Elektro­kor­ro­sion / Strom­durch­gangs­schä­den / Wälzlagerschäden

Elektro­kor­ro­sion bei Wälzla­gern, auch als Strom­durch­gangs­schä­den bezeich­net, ist ein Schadens­me­cha­nis­mus, der auftritt, wenn elektri­scher Strom durch das Lager fließt. Dieser Strom­fluss verur­sacht lokale Schädi­gun­gen an den Lager­lauf­bah­nen und Wälzkör­pern durch elektri­sche Entla­dun­gen oder Wärme­ein­wir­kung, was zu Materi­al­schä­den führt.

Entste­hung von Elektrokorrosion

Elektro­kor­ro­sion entsteht typischer­weise in elektri­schen Maschi­nen wie Motoren, Genera­to­ren oder Umrich­­ter-getrie­­be­­nen Syste­men, wo Spannungs­po­ten­ziale vorhan­den sind. Die Haupt­ur­sa­chen sind:

• Durch­ge­hen­der Strom­fluss: Ein konti­nu­ier­li­cher Strom fließt durch das Lager aufgrund von Fehlströ­men oder mangeln­der Erdung.
• Entla­dungs­ströme: Hohe Frequen­zen, wie sie bei Umrich­ter­an­trie­ben auftre­ten, induzie­ren Spannun­gen zwischen Welle und Lager­ge­häuse. Überschrei­ten diese die Durch­schlags­fes­tig­keit des Schmier­films, kommt es zu elektri­schen Entladungen.
• Unzurei­chende Isola­tion: Fehlen isolie­ren­der Maßnah­men wie Keramik­la­ger oder Isolier­schich­ten auf den Komponenten.

Auswir­kun­gen auf das Lager

Die durch Elektro­kor­ro­sion verur­sach­ten Schäden zeigen sich in charak­te­ris­ti­schen Merkmalen:

• Mikro­kra­ter: Winzige Schmelz­punkte und Materi­al­ab­tra­gun­gen auf Laufbah­nen und Wälzkör­pern durch elektri­sche Entladungen.
• Graue Verfär­bun­gen: Ein matt-graues Erschei­nungs­bild der Laufbah­nen durch viele kleine elektri­sche Entladungen.
• Riffel­bil­dung: Wellige oder linien­ar­tige Vertie­fun­gen, die sich entlang der Laufbah­nen bilden und durch konti­nu­ier­li­che Entla­dun­gen entstehen.

Diese Schäden führen zu erhöh­tem Verschleiß, reduzier­ter Lebens­dauer des Lagers und poten­zi­ell zum Lagerausfall.

Folgen der Elektrokorrosion

• Erhöh­ter Verschleiß: Durch die Beschä­di­gun­gen wird die Schmie­rung beein­träch­tigt, was zu weite­rem Verschleiß führt.
• Erhöhte Vibra­tio­nen: Die Oberflä­chen­schä­den verur­sa­chen unruhi­gen Lager­lauf und Geräusche.
• Maschi­nen­aus­fall: Im schlimms­ten Fall kann das Lager blockie­ren, was zu Schäden an der gesam­ten Maschine führt.

Maßnah­men zur Vermeidung

• Isolierte Lager: Verwen­dung von Lagern mit isolie­ren­den Schich­ten (z. B. kerami­sche Beschichtungen).
• Hybrid­la­ger: Lager mit kerami­schen Wälzkör­pern, die den Strom­fluss verhindern.
• Verbes­serte Erdung: Verwen­dung von Wellen-Erdungs­­­vor­­rich­­tun­­gen, um unerwünschte Spannun­gen abzuleiten.
• Geeig­nete Schmier­stoffe: Spezi­elle Schmier­stoffe mit isolie­ren­den Eigen­schaf­ten können helfen, elektri­sche Durch­schläge zu minimieren.
• Filter und Entstö­rung: In Umrich­tern können Entstör­fil­ter einge­baut werden, um die Entste­hung von Hochfre­quenz­strö­men zu verhindern.

Durch geeig­nete Maßnah­men lässt sich Elektro­kor­ro­sion vermei­den, was die Lebens­dauer der Wälzla­ger und die Zuver­läs­sig­keit der gesam­ten Maschine erhöht.