför lämpar sig processen väldigt bra för satsvis bearbetning: vätska samlas i en behållare och destilleringen startas så snart det finns en viss volym.

Helt klart finns det många skäl till att använda denna process, men i Europa föredrar man den klassiska processen. Därför kändes det lägligt med en vetenskaplig och praktisk undersökning. Det var anledningen till att professuren för vätskeseparation ville bygga en pilotanläggning – i samarbete med ett välrenommerat kinesiskt universitet som redan hade erfarenhet med den här processen. Provkörningar skulle då göras i samarbete med industrikunder samtidigt som processen skulle beskrivas matematiskt för att fastslå möjligheter och begränsningar.

Det var meningsfullt att planera pilotanläggningen tillsammans och få den byggd av de kinesiska kollegorna. Målet var ett trestegsmodulsystem med en rotordiameter på ungefär 90 cm.

Planeringen av pilotanläggningen ägde rum i början av 2011; därefter påbörjades byggandet och anläggningen godkändes i Kina i februari 2012. I november 2012 uppfördes systemet i Dortmund – till att börja med utan kringutrustning. Redan vid de första testkörningarna av systemet uppstod problem: efter ca 20 minuter uppstod tydligt hörbara knackningar i drivsystemet fast det bara kördes på halvfart.

Som drivenhet används en 5 kW motor med en kilremskoppling till den centrala vertikala axeln. Axelns maximala hastighet är 750 varv/min. Ett kullager stöder den nedifrån och två koniska rullager uppifrån. Lagren absorberar även axialbelastningar. Det första antagandet: rörliga delar kom i kontakt med varandra. Rotorerna togs isär, men knackningarna kvarstod. Detta innebar att själva drivenheten måste vara orsaken, och även den togs isär. Men varken processteknikerna eller kollegorna från institutionen för maskinbyggnad vid TU Dortmund kunde fastställa orsaken till knackningarna.

Till slut tog ingenjörerna bort rullagren och försökte kontakta tillverkaren NSK. Med den information man hade antog man till att börja med att orsaken var ett konstruktionsfel och spänningar i de koniska rullagren. Men efter att ha satt ihop drivenheten igen och gjort en testkörning gick det inte att konstatera någon signifikant förbättring. När en testkörning av drivenheten utan centrifug resulterade i upp till 80 °C temperaturökning på axeln efter bara en och en halv timme och att axeln kärvade p.g.a. värmeutvidgning fokuserade man istället på kvaliteten på de övre koniska rullagren av typ HR 30322J.

När NSK fick detaljerade bilder på lagren stod det klart: alla lager var uppenbarligen förfalskningar som inte kom från NSKs produktion. Förfalskarna hade verkligen vinnlagt sig om utseendet på lagren; till och med företagsloggan såg vilseledande autentisk ut. Bäst märktes skillnaden mellan original och förfalskning på bearbetningskvaliteten på de enskilda lagerkomponenterna (fig. 1 + 2).

Inga fler temperaturökningar med originallager i högre kvalitet

Nya lager beställdes från en NSK auktoriserad återförsäljare och installerades sedan. Testkörningar visade att temperaturen på lager och axel låg kvar under omgivningstemperaturen även efter nio timmars kontinuerlig drift eftersom originallager uppvisar betydligt högre kvalitet både vad gäller material och bearbetning. Nu kunde drivenhetskylningen fungera korrekt och några knackningar hördes inte längre. Dessutom gick hela drivenheten mycket tystare än tidigare.

Sammanfattningsvis konstaterades att användning av förfalskade lager resulterade i förseningar i undersökningen av den nya destillationsprocessen. I det fall som beskrevs här blev projektet ”bara” försenat – även om det kan vara väl så irriterande. Maskin- och apparattillverkare bör emellertid vara ytterst medvetna om att användning av förfalskade lager som dessa i utrustningar där säkerheten har en avgörande betydelse kan ha mycket allvarligare konsekvenser till följd. Användare som har inflytande på leveranskedjan bör lägga sina order hos tillförlitliga källor, t.ex. hos rullagertillverkarens återförsäljarpartner.

Exemplet visar också att lagertillverkarnas ansträngningar att bekämpa förfalskningar är till gagn för kunderna likaväl som för användarna. NSK har gått med i World Bearing Association (WBA) och stöder användare i att identifiera förfalskade rullager.

För mer information om NSK lager kontakta   info-de@nsk.com  +49 2102 481 0
eller besök vår webbplats: www.nskeurope.se

Fig. 1: Förfalskade lager går knappast att känna igen på utseendet, men det kan få problematiska konsekvenser att använda dem.

Fig. 2: Skillnaden mellan lager i original och förfalskning går att fastställa tydligast genom att titta på bearbetningskvaliteten på lagerkomponenterna.