hjälp av magnetindikator

(1)

E X A M E N S A R B E T E

ROBERT SJÖLUND ERIK SÖDERKVIST

Tillståndskontroll av hydraulmotorer med

hjälp av magnetindikator

CIVILINGENJÖRSPROGRAMMET Maskinteknik

Luleå tekniska universitet

Institutionen för Tillämpad fysik • Maskin- och materialteknik Avdelningen för Maskinelement

2006:203 CIV • ISSN: 1402 - 1617 • ISRN: LTU - EX - - 06/203 - - SE

(2)

Förord

Examensarbetet är den avslutande kursen i civilingenjörsutbildning med inriktning mot maskinkonstruktion vid Luleå Tekniska Universitet. Arbetet är utfört vid LTU på uppdrag åt Hägglunds Drives AB i Mellansel under perioden september 2005 – februari 2006.

Vi vill rikta ett stort tack till vår handledare på Hägglunds Drives AB Ulf Skytte af Sätra som alltid ställt upp med stöd och hjälp under arbetets gång.

Vi vill även tacka vår examinator och handledare vid LTU Sergei Glavatskikh som bidragit med hjälp och värdefulla råd.

Ett stork tack riktas även till Hydraulikmontage AB i Luleå. Deras stora kunskap inom hydraulik var till stor hjälp vid byggandet av testriggen.

Luleå, 2006-06-06

__________________ __________________

Erik Söderkvist Robert Sjölund

___________________________________________________________________________

Tillståndskontroll av hydraulmotorer med hjälp av magnetindikator 1

(3)

Sammanfattning

Detta examensarbete är utfört vid Luleå Tekniska Universitet på uppdrag åt Hägglunds Drives AB i Mellansel. Hägglunds Drives tillverkar kompletta hydrauliska drivsystem, som

inkluderar hydraulmotorer.

I en hydraulmotor uppstår det slitage när metalliska ytor kommer i kontakt med varandra när till exempel ett lager får otillräcklig smörjning. Slitaget ger upphov till metalliska partiklar som cirkulerar i hydrauloljan och samlas upp i ett filter. Genom att samla upp och studera slitagepartiklarna kan man uttala sig om hydraulmotorns kondition. Detta görs idag med hjälp av en magnetplugg som monteras på motorns dräneringsledning och inspekteras manuellt med jämna tidsintervall. Hägglunds Drives tittar nu på möjligheten att ersätta denna manuella inspektion och behövde hjälp med att testa och utvärdera nya givare/sensorer.

För att kunna simulera spolningen hos en hydraulmotor behövdes en testrigg byggas. Arbetet med testriggen började med att identifiera de krav som behövdes i en kravspecifikation. Efter dessa krav byggdes sedan riggen och testerna kunde börja.

De givare som testades kunde inte rakt av jämföras mot varandra vilket gör det svårt att dra några slutsatser om vem som är mest effektiv. Studien resulterade dock i ett antal

konstateranden. Bland de testade givarna är Eatons electric chip detector det mest intressanta alternativet för fortsatt utvärdering. Detta för att den inte behöver inspekteras manuellt och kan även göra det möjligt att bevaka trender med hjälp av ett komplement. Vid låga flöden (4 l/min) fungerar Hägglundspluggen bäst. Vill man kontrollera pluggen manuellt är

eatonpluggen att föredra eftersom den kan inspekteras under drift.

___________________________________________________________________________

(4)

Abstract

This thesis is made at Luleå Tekniska Universitet on the mission of Hägglunds Drives AB in Mellansel. Hägglunds Drives is a manufacturer of complete hydraulic drive systems,

including hydraulic motors.

In a hydraulic motor, wear appears when two metallic surfaces come in contact with each other, for example when a bearing is lubricated poorly. The wear products consist of metal particles which circulate in the hydraulic oil and are collected by a filter. By gathering and studying these wear debris, one can know the condition of the hydraulic motor. At Hägglunds Drives this monitoring is made manually by inspecting a magnetic plug, assembled on the drain line of the motor. This approach is not efficient enough so Hägglunds Drives is looking for an opportunity to replace the manual inspection and needed help to test and evaluate possible new sensors.

The tested sensors can not be directly compared which makes it hard to draw any conclusions of the efficiency of the different sensors. The study can, however, establish that the most interesting alternative for further evaluation is the Eaton electric chip detector. This because it does not require manually inspection and make it possible to supervise trends with the help of a complement. At low flows (4 l/min) the Hägglundsplug is the most suitable. If you want to inspect the plug manually the eatonplug is the most appropriate because it can be inspected while running.

___________________________________________________________________________

(5)

1 Inledning ... 5

1.1 Bakgrund ... 5

1.2 Problembeskrivning... 5

1.3 Syfte/mål ... 5

2 Metod... 6

3 Översikt av tillgängliga givare och metoder... 7

3.1 Inledning... 7

3.2 Analys av slitage och partiklar i hydraulolja... 8

3.3 Givare och partikelräknare ...13

4 Funktionsbeskrivning - Early warning kit ... 21

4.1 Inspektion ...21

4.2 Inspektions rutiner ...22

5 Testrigg ... 23

5.1 Kravspecifikation testrigg: ...23

5.2 Funktionsbeskrivning testrigg ...24

5.3 Modulenheter ...28

5.4 Test ...31

5.5 Järnpulvret ...32

6 Resultat ... 33

6.1 Magnetpluggar ...33

6.2 Magnetfilter Magnom...47

6.3 Electric chip detector ...50

7 Diskussion ... 54

7.1 Magnetpluggar ...54

7.2 Magnetfilter Magnom...55

7.3 Electric chip detector ...55

7.4 Slutsatser ...55

7.5 Felkällor...55

8 Framtiden... 56

9 Referenser ... 57

Bilagor

1. Mätprotokoll

2. Storleksfördelning ASC100

3. Storleksfördelning ASC300

4. Viskositets Temperaturdiagram Olja Shell Tellus S

___________________________________________________________________________

(6)

1 Inledning

1.1 Bakgrund

Hägglunds Drives AB i Mellansel tillverkar kompletta hydrauliska drivsystem som inkluderar hydrauliska motorer, tillbehör, kraftenheter och kontrollsystem. I en hydraulmotor uppstår det slitage när metalliska ytor kommer i kontakt med varandra när till exempel ett lager smörjs dåligt. Slitaget ger upphov till metalliska partiklar som cirkulerar i hydrauloljan och samlas upp i ett filter, för att förhindra att övriga komponenter i systemet kommer till skada. En av fördelarna med hydraulik är att hydrauloljan används för energiöverföring, smörjning samt bortförsel av förlustvärme och slitagepartiklar.

Genom att samla upp och studera slitagepartiklarna så kan man med god säkerhet uttala sig om konditionen hos hydraulmotorn. Idag görs detta praktiskt genom att montera in ett filter med en magnetisk plugg på motorns dräneringsledning och manuellt inspektera den med jämna tidsintervall.

1.2 Problembeskrivning

Att manuellt inspektera en magnetplugg är praktiskt i labbmiljö men mer komplicerat i en verklig miljö. Det krävs erfaren personal för att ”tolka” partiklarna som fastnar på

magnetpluggen och övervakningen sker inte i realtid.

Hägglunds tittar nu på möjligheten att ersätta den manuella inspektionen med ett system som bevakar trenden på slitaget, för att på så sätt kunna få en tidig varning innan ett haveri

inträffar. Sådana system hittar man idag främst inom flygindustrin. Det finns en mängd olika sensorer, allt ifrån enkla magnetsensorer till mer avancerade system som övervakar i princip allt som cirkulerar i oljan och skapar en dataloggning av dessa i realtid. För att kunna testa hur några av dessa system skulle fungera för Hägglunds, byggdes en testrigg för att simulera spolningen hos en hydraulmotor.

1.3 Syfte/mål

• Utföra studier på vad som är gjort idag vad gäller on-line och in-line analys av metalliska partiklar i ett verkligt cirkulerande system.

• Konstruera och bygga en testrigg.

• Utföra praktiska prov på testriggen för att kunna jämföra andra system mot det nuvarande.

___________________________________________________________________________

(7)

2 Metod

För att få en klar bild av problemet börjades arbetet med ett möte på Hägglunds Drives AB i Mellansel. En stor del av examensarbetet var att konstruera och bygga en testrigg, eftersom testriggen som var tänkt att användas inte fanns kvar. Innan testriggen började konstrueras togs en kravspecifikation fram. När sen testriggen var färdigkonstruerad gjordes en

beställning på de ingående komponenterna.

När sedan testriggen var färdigbyggd och fungerande, togs en testrutin fram för att testerna skulle bli så tillförlitliga som möjligt. Sen startades testerna med de olika givarna/sensorerna som Hägglunds försett oss med.

Slutligen presenteras de resultat och slutsatser som testerna gett upphov till och några jämförelser mellan givarna/sensorerna. Även några förslag på framtida arbeten redovisas.

___________________________________________________________________________

(8)

3 Översikt av tillgängliga givare och metoder

3.1 Inledning

Analys av slitage är oumbärlig för att effektivisera mätningen av en maskins livstid. När maskinkomponenter slits, hittas ofta bevis för detta i oljan som flödar genom maskinen. Till exempel när en komponent i maskinen börjar krypa eller bli utmattad kan delar av

komponenten brytas lös och bli slitagepartiklar i oljan.

Mycket kan läras av maskinens kondition genom analys av slitage. Eftersom detta börjar många företag satsa mycket tid och pengar för att utveckla instrument för att upptäcka slitagepartiklar i oljan. Dessa instrument tillåter underhållspersonal att effektivt mäta oljans kondition och därmed kan de förutsäga när komponenten går sönder.

Traditionellt utförs analys av slitage genom en rutinmässig mätning där ett oljeprov tas och skickas vidare till ett labb för analys. Laboratoriet gör utförliga tester på oljan som i vissa fall kan ta upp till en vecka att genomföra. Undertiden kan en utsatt komponent redan ha gått sönder och medfört produktions bortfall samt dyra reparationskostnader. Nu när de nya on- line och in-line slitage analyserarna finns på marknaden kan underhållspersonal direkt detektera ändringar i maskinens kondition och därmed reparera komponenten innan den går sönder.

Målet med analys av slitage är att bestämma förekomst, storlek samt möjligt ursprung för både metalliska och icke metalliska partiklar. Det finns tre olika sätt för analys av slitage, se Figur1. Det mest använda sättet är off-line analys som innebär att ett fysiskt oljeprov måste tas. Det provet måste sedan analyseras i ett labb eller av en portabel slitageanalyserare. Till skillnad från det traditionella sättet med off-line analys finns det två nya sätt att analysera slitage i ett system; on-line och in-line analys.

On-line och in-line analyserare övervakar automatiskt systemet efter slitage partiklar. En fördel med både in-line och on-line är att de påverkas ytterst lite utav yttre påverkningar.

On-line analyserare provar och analyserar kontinuerligt bara en del av oljeflödet. On-line analysering av oljan kan då missvisande om det analyserande flödet är för litet relativt med systemets flöde. Resultat från sådana prover indikerar sällan några problem med systemet även om systemet faktiskt innehåller slitage partiklar. Inom off-line analysering kan detta också vara ett problem.

In-line analyserare provar och analyserar kontinuerligt hela oljeflödet. Resultaten från in-line analys fås direkt och påverkas inte av yttre omständigheter. Dessa analyserare ger

kontinuerliga realtids data som gör att företag kan tillämpa trendkurvor av oljekonditionen vilket gör det lättare att förutse haverier. In-line analyserare minskar även kostnaden för oljeprover och labb analyser.

___________________________________________________________________________ Figur1. Bild av de tre olika sätten att analysera olja.

(9)

3.2 Analys av slitage och partiklar i hydraulolja

___________________________________________________________________________

3.2.1 In-line slitagedetektorer [1]

Inline detektorer fungerar bäst vid väldigt låga flödeshastigheter eller för flöden i små rörledningar. Vid högre flödeshastigheter kan givaren endast kontrollera en del av oljan beroende på designen av givaren och strömningen runt den. Dessa givare är dock de enda som ger den sanna bilden av partiklarna i oljan.

Magnet/konduktans

En enkel magnetplugg är en magnet som är insatt i oljan. Den kan ha en speciell

”recirculating sampling box” som försöker att projicera partiklarna mot magneten, men oftast är det en magnet som sitter inne i systemet. Förenas två magnetiska poler i magnetpluggen av tillräckligt mycket partiklar blir dessa då automatiskt detekterade. Skulle magnetpluggen bestå av endast stora partiklar kan de bli bortbrända av elektriska pulser. Figur 2. visar ett sådant system från Eaton Aerospace.

Figur 2. Ett magnetsystem från Eaton Aerospace.

Magnet/induktans

Ett sådant system liknar systemet med en magnetplugg. Skillnaden är den att när varje partikel eller grupp av partiklar blir tagen av magneten, detekterar en induktanssensor en skillnad i strömmen proportionellt mot massan av slitaget. Sedan kan ett program detektera alarm och visa diagram över slitaget. Sådana system kallas Quantitative Debris Monitor (QDM®) eller IQ™ Debris Monitoring System och görs av Eaton Aerospace.

Figur 3. Ett QDM system från Eaton Aerospace.

(10)

Nät/konduktans

Det här systemet bygger på en nätkonstruktion som fångar upp partiklar och sedan genererar en signal genom elektrisk konduktans. Detta system är användbart när man vill ha ett så litet tryckfall som möjligt över givaren. Detta beror på att man kan göra den på många sätt så flödet kan breda ut sig över hela arean av givaren. Figur 4. visar ett sådant system från Eaton Aerospace.

Figur 4. Ett Electromesh system från Eaton Aerospace.

3.2.2 In-line partikelanalyserare [1]

Induktans

Denna givare fungerar så att en spole är lindad runt röret där oljan går och detekterar metallpartiklar genom en induktans förändring. Givaren skickar sedan en elektrisk puls om partiklarna är större än 100 µm och storleken av pulserna är relaterade till storleken av partiklarna. Denna typ av givare kallas Oil Debris Sensor och figur 5. nedan visar en sådan i genomskärning.

Figur 5. Genomskärning av en Oil Debris Monitor.

___________________________________________________________________________

(11)

___________________________________________________________________________

3.2.3 On-line slitagedetektorer [1]

On-line detektorer är en kompromiss mellan off-line och in-line därför att bara en del av oljan undersöks av detektorn, den undersöks dock grundligt. Det finns två olika sorters on-line detektorer. En som fångar upp partiklarna och en som ”tittar” på partiklarna. Nedan beskrivs dessa givare.

Elektrisk konduktans

En typ av konduktansgivare består av en perforerad plåt belagt med ett konduktans rutnät. När partiklarna fastnar på rutnätet bryggas konduktansnätet och givaren ger ifrån sig en signal.

Denna givare liknar Quantitative Debris Monitor (QDM®) och kan användas in-line vid låga flöden. Den har även vissa likheter med Electromesh® på grund av dess nätkonstruktion.

Magnet/attraktion

Detta fungerar på samma sätt som magnet/konduktans i avsnittet in-line slitage detektorer ovan.

Optiskt

Det finns ett flertal optiska teknologier och några redogörs nedan.

Optisk – Fraunhofer

Fraunhofer fungerar med en rad av detektorer som står bakom en ljusstråle. Ljusstrålen lyser genom oljan och detekterar partiklarna i den. Den kan detektera partiklar ner till 1 µm men om oljan är väldigt tjock eller innehåller luft kan resultaten bli dåliga.

Optisk – time of transition

En roterande ljusstråle passerar över partiklarna och mäter övergångstiden som är

proportionell mot partikelstorleken. En fotodiod mäter sedan skillnaden i intensitet. Den kan både placeras i en sond inne i oljeflödet eller utanför.

(12)

___________________________________________________________________________

3.2.4

3.2.5 Partikelräknare

On-line partikelanalyserare [1]

Filter blockering

Filter blockering fungerar så att flödet passerar genom ett fint nät med känd hålstorlek.

Skillnaden i flödet beror på hur många hål i nätet som är igentäppta. Utav detta får man ett tryckfall över givaren. Det går även att använda flera nät med olika hålstorlek. Denna givare kan hantera alla sorters oljor och både metalliska och icke metalliska material.

Induktans

Detta fungerar på samma sätt som induktans i avsnittet in-line partikelanalyserare ovan.

De flesta partikelräknare använder en lampa eller infraröd energi för att belysa de individuella partiklarna i vätskan. De används främst till att undersöka föroreningar i vätskor och gaser.

Känslighetsområdet är en del på en miljard (parts per billion, ppb). Figuren nedan visar ett enkelt diagram över en ljusutsläckande sensor. Mängden ljus som blockeras av partikeln detekteras av en fotodiod som sedan omformas till en elektrisk utsignal. Frekvensen och amplituden av denna utsignal ger då information om partikelstorleken och koncentrationen partiklar i vätskan. Se Figur 6.

Figur 6. Funktionen för en vanlig partikelräknare.

Detektionskapaciteten hos en automatisk partikelräknare är huvudanledningen till varför den är så lämplig att övervaka en maskins kondition. Den kan på ett tidigt stadium upptäcka slitage som till exempel orsakas av dålig smörjning.

Att bevaka trender med hjälp av partikelräknare i ett system indikerar en variation av olika konditioner och problem, inte bara när partiklarna tillkommer eller försvinner från oljan.

Olika testresultat visar att när man bevakar trender över slitagepartiklar så indikeras

förändringar i konditionen för hela systemet. Jämfört med andra teknologier för att upptäcka slitage, t.ex. vibrations analys, finns det ingen som upptäcker slitage lika snabbt som en partikelräknare. En ytterligare fördel är att den numera har blivit accepterad inom industrin.

(13)

On-line partikelräknare

Den största störningen i en automatisk partikelräknare är att den räknar ”mjuka partiklar”.

Med ”mjuka partiklar” menas luft/gas bubblor samt vattendroppar. Automatiska

partikelräknare som använder sig av ljus detekterar båda. Eftersom dessa ”mjuka partiklar”

blockerar ljusstrålen på samma sätt som ”hårda partiklar” (järn, stål) blir detta ett problem.

Problemet blir extra påtagligt när ett oljeprov skall analyseras off-line och det bara är de hårda partiklarna som är intressanta. Ibland kan dock detta vara till en fördel, eftersom både luft/gas och vatten i oljan är föroreningar och kan vara orsaken till mekaniska haverier eller till att oljan förstörs. En on-line partikelräknare som inte bara detekterar ”hårda partiklar”, utan också vatten eller luft, har således en klar fördel i alla hydrauliska system och i många andra applikationer med olja.

___________________________________________________________________________

3.2.6 Trend analys [1]

Trend analys är en process där ändringar i en maskins kondition bestäms utifrån en undersökning av ändringar eller utsignaler i en viss givare. Olika system förevisar olika trender. Föroreningar i oljan som kommer från ett system innehållande växlar eller lager kan vara ganska höga i början, särskilt om det inte gjorts några försök att köra in systemet.

Föroreningarna minskar gradvis medan systemet körs in. Efter inkörning kommer en låg och accepterad föroreningsgrad som är förbunden med väl smorda ytor. När maskinen börjar visa tecken på utmattning eller brott, ökar föroreningsgraden till en nivå där den inte varit förut.

Dessa tre steg av slitage visas i Figur 7.

Figur 7. ”Bath tub” slitagenivå kurva.

En annan funktion av slitage som ändras med tiden är när nivån av slitage börjar gå upp och ned. Spridning är sålunda sedd som en trendindikator. Se Figur 8.

(14)

Figur 8. Kurva av spridning av slitage.

Den tredje varianten av trend identifikation är när storleken av partikeln mäts. Denna metod är svårare att mäta än när mängden partiklar mäts, men metoden är bra för att detektera vid vilken punkt partiklarna blir för stora. Se Figur 9.

Figur 9. Kurva av slitagepartiklar.

3.3 Givare och partikelräknare

Många företag erbjuder både on-line och in-line produkter som är designade för att upptäcka slitagepartiklar i oljan. Eftersom sensorerna använder sig av olika teknologier för att

undersöka oljans kondition, varierar sensorernas förmåga att detektera specifika fel i oljan.

Nedan presenteras olika företag och deras sensorer.

3.3.1 Eaton [2]

Smart Zapper® Electric Chip Detector

___________________________________________________________________________

Tillståndskontroll av hydraulmotorer med hjälp av magnetindikator 13 Eatons Smart Zapper electric chip detector

samlar upp järnhaltiga magnetiska partiklar i oljan och ger sedan ifrån sig en extern signal. Den har två elektroder skilda från varandra med en central magnet som attraherar partiklarna att fastna på

elektroderna. Elektroderna är anslutna till en extern kretsgång. När partiklar har fyllt gapet mellan de två elektroderna sluts

(15)

kretsgången och systemet ger ifrån sig en signal. Smart Zappern kan reducera onödiga falsklarm genom att skicka ut en stark strömpuls som bränner bort de mindre partiklarna som fastnat på elektroderna. Detta för att de små partiklarna inte ska ge effekt på de större

partiklarna. Slitagepartiklarna behålls således i systemet för framtida analys.

QDM® (Quantitative Debris Monitor)

QDM är en sensor som använder sig av ett magnetiskt fält för att ta upp slitagepartiklar i oljan. Den avger en signal som visar hur stor massa den fångade partiklen har och håller sedan kvar partikeln för inspektion och analys.

Ofta är sensorn inkopplad där flödet är maximalt för optimal effektivitet. Till exempel har Eaton en in-line

virvel separator (Lubriclone®) som separerar slitagepartiklar från oljan med en effektivitet närmare 100 % beroende på partikelstorlek och tolererbart tryckfall. Separatorn kan också bli försedd med en självstängande ventil så att bara att en liten mängd olja försvinner när sensorn ska inspekteras. Om sensorn når en förutbestämd nivå för hur mycket partiklar den samlat upp ger den ifrån sig ett alarm. Signalupptagaren kan kopplas ihop med upp till sex sensorer samtidigt.

3.3.2

a kt

kurva på MACOM Technologies Ltd. [3]

TechAlert™ 30

TechAlert 30 är en sensor som består av en magnetisk sond som t upp järnhaltiga magnetiska slitagepartiklar. Sensorn placeras dire i oljeflödet. När slitagepartiklarna blir upptagna av sonden skickar den inbyggda mikroprocessorn en signal som indikerar hur stor mängd partiklar den tagit upp. Signalen genererar en trend hur mycket sensorn tagit upp beroende av tiden och alarm kan sättas in beroende på applikation. Sensorn är tillämpad för att passa in i en sluten växellåda eller i ett oljetråg.

r

TechAlert™ 20

TechAlert 20 är en on-line sensor som är designad för att mäta mängden av järnhaltiga magnetiska slitagepartiklar i ett cirkulerande oljesystem. Sensorn genererar en output som är proportionellt mot mängden slitagepartiklar den samlat upp. I den inbyggda processorn sätts en i förväg inställd nivå in.

När outputen når denna nivå startar sensorn en

spolningsperiod som spolar bort partiklarna från huvudet på sensorn. Tiden mellan spolningarna och mängden

slitagepartiklar kan användas för att skapa en realtids analys av systemet baserat på hur mycket föroreningar det är i oljan.

TechAlert 20 passar att används i de flesta cirkulerande oljesystem och särskilt bra i växellådor, hydrauliska system samt i motorers vevhus.

___________________________________________________________________________

(16)

TechAlert™ 10

TechAlert 10 är en on-line magnetisk induktanssensor som detekterar både järnhaltiga och icke-järnhaltiga partiklar.

Sensorns output ger information om slitagepartiklarnas storleksfördelning genom att räkna partiklarna och registrera dem. Sensorn använder en patenterad sållnings teknik för att undvika eventuella falsklarm orsakade av vatten eller luft i oljan. TechAlert 10 kan användas i de flesta oljesystem t.ex. växellådor, pumpar och motorer.

Om TechAlert 10 och TechAlert 20 används i serie kan en mer avslöjande bild av vilka slitagepartiklar som genereras i systemet detekteras. Från ett normalt slitage till ett slitage där det kan bli haveri i maskinen.

___________________________________________________________________________

3.3.3

ilket skiljer dem åt. Sensorn vidarebefordrar

3.3.4

GasTOPS Ltd. [4]

MetalSCAN

MetalSCAN är en slitageanalyserare som installeras in-line utan effekter på flödet och arbetstrycket. Sensorn detekterar partiklar genom ett magnetiskt fält drivet av växelström. En magnetisk partikel går igenom en passage i en känslig spole. När en partikel passerar sensorn förenar sig den med det magnetiska fältet.

Outputsignalens faser är olika för

järnhaltiga och icke-järnhaltiga partiklar v

information till en digital dataenhet, som i sin tur kan behandla upp till sju olika sensorer.

Dataenheten har flera olika varningar och alarm identifikationer. Eftersom sensorn inte samlar upp några partiklar behöver den inte rengöras och det genereras inte några falsklarm p.g.a.

partikeluppbyggnad. Den är designad för att klara av hårda miljöer och används både i militära och kommersiella applikationer.

Manor Technology Monitoring Ltd. [5]

PATROL®

PATROL är en in-line slitageanalyserare som innehåller ett par av induktiva spolar ordnade i en brygga runt ett vätskebärande rör. När metalliska partiklar passerar fältet runt spolarna påverkas fältet på två olika sätt. Det första sättet är när en ledande partikel skapar en inducerad ström, som skapar en

energiförlust från spolen. Det andra sättet är att järnhaltiga slitagepartiklar ökar tätheten på fältet kring spolen. Strömkretsen detekterar båda sätten och producerar två outputs av volt

(17)

beroende på om det är järnhaltiga eller icke järnhaltiga partiklar som passerar. PATROL kan detektera järnhaltiga partiklar ner till 25 μm och icke järnhaltiga partiklar ner till 90 μm. Oljan flödar genom sensorn utan något hinder och därför finns det ingen tryckbegränsning orsakad av partiklar. Den har ett temperaturområde från 0 grader till 125 grader och kan därför användas i många sorters applikationer. Eftersom PATROL är en in-line fullflödes detektor undviker den felmeddelanden och förseningar som ofta förekommer i labbanalyser. En egen utvecklad algoritm gör det möjligt för sensorn att sända ut alarm när en nivå av onormalt mycket slitage nås.

___________________________________________________________________________

3.3.5

nnefatta

3.3.6

T. F. Hudgins Inc. Spinner II Products

Grid Switch®

Grid switch är en on-line slitageanalyserare som tar upp järnhaltiga partiklar. Sensorn är innesluten i ett kraftigt aluminiumhölje. När oljan flödar genom sensorn kommer den i kontakt med en elektrisk ledningspanel som i

av två elektriska ledningsnät. När en tillräcklig mängd partiklar samlats på ledningspanelen, överbryggas de två ledningsnäten, strömkretsen sluts och ger ifrån sig ett alarm. Alarmet kan ställas in för att ge ifrån sig antingen en

visuell eller en hörbar signal. Alarmet kan även ställas så att maskinen stängs av.

s

En stor fördel med Grid Switch är att den inte innehåller några rörliga delar. Den behöver lite underhåll, kan rengöras och inspekteras utan att maskinen behöver stängas ner. Sensorn kan användas i motorer och i de flesta oljesystem, framförallt i växellådor och kompressorer.

Lubrigard Ltd.

Lubrigard Onboard Oil Condition Sensor

Lubrigard är en in-line oljekonditionssensor som även kan detektera temperaturer. Den mäter förlustfaktorn (Tandelta) hos oledande material som ökar med starkt polariserade föroreningar såsom vatten, glykol och oxiderande produkter. Elektriskt ledande metallpartiklar samt sot ökar även Tandelta. Förlustfaktorn hos oledande material har ett större dynamiskt område (0.005 – 0.1) än det konstanta området (2.2 – 2.9) och är därför en mer

känslig indikator för oljekonditionen. Eftersom den är enkelt byggd, liten och kompakt och passar därför in i de flesta oljesystem. Sensorns output är en analog signal som kan sättas till olika alarmnivåer och den kan även spara signalen för nerladdning och analys.

(18)

___________________________________________________________________________

3.3.7

3.3.8

Spectro Analytical Instruments Inc.

On-line Model 600T-LP Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) Process Analyzers

Spectro Analytical Instruments har utvecklat EDXRF-teknologi (Energy Dispersive X-ray Fluorescence) för on-line mätning av partiklar. EDXRF-teknologin mätar koncentrationen av grundämnen från atomnummer 12 (magnesium) till atomnummer 92 (uran).

Sensorn kan ställas in för att mäta vilken som helst av dessa eller blandningar av grundämnena och den kan mäta upp till sex stycken åt gången. Fördelarna med XRF-teknologin är att den är lätt att sköta och kräver minimalt med service. Den innehåller två skåp. Ett

kontrollskåp där all elektronik sitter och ett analysskåp där flödet passerar och XRF

mäthuvudet sitter. Mätningen börjar i flödescellen som är gjord av speciellt utvalda material som är neutrala mot den vätska som testas. När vätskan går igenom flödescellen börjar analyserarens X-ray rör (röntgenstråle) ge ifrån sig röntgenstrålar genom fönstret på flödescellen in till vätskan i systemet. De upptagna grundämnena blir exciterade av röntgenstrålen och de fluorescerade fotonerna projiceras tillbaka genom fönstret på

flödescellen till detektorn som omvandlar de till en analog output. Den analoga outputen blir sedan omvandlad till en skalad signal av kontrollenheten. Denna analyserare kan användas i en mängd olika applikationer för att analysera grundämnenas beståndsdelar hos oljesystemet.

Lockheed Martin Corp. and FRAS Technology [6]

LaserNet Fines

LaserNet Fines teknologi är unik eftersom den kombinerar partikelräkning och formklassificering i ett och samma instrument. Genom en laserbaserad bildbehandlings teknologi analyserar denna slitageanalyserare partiklar i en vätska till direkt storlek och karaktäriserar partiklarna i storleksintervallet 4 - 100μm. Som partikelräknare mäter enheten partiklarnas koncentrationsnivåer i enlighet med de

olika renlighetsstandarder som finns (ISO 4406, NAS 1638 och NAVAIR 01-1A-17). Som slitageklassificerare kan enheten klassificera partiklar större än 20μm till olika slitage och kontaminations kategorier. Dessa kategorier är: svårt glidningsslitage, skärande slitage, utmattningsslitage, fibrer, icke metalliska partiklar, vatten, luft och annat.

LaserNet Fines är PC-baserat och kombinerar vanlig laserteknologi med artificiell intelligens (AI) för att övervaka oljekonditionen hos kritiska maskinkomponenter. Den kan analysera maskinvätskor såsom hydraulolja, smörjmedel och bränslen med en laseravbildande optisk flödescell. För att detektera slitagerpartiklar avbildar en laserbaserad kamera vätskan som rör sig genom cellen. Den klassificerar partiklarna efter storlek och typ för att kunna göra

rapporter som identifierar maskinkomponenterna för förebyggande underhåll. Den

upprätthåller även en databas över alla slitagepartiklar större än 20μm för att kunna ta fram trendkurvor och samla historia över slitaget.

(19)

3.3.9

3.3.10

Smiths Aerospace Electronic Sensors [7]

Oil-Line Sensor

Smiths Aerospace har utvecklat en elektrostatisk oil-line sensor (OLS) som detekterar både små metalliska slitagepartiklar (fines) och icke metalliska partiklar som produceras när en komponent börjar gå sönder. Ursprungligen var den utvecklad för att detektera slitage i gasbanan i jetmotorer, där den användes för att övervaka elektrostatiska laddningar och specifika ändringar i mängden slitage. Sensorns data laddas ner till en PC för framtida trendanalyser och behandling. Det tidiga upptäckandet av slitage genom denna teknik gör att sensorn med fördel kan användas i många olika applikationer såsom flygindustrin, marinen och industrin.

Kittiwake [10]

ANALEXrs Total Ferrous Debris Sensor

ANALEXrs Total Ferro Debris Sensor är en sensor som är annorlunda gentemot normala chipdetektorer och

magnetpluggar. Sensorn mäter järnhaltig densitet och använder sig av en kombination av magneter och en smart algoritm som sparar data i Parts Per Million (ppm).

Eftersom den lagrar data i ppm värden kan den visa resultat direkt och därför förutse haverier. Sensorn har både en

analog och en digital output och kan installeras i vilket oljesystem eller maskintyp som helst.

ANALEXrs Particle Content Sensor

ANALEXrs Particle Content Sensor har en ny teknik för slitageanalyserare och erbjuder en större storleksupplösning för partiklarna. Den räknar partiklar för både järnhaltiga och icke järnhaltiga material och kan därför visa resultatet från mätningen direkt. Sensorn

använder sig av en kombination av en beprövad

induktansteknologi och en smart algoritm för att kunna räkna partiklarna. Med resultaten från denna sensor vet operatören att ju större slitagepartiklarna är ju svårare är slitageproblemet.

Även denna har både en analog och digital output och kan sättas in i de flesta oljesystem.

___________________________________________________________________________

(20)

___________________________________________________________________________

3.3.11 Hydac

3.3.12

isplay och har både en analog och digital CS1000

CS 1000 är en on-line partikelräknare. CS står för kontaminations sensor och fungerar som en

partikelräknare. En laserstråle lyser på oljan och om det finns partiklar i den avbildas dessa och sensorn känner av hur stora de är. SAE koden för sensorn är ISO 4406 1999 och den har fyra kanaler som mäter partiklarna, > 4μm, > 6μm, > 14μm, > 21μm. Det maximala trycket för sensorn är 100 bar och on-line flödet ligger mellan 30-300 ml/min. Den finns både med och utan display och den utan display kopplas då till en dator där bland annat trendkurvor kan utläsas. CS 1000 har både en analog och digital output och outputen kommer i ISO kod. Den kan sättas in i de flesta mineraloljesystem.

HIAC, FILTERTECHNIK [8, 9]

PM4000, PC9000

Dessa två partikelräknare har exakt samma specifikationer och därför rör denna text båda.

Partikelräknaren är en on-line sensor och fungerar på samma sätt som CS 1000 som beskrivs tidigare i avsnittet. Även denna använder sig av ISO 4406 1999 som mäter partiklarna i nivåerna, > 4μm, > 6μm, > 14μm, >

21μm. Maximal temperatur för denna sensor är 80°C. On-line flödet ligger mellan 50-500 ml/min och det flödet kan justeras med en enkel strypning. Denna finns också med eller utan d

output. Outputen kommer via ISO 4406 och är skalad i en PM4000 skala och en PC9000 skala. Denna partikelräknare kan sättas in i de flesta oljesystem som innehåller mineralolja, hydraulolja och syntetolja.

(21)

Nedan visas en tabell över några av de beskrivna givarna ovan.

Produkt Företag In-line/

On-line

Använd teknologi

Järn-haltiga, (Icke- järnhaltiga)

partiklars storlek

För-/nackdelar

Smart Zapper Eaton In-line/

On-line

Magnetisk plugg

≥ 100 µm (-)

+ Enkel, billig - Detekterar inte storleken på partiklarna

QDM Eaton In-line/

On-line

Magnetiskt fält ≥ 50 µm (-)

+ Enkel - Detekterar inte storleken på partiklarna TechAlert 30 Macom On-line Magnetiskt fält ≥ 1 µm + Trend-bevakning

- Detekterar inte storleken på partiklarna TechAlert 20 Macom In-line/

On-line Magnetiskt fält ≥ 1 µm

(-) + Trend-bevakning, själv-rengörande - Detekterar inte storleken på partiklarna TechAlert 10 Macom In-line/

On-line Magnetisk

induktans ≥ 50 µm

(≥ 250 µm) + Detekterar storleken på partiklarna MetalSCAN GasTOPS

Ltd.

In-line Magnetiskt fält, Magnetisk

induktans

≥ 100 µm (≥ 400 µm)

+ Inga falsklarm - Detekterar inte storleken på partiklarna PATROL Manor

technology

In-line Magnetiskt fält, Magnetisk

induktans

≥ 25 µm (≥ 90 µm)

+ Kontrollerar hela flödet - Detekterar inte storleken på partiklarna Grid-Switch Spinner II

products

On-line Magnetisk plugg

- (-)

+ Enkel, billig - Detekterar inte storleken på partiklarna Lubrigard Oil

Conditioner Sensor

Lubrigard Ltd

In-line Dielektrisk förlustfaktor

- (-)

+ Detekterar även andra föroreningar än

metallpartiklar - Annorlunda teknologi LaserNet

Fines

Lockheed Martin

On-line Laser avbildning

≥ 5 µm (≥ 5 µm)

+ Detekterar storleken på partiklarna - Dyr, komplicerad Oil Line

Sensor

Smith Aerospace

In-line/

On-line

Elektrostatisk uppsamling

≥ 20 µm (-)

+ Detekterar även andra föroreningar än

metallpartiklar - Osäker teknologi

Tabell 1. Tabell över några av givarnas funktioner som beskrivits i detta kapitel

___________________________________________________________________________

(22)

4 Funktionsbeskrivning - Early warning kit

Early warning kittet som sitter på hägglunds hydraulmotorer är helt enkelt en magnetplugg som sitter på motorns dräneringslina, se Figur. 10, 11 och 12. Denna inspekteras regelbundet för att kontrollera konditionen på hydraulsystemet och på så sätt förhindra ett totalhaveri.

Figur10. Early warning kit monterat på en av Hägglunds hydraulmotorer.

Figur 11. Schematisk layout. Figur 12. Y-sil med magnetplugg.

4.1 Inspektion

Det är viktigt att inspektionerna av magnetpluggen sker regelbundet så att förändringarna i mängden metallpartiklar kan detekteras. Eftersom huset är försedd med en självtätande ventil kan magnetpluggen skruvas ur och inspekteras även under drift.

Det finns två typer av metallpartiklar:

- Mjuka och mörka nötnings partiklar från de gjutna delarna.

- Vassa partiklar som kommer från nötning eller utmattning av de härdade lagerkomponenterna i motorn.

___________________________________________________________________________

(23)

Den första typen av partiklar är inte så farlig som den andra typen. Dock så är de ett tecken på slitage och kan inte ignoreras. Den andra typen av partiklar är ett uppenbart tecken på att ett motorhaveri är nära eftersom de ofta uppkommer när ett lager är på väg att skära.

Under inkörning av en ny motor är det vanligt att andelen metallpartiklar är högre än normalt.

Detta kommer att synas på magnetpluggen. Även när systemet startas efter reparationer och underhåll kan andelen metallpartiklar vara högre.

Under normala förhållanden skall det inte finnas några synliga metallpartiklar på magnetpluggen.

4.2 Inspektions rutiner

• Första inspektionen efter installation, alternativt efter omstart, skall göras efter 100 drifttimmar. Här är andelen metallpartiklar högre och synliga metallpartiklar på magnetpluggen kan lämnas utan åtgärd. Rengör och skruva tillbaka

magnetpluggen.

• Rekommenderat inspektions intervall är en till två veckor.

• Magnetpluggen skall rengöras och torkas av innan den skruvas tillbaka.

• Om synliga metallpartiklar hittas på magnetpluggen, så ökas

inspektionsintervallen till varannan dag för att avgöra hur snabbt motorn går sönder. Konsultera service kontaktpersonen för vidare åtgärder.

• När metallpartiklarna större än 0,5 till 1 mm syns på magnetpluggen, skall motorn bytas så fort som möjligt.

• Samtliga delar i early warning kittet skall rengöras noggrant efter ett haveri.

Figur 13. Bild på magnetpluggen i early warning kit.

___________________________________________________________________________

(24)

5 Testrigg

En stor del av examensarbetet bestod i att utvärdera/testa olika givare/sensorer i en speciell testrigg som hade byggts nått år tidigare. Tyvärr hade denna testrigg försvunnit och fanns således inte att tillgå. Därför skulle ny testrigg byggas. Tillsammans med Hägglunds så togs en kravspecifikation fram.

5.1 Kravspecifikation testrigg:

• Variera oljeflödet, 4 – 40 l/min.

• Montera in magnetplugg från early warning kit och andra typer av indikatorer.

• Variera oljetemperaturen, 20 - 50° C.

• Turbulent flöde i rörledningarna.

• Rena systemet mellan testerna

Vi tog kontakt med Anders Petterson på LTU som hade varit med och konstruerat den gamla testriggen. Anders hade kvar en gammal rapport och några bilder på den gamla testriggen.

Eftersom den hade fungerat bra, så konstruerades den nya testriggen utifrån vår kravspecifikation och bilderna på den gamla testriggen, se Figur 14.

Figur 14. Den gamla testriggen.

___________________________________________________________________________

(25)

Med hjälp av Hägglunds, Anders och vår handledare Sergei så togs ett hydraulschema för den nya testriggen fram. Detta gav en bra bild av hur riggen fungerar och vilka komponenter som skulle komma att behövas. Det slutgiltiga hydraulschemat, se Figur 15.

Figur 15. Hydraulschema på testriggen.

5.2 Funktionsbeskrivning testrigg

Med hjälp av oljepumpen pumpas olja ut från oljetanken och in i rörsystemet. För att oljan skall upprätthålla ”rätt” temperatur passerar den genom en termostatstyrd vattenkylare. Efter kylaren finns en övertrycksventil som kopplar oljeflödet direkt till tank om trycket skulle överstiga 20 bar. Detta för att undvika skador på systemet. Sen kommer oljan till en

flödesdelare som kan skicka en del av oljeflödet direkt till tank och på så sätt kan flödet in i resterande del av systemet varieras. Efter flödesdelaren finns en flödesmätare som mäter flödet in i systemet. Därefter kommer oljan till givarmodulen där den passerar

givaren/sensorn. För att kunna rena oljan efter test så finns ett 3 μm filter. Beroende på om oljan skall filtreras eller inte så finns ett antal riktningsventiler för att styra flödet.

Komponenter Elmotor

Elmotorn var 3-fas motor från Näsströms system och hade en effekt på 3 kW och ett varvtal på 1430 rpm, se Figur 16.

Pump

Pumpen som valdes var en kugghjulspump med ett fast deplacement på 34 cm³/rev, se Figur 16. Fördelen med kugghjulspumpar är att de är relativt billiga och enkla i sin konstruktion.

Deplacementet valdes till 34 cm³/rev för att kunna klara ett maximalt flöde på över 40 l/min, se Ekv. 1.

___________________________________________________________________________

(26)

Flöde = Deplacement (pump) * Varvtal (elmotor) Ekv. 1.

Flöde = 34 * 1430 = 48620 cm³/min = 48,62 l/min

Figur 16. Elmotor och pump.

Kylare

För att sänka och även kunna variera temperaturen på oljan, monterades en vattenkylare från Hydac, se Figur 17., med tillhörande termostat.

Figur 17. Kylare. Figur 18. Övertrycksventil och tryckmätare.

Övertrycksventil

Som säkerhetsåtgärd sattes en ställbar övertrycksventil, 20 - 250 bar, in i början av systemet.

Även en tryckmätare monterades för att kunna övervaka trycket, se Figur 18.

Flödesdelare

Eftersom pumpen hade ett fast deplacement, sattes en flödesdelare in i systemet för att på så sätt kunna variera flödet genom givarmodulen.

___________________________________________________________________________

(27)

Flödesmätare

För att kontrollera flödet genom givarmodulen monterades en flödesmätare från Hedland in efter flödesdelaren, se Figur 19. Denna mätare var försedd med en fjäder som gjorde den mindre känslig för viskositetsförändringar i oljan.

Figur 19. Flödesmätare

Riktningsventiler

Riktningsventiler monterades på utvalda ställen för att styra flödet.

Modulenhet

Med hjälp av hydrauliska snabbkopplingar, var det möjligt att byta ut den del av systemet där givaren/sensorn var monterad, Figur 20. Detta för att på ett enkelt sätt testa olika

givare/sensorer.

Figur 20. Modulenhet.

___________________________________________________________________________

(28)

Minimess

Ett antal minimess uttag monterades för att lufta systemet vid behov.

Filter

För att rena systemet monterades en filterpatron med tillhörande 3 μm filter från Hägglunds, se Figur 21.

Tank

Oljetanken tillverkades av en ”trattformad” dunk som öppnades i botten, se Figur 22.

Trattformen var viktig eftersom partiklarna annars kunde fastna i tanken och inte följa med ut i systemet.

Figur 21. Filterpatron. Figur 22. Oljetank.

Diffusorer

För att få en bra ombladning i tanken monterades diffusorer på de två utloppsrören. Dessa fungerade som ett sorts ”duschmunstycke” som förhindrar att det blir en koncentrerad stråle av olja ner i tanken.

Övrigt

Rören i systemet var halvtums stålrör. Detta för att många av de övriga komponenterna hade halvtums anslutningar som standard och för att få ett turbulent flöde. Hela systemet

monterades sen fast på en hopsvetsad metallram. Under testriggen fanns ett uppsamlingskar för spillolja. Den färdiga testriggen, se Figur 23.

___________________________________________________________________________

(29)

Figur 23. Testriggen.

5.3 Modulenheter

Modulenheterna som testades var tre olika magnetpluggar, early warning kit pluggen och en äldre typ av magnetplugg som används i Hägglunds testlabb, ”Hägglundspluggen” och slutligen en plugg från Honsberg. Utöver dessa magnetpluggar testades även ett magnetfilter och en electric chip detector. Early warning kit pluggen och ”Hägglundspluggen” testades eftersom de används av Hägglunds idag och på så sätt ficks en sorts referens. Electric chip detector var intressant eftersom det är en mer avancerad typ av magnetpluggen som inte behöver inspekteras manuellt. Honsberg pluggen hade ett kontrollfönster som gjorde det möjligt att i viss mån kontrollera hur mycket metallpartiklar den hade samlat på sig.

Magnetfiltret var olik de andra givarna eftersom den fungerar som ett filter med ett genomskinligt hus.

5.3.1 Early warning kit pluggen, Eatonpluggen

Denna plugg har beskrivits mer ingående under ”Early warning kit” kapitlet. Nedan visas två bilder på modulen, se Figur 24 och 25.

___________________________________________________________________________

(30)

Figur 24. Eaton modueln. Figur 25. Eatonpluggen.

5.3.2 Hägglundspluggen

I denna plugg kommer oljan upp genom ett hål i koppen, rinner sen ner över magneten och ut genom botten på koppen. En nackdel med denna plugg är att den inte kan kontrolleras under drift. Nedan visas två bilder på modulen, se Figur 26 och 27.

Figur 26. Hägglundsmodulen. Figur 27. Hägglundspluggen.

5.3.3 Honsbergpluggen

Denna plugg sitter monterad i en hållare som oljeflödet passerar ”rakt” genom. En fiffig detalj är att hållaren har två fönster på vardera sida vilket gör pluggen synlig under drift. Nedan visas två bilder på Honsberg modulen, se Figur 28 och 29.

___________________________________________________________________________

(31)

Figur 28. Honsbergmodulen Figur 29. Honsbergpluggen

5.3.4 Magnetfiltret

Magnetfiltret hade fem stycken magneter och tio speciellt utformade metallplattor som bildar ett magnetfält som fångar upp metallpartiklar. Nedan visas två bilder på magnetfilter

modulen, se Figur 30 och 31.

Figur 30. Magnetfilter Figur 31. Magnetfiltret i delar.

5.3.5 Electric chip detector

Detta var den mest avancerade givaren/sensorn som testades. Den hade två magnetiska plattor med ett visst avstånd från varandra. Över dessa plattor kopplas en spänning på 24 – 35 V, samt en last. När avståndet mellan plattorna överbyggs av metallpartiklar fås en sluten krets.

Nedan visas två bilder på electric chip detector modulen, se Figur 32 och 33.

___________________________________________________________________________

(32)

Figur 32. Electric chip detector modulen. Figur 33. Electric chip detector pluggen.

5.4 Test

Innan testerna påbörjades togs en testrutin fram tillsammans med Hägglunds.

Testrutin (magnetpluggar)

Mixtur: Väg upp järnpartiklarna för att erhålla rätt koncentration, 0,1; 1,0; 10,0 mg/l, i systemet. Blanda ner metallpartiklarna i 0,8 l olja. Tillsätt 4-5 ml sprit och 4-5 ml nafta. Rör om mixturen med en glas stav. Låt stå i ett ultraljudsbad i 10 minuter.

Innan mätning: Rengör magnetpluggen noga och väg den. Starta systemet och filtrera oljan i 5 minuter. Häll i mixturen i systemet och kontrollera oljemängden, fyll på vid behov. Kör systemet i 10 minuter för att uppnå rätt temperatur och för att blanda om partiklarna, OBS i detta läge får ej flödet köras genom givarmodulen och filtret.

Mätning: Skruva i magnetpluggen. Ställ in flödet på önskat värde, 4, 22, 40 l/min.

Koppla på flödet genom givarmodulen och kör så i 10 minuter.

Efter mätning: Koppla flödet genom filtret och filtrera i 15 minuter. Skruva ur magnetpluggen och doppa ner den i nafta och därefter sprit för att få oljan att försvinna. Låt lufttorka i 10 minuter.

Analys: Fotografera magnetpluggen och väg den.

På grund av svårigheterna att väga magnetpluggarna, vikten varierade från gång till gång, så vägdes pluggarna 5 ggr och ett medelvärde räknades ut. Detta gav ett mera tillförlitligt resultat och användes även på magnetfiltret. Vågen som användes hade en noggrannhet på 0.01 mg och en max vikt på 200 g, se Figur 34.

___________________________________________________________________________

(33)

Figur 34. Vågen.

För att minska antalet tester, testades koncentrationerna 0,1 mg/l och 10 mg/l järnpulver vid flödena 4 l/min och 40 l/min. Koncentrationen 1 mg/l testades bara vid flödet 22 l/min.

Electric chip detector

När electric chip detectorn testades kopplades ett likspänningsaggregat som levererade 24 V över plattorna. Lasten som användes var ett effektmotstånd på 180 ohm och 9 W, se Figur 37.

Sen klockades tiden från det att testet startade tills det att kretsen blev slutet, vilket avlästes på likspänningsaggregatets amperemätare. Förutom vägningen så följdes testmatrisen.

5.5 Järnpulvret

Järnpulvret som användes kom från företaget Höganäs. I testerna användes två mjuka

järnpulver, ASC100 och ASC300, där 80 procent av järnpartiklarna låg mellan 27.44 – 67.18 μm, respektive 21,09 – 57,69 μm, för utförligare storleksfördelning se bilagorna 2 och 3.

Nedan visas bilder på järnpulvret ASC300 vid koncentrationerna 10 mg/l och 1,0 mg/l, Figur 34 och 35. Koncentrationen 0,1 mg/l finns det ingen bild på eftersom knappt var synbart.

Figur 34. Järnpulver vid koncentrationen 10 mg/l Figur 35. Järnpulver vid koncentrationen 1,0 mg/l

___________________________________________________________________________

(34)

6 Resultat

6.1 Magnetpluggar

I detta avsnitt redogörs resultatet för de olika magnetpluggar som testats. Avsnittet delas upp i koncentration och flöde. Under rubriken visas bilder med av de tre olika pluggarna och de två järnpulvren. I slutet av avsnittet redogörs diagram som jämför de olika magnetpluggarna, Eaton, Honsberg samt Hägglunds.

___________________________________________________________________________

6.1.1 Koncentration 0,1 mg/l Flöde 4 l/min Eaton ASC300

Figur 36. Bild av Eatonpluggen med järnpulvret ASC300 efter test.

Medelviktdifferensen före/efter testet var 0,583 mg.

(35)

Hägglunds ASC300

Figur 37. Bild av Hägglundspluggen med järnpulvret ASC300 efter test.

___________________________________________________________________________

(36)

Eaton ASC300

Hägglunds ASC100

___________________________________________________________________________

(37)

Hägglunds ASC300

___________________________________________________________________________

(38)

Eaton ASC300

Hägglunds ASC100

___________________________________________________________________________

(39)

Hägglunds ASC300

Honsberg ASC100

Figur 46. Bild av Honsbergpluggen med järnpulvret ASC100 efter test.

___________________________________________________________________________

(40)

Honsberg ASC300

6.1.4 Koncentration 10 mg/l Flöde 4 l/min Eaton ASC100

___________________________________________________________________________

(41)

Eaton ASC300

Hägglunds ASC100

___________________________________________________________________________

(42)

Hägglunds ASC300

6.1.5 Koncentration 10 mg/l Flöde 40 l/min Eaton ASC100

___________________________________________________________________________

(43)

Eaton ASC300

Hägglunds ASC100

___________________________________________________________________________

(44)

Hägglunds ASC300

Honsberg ASC100

___________________________________________________________________________

(45)

Honsberg ASC300

___________________________________________________________________________

(46)

___________________________________________________________________________

6.1.6 Stapeldiagram för magnetpluggarna

Nedan visas stapeldiagram där de olika magnetpluggarna jämförs med varandra vid samma koncentration och flöde.

Medelviktdifferans

Koncentration 0,1 mg/l Flöde 4 l/min

0 5 10 15 20 25

Eaton Hägglunds

Vikt [mg]

ASC 300

Diagram 1. Stapeldiagram över medelviktdifferensen mellan magnetpluggarna Eaton och Hägglunds.

Detta test utfördes endast för järnpulvret ASC300 eftersom vid koncentrationen 0,1 mg/l och flödet 4 l/min blir felet vid vägningen större än hur mycket partiklarna väger som

magnetpluggarna samlar upp.

Koncentration 10 mg/l Flöde 4 l/min

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Eaton Hägglunds

Vikt [mg]

ASC 100 ASC 300

Detta test utfördes för båda järnpulvren (ASC100 och ASC300) och magnetpluggarna Eaton och Hägglunds. Testet utfördes dock inte för Honsbergs magnetplugg eftersom det finns ett Tillståndskontroll av hydraulmotorer med hjälp av magnetindikator 45

(47)

fönster på den givaren. Genom fönstret sågs det att vid flödet 4 l/min kom oljan aldrig i kontakt med magneten och därför togs det testet bort.

Koncentration 0,1 mg/l Flöde 40 l/min

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Eaton Hägglunds

Vikt [mg]

ASC 100 ASC 300

Detta test utfördes för båda järnpulvren (ASC100 och ASC300) och magnetpluggarna Eaton och Hägglunds. Testet utfördes dock inte gör Honsbergs magnetplugg. Detta beror mest på tidsbrist i slutet av arbetet men även att på att vid koncentrationen 0,1 mg/l kan felet vid mätningen vara större än hur mycket partiklarna väger som fastnat på pluggen.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Eaton Honsberg Hägglunds

Vikt [mg]

ASC 100 ASC 300

Diagram 4. Stapeldiagram över medelviktdifferensen mellan magnetpluggarna Eaton, Honsberg och Hägglunds.

Vid detta test användes alla tre magnetpluggarna och testet utfördes för båda järnpulvren.

___________________________________________________________________________

(48)

0 20 40 60 80 100 120

Eaton Honsberg Hägglunds

Vikt [mg]

ASC 100 ASC 300

Diagram 5. Stapeldiagram över medelviktdifferensen mellan magnetpluggarna Eaton, Honsberg och Hägglunds.

Även vid detta test användes de tre olika magnetpluggarna och testet utfördes för båda järnpulvren.

I kapitlet Diskussion och slutsatser diskuteras de olika diagrammen utförligare.

6.2 Magnetfilter Magnom

I detta avsnitt redogörs för resultatet av testerna för magnetfiltret. Eftersom det var i praktiken omöjligt att väga de olika magnetplattorna är det enda resultat för detta test ett par bilder. Två test utfördes, ett vid koncentrationen 10 mg/l och flödet 40 l/min och det andra vid

koncentrationen 1 mg/l och flödet 22 l/min. Testet utfördes enbart med järnpulver ASC100.

Resultatet visas alltså med ett par bilder för varje test.

___________________________________________________________________________

(49)

MAGNOM ASC100 Koncentration 10 mg/l Flöde 40 l/min

Figur 58. Bild av magnetplattorna efter testet.

___________________________________________________________________________

(50)

MAGNOM ASC100 Koncentration 1,0 mg/l Flöde 22 l/min

I kapitlet Diskussion och slutsatser görs en utförligare utvärdering av magnetfiltret Magnom.

___________________________________________________________________________