Promotie-onderzoek Delft: Adaptief onderhoud voor offshore windparken
DIGITALISERING
Geen baanverlies door augmented reality
AANDRIJFTECHNIEK
Motorreductoren: wat zijn het en hoe werken ze?
INSTRUMENTEN
Lek Detectie
Lager Conditiebewaking
Lager Smering
Condenspot & Afsluiter
Elektrische Ontladingsdetectie
TRAINING
CAT I & CAT II Ultrasound Training
On-site Implementatie Training
Applicatie Specifieke Training
TECHNISCHE ONDERSTEUNING
Kostenloze ondersteuning & software
Online Training
Kostenloze toegang tot onze kenniscentrum (webinars, artikelen, tutorials…)
4 ONDERHOUDSSTRATEGIE
DATAGESTUURD ONDERHOUD
WINDPARKEN OP ZEE
Onderhoud aan offshore windparken kan efficiënter, blijkt uit het PhD onderzoek van Mingxin Li aan de TU Delft. Closed-loop datagestuurde onderhoudsstrategieën op basis van sensoren, computersimulaties en AI kunnen het onderhoud aan windturbines op zee ingrijpend effectiever maken.
7 DIGITALISERING
ONDERHOUDSPERSONEEL
HOEFT AR NIET TE VREZEN
Digitalisering, robotisering: heb ik straks nog wel een baan? Die vraag zingt rond als het gaat over AR-toepassingen binnen de industriële onderhoudssector. Experts vinden die angst ongegrond: “AR is een techniek voor mensen, door mensen.”
8 AANDRIJFTECHNIEK
MOTORREDUCTOR: TOEREN OMLAAG, KOPPEL OMHOOG
Een motorreductor is een combinatie van een tandwielkast met een elektromotor die het toerental van de motor omlaag brengt en het koppel van de uitgaande as die een machine aandrijft, verhoogt. Hoe werkt dit?
Maintenance Benelux is een uitgave van Proces Media bv Verschijnt 6 x per jaar.
Redactieadres
Proces Media
Marktplein 2 1421 AC Uithoorn
+31 (0)297 22 3462
redactie@maintenancebenelux.nl
Hoofdredactie
Vincent Hentzepeter
+31 (0)6 2059 2436 vincent@procesmedia.nl
Eindredactie
Mischa Hoyinck mischa@procesmedia.nl
Vormgeving Giesbers Retail, Velp
Met medewerking van: Martijn Kroese, Paul Smits
Druk Veldhuis Media, Meppel
Uitgever
Erik ten Haaf
+31 (0)297 22 3462
+31 (0)6 1003 1781 erik@procesmedia.nl
Sales
Debbie van den Dool en Marion van Sinderen
+31 (0)316 22 7155 sales@procesmedia.nl
Abonnementen abo@procesmedia.nl
+31 (0)297 22 3462
Abonnementsprijs 2024
Voor de Benelux: € 150 (excl. 9% btw).
Overig buitenland: op aanvraag. Losse nummers: op aanvraag. Er geldt een opzegtermijn van een maand voor het einde van de lopende abonnementsperiode. Bij niet tijdige opzegging wordt het abonnement automatisch met een jaar verlengd. Uitsluitend schriftelijke opzeggingen worden geaccepteerd.
Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt worden in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch of door fotokopieën, opname of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de auteur en/of de uitgever.
ISSN: 2352-0027
DATAGESTUURD ONDERHOUD WINDPARKEN OP ZEE
Onderhoud aan offshore windparken kan efficiënter, blijkt uit het PhD onderzoek van Mingxin Li aan de TU Delft. Closed-loop datagestuurde onderhoudsstrategieën op basis van sensoren, computersimulaties en AI kunnen het onderhoud aan windturbines op zee ingrijpend effectiever maken.
Onderhoud aan windturbines op zee is notoir moeilijk te plannen en duur door de afgelegen ligging en onvoorspelbare weersomstandigheden. Een datagestuurde onderhoudsstrategie kan de kosten drukken. (Foto: Adobe stock)
Door de geïsoleerde ligging van windparken op zee en de onvoorspelbare weersomstandigheden op locatie is het onderhoud aan windmolens op zee een kostbare aangelegenheid. Uitbaters van windmolenparken zijn op zoek naar manieren om de kosten te drukken en het onderhoud efficiënter te maken. Hoe meer windmolenparken er bij komen, hoe interessanter dit vraagstuk wordt.
GROEIEND AANTAL WINDPARKEN
Sinds het eerste Europese offshore windpark – de Vindeby-installatie voor de kust van Denemarken – in 1991 operationeel werd, is het aantal windturbines op zee sterk gegroeid. In 2023 waren er rond Duitsland 28 windparken op zee in gebruik. Nederland heeft er 11, terwijl het Verenigd Koninkrijk de kroon spant met 39 stuks. Die aantallen zijn goed nieuws op het gebied van duurzaamheid en energiezekerheid, maar creëren op onderhoudsvlak uitdagingen. De opkomst van AI en machine learning bieden mogelijkheden om het onderhoud van de turbines onder deze ongewone, gecompliceerde omstandigheden efficiënter aan te pakken. Maar hoe werkt dat in de praktijk, als je rekening moet houden met duizenden factoren, en je te maken hebt met windmolens die ver uit de kust liggen, waar je niet zomaar even een kijkje kunt nemen?
CLOSED-LOOP ONDERHOUDSSTRATEGIE
Met die vraag ging Mingxin Li als PhD-kandidaat aan de Technische Universiteit Delft aan de slag. Met zijn proefschrift ‘Naar gesloten onderhoudslogistiek voor offshore windparken: benaderingen voor strategische en tactische besluitvorming’ won hij de prestigieuze PhD Thesis Award 2024. Li stelt in zijn dissertatie voor het eerst een closed-loop onderhoudsstrategie voor offshore windturbines voor. “Het doel was om alle mogelijkheden van de digitale revolutie in te zetten om de onderhoudsstrategie voor dit type windturbine te optimaliseren. Naar de toekomst toe is dat cruciaal, want hernieuwbare windenergie is van fundamenteel belang voor de energiemix van de toekomst. Maar dan moet het wel praktisch haalbaar zijn.”
PERIODIEKE ONDERHOUDSSTRATEGIE WEINIG EFFICIËNT
“Exploitanten van offshore windturbines voeren meestal tijdgebonden, gepland onderhoud uit, waarbij onderdelen periodiek worden gerepareerd, zelfs als er nog geen ernstige slijtage of defecten zijn opgetreden. Dit omdat als het onderhoudsteam eenmaal ter plaatse is, het goedkoper is om ook maar direct onderhoud uit te voeren dat eigenlijk nog niet nodig is,” zo verklaart Li. Ruwe, onvoorspelbare mariene omgevingen en geïsoleerde locaties maken het onderhoud van offshore windturbines aanzienlijk minder efficiënt dan regulier industrieel onderhoud. Nog kostbaarder wordt het als er onverhoopt wél een onderdeel stukgaat voordat het gerepareerd is. “Een defect in zo’n windturbine vormt direct een groot probleem.
Er moet dan in hoog tempo een team worden afgezonden. Je kunt niet snel heen en weer, dus met alle mogelijke scenario’s moet voor vertrek rekening gehouden worden. Een simpele reparatie van een klein onderdeel wordt op die manier toch een prijzige aangelegenheid.”
SIMULATIES LEIDEN TOT ADAPTIEFONDERHOUDSMODEL
Li werkte jarenlang aan onderhoudsmodellen waarmee de sector die uitdagingen het hoofd kan bieden. Hij deed dat met complexe computersimulaties, waarin zoveel mogelijk interne én externe factoren die een rol spelen bij onderhoud aan offshore windturbines zijn verwerkt.
“Sommige omstandigheden die potentieel veel impact hebben, kunnen compleet willekeurig voorkomen. Denk aan zware omstandigheden op zee, waardoor niet alleen bepaalde onderdelen sneller slijten, maar de offshore locaties ook slechter bereikbaar zijn. Die hebben we op den duur allemaal in de simulaties verwerkt, om uiteindelijk te bepalen hoe je nu tot een effectieve, kostenefficiente onderhoudsstrategie kunt komen die optimaal is toegespitst op deze nieuwe, snelgroeiende sector.” Het resultaat daarvan is een closed-loop onderhoudsstrategie met een adaptief karakter. Adaptief onderhoud betekent in dat geval: snel kunnen reageren op al die factoren die een rol spelen bij het onderhoud aan windturbines op zee. Moderne hulpmiddelen spelen daarbij een belangrijke rol, zoals grote hoeveelheden sensoren die alles meten wat er te meten valt – niet alleen de actuele condities van elk relevant onderdeel, maar ook omstandigheden zoals de windkracht op zee en de actuele lucht- en watertemperatuur.
BESCHIKBAARHEID DATA IS CRUCIAAL
“Closed-loop adaptief onderhoud houdt in dat je de output van je onderhoudswerkzaamheden weer gebruikt om je onderhoudsstrategie te verbeteren. Momenteel zijn operators aangewezen op open-loop strategieën, omdat ze vooral tijdgebonden onderhoud plegen. Maar je wilt naar adaptief toe: onderhoud op het moment dat je op basis van data weet dat het nodig is, niet omdat het op een rigide planning staat.” Omdat de sector nog relatief jong is, is het voor exploitanten lastig om zo’n adaptieve onderhoudsstrategie zelfstandig in te regelen. Daar hebben ze historische data voor nodig, en liefst ook een hele hoop – maar die data zijn er nog niet voldoende. Op dit moment moeten ze op basis van halve cijfers hele besluiten nemen. “Daarom is mijn oproep aan operators van offshore windparken ook: deel je sensordata en andere relevante gegevens met de sector. Dat gebeurt nu nog veel te weinig – operators houden hun data voor zichzelf – maar het is echt nodig om Europees, of zelfs mondiaal, snel te kunnen optimaliseren.
INDUSTRIËLE AI VOOR COMPLEXE
BEREKENINGEN
Li ziet tot slot een interessante rol weggelegd voor industriële AI. AI-toepassingen in de onderhoudsindustrie staan nog in de kinderschoenen, maar zouden voor de offshore windsector weleens een rots in de branding kunnen gaan vormen. “Je moet je voorstellen dat bij het correct interpreteren van sensordata onvoorstelbaar complexe rekensommen komen kijken. Er zijn honderden, zo niet duizenden variabelen om rekening mee te houden en om door te rekenen.
‘Mijn oproep is: exploitanten, deel je sensordata met de sector. Dat is echt nodig om Europees, of zelfs mondiaal, onderhoud snel te kunnen optimaliseren’
Onderhoud windmolenparken: 3 uitdagingen
Operators van windturbines op zee kampen momenteel met drie grote uitdagingen rondom het onderhoud aan de installaties:
1. De geïsoleerde ligging van de windturbines. Het aansturen van onderhoudsteams is daardoor kostbaar en kan eigenlijk alleen op basis van planningen die lang van tevoren worden gemaakt.
2. De onvoorspelbare omstandigheden rondom de turbine. Op zee slaat het weer snel om en kleine meteorologische schommelingen kunnen al gevaarlijke situaties veroorzaken. Dat maakt dat onderhoudsteams erg flexibel moeten zijn en er in de planningen altijd veel speling moet zijn voor onvoorziene tegenvallers.
3. De hoge kosten voor het aanleveren van materieel en onderdelen. Vervoer per schip brengt hoge kosten met zich mee, zeker als het om grote, zware installaties of onderdelen gaat.
Dr. Mingxin Li promoveerde aan de TU Delft op een gesloten onderhoudslogistiek voor offshore windparken. Zijn dissertatie won de PhD Thesis Award 2024. Foto: TU Delft
Niet voor niets kostte het ons jaren om simulaties te creëren die de realiteit benaderden.” AI kan niet alleen dat rekenwerk uit handen nemen, maar heeft als bijkomend voordeel dat het trainbaar is. “Machine learning is enorm waardevol. We kunnen de uitkomsten van onderhoudswerk teruggeven aan het systeem – closed loop, dus – en het systeem daarmee de voeding geven die het nodig heeft om zichzelf te trainen.”
Onderhoud aan offshore windparken blijft voorlopig nog wel een kostbare aangelegenheid, maar de opkomst van AI brengt de ontwikkeling van meer efficiënte, closed loop adaptieve onderhoudsstrategieën dus mogelijk in een stroomversnelling. ●
In september dingt Li mee naar de Europese Thesis Award van de European Federation of National Maintenance Societies en de Salvetti Foundation tijdens de EuroMaintenance-beurs 2024 in Rimini (Italië).
ONDERHOUDSPERSONEEL HOEFT
AR NIET TE VREZEN
Digitalisering, robotisering: heb ik straks nog wel een baan? Die vraag zingt rond als het gaat over ARtoepassingen binnen de industriële onderhoudssector. Experts vinden die angst ongegrond: “AR is een techniek voor mensen, door mensen.”
De inzet van augmented reality (AR) voor industrieel onderhoud belooft gouden bergen als het gaat om efficiënter en duurzamer werken. Met behulp van AR kunnen specialisten bijvoorbeeld op afstand digitaal samenwerken, zonder allemaal naar de fysieke locatie te hoeven reizen. Instructies, sensordata en andere informatie is bovendien veel eenvoudiger beschikbaar voor onderhoudsprofessionals als dat via een ARheadset gaat dan wanneer ze telkens naar een laptop of andere informatiebron moeten teruggrijpen.
MACHINE GAAT MENS NIET VERVANGEN
Tegelijkertijd leidt de onvermijdelijke opkomst van AR tot kritische vragen. Maken dit soort digitale innovaties de menselijke professional straks
overbodig? Hebben we in de toekomst nog wel een baan? Ron Bezoen, consultancy manager bij Bilfinger (voorheen Stork) en expert op het gebied van AR-inzet binnen de onderhoudsindustrie, denkt dat het zo’n vaart niet loopt: “We hebben te maken met een branche waarin er steeds meer werk is dat door steeds minder beschikbare mensen moet worden gedaan. We moeten echt fundamenteel efficiënter gaan werken als we het hoofd boven water willen houden.”
VOOR
MENSEN, DOOR MENSEN
Bij onderzoeksinstelling TNO heeft Sylvie Dijkstra-Soudarissanane zich de afgelopen jaren beziggehouden met de ontwikkelingen op het gebied van AR-toepassingen. Ze kent de angst voor nieuwe innovaties die weleens leeft onder
professionals. “Het is belangrijk om te achterhalen waar die angst dan vandaan komt,” legt Dijkstra-Soudarissanane toe. “Neem de twijfels van mensen serieus en betrek de hele organisatie bij de implementatie van bijvoorbeeld ARoplossingen. Een bottom-up aanpak dus, in plaats top-down. Innovaties zoals AR moet je samen omarmen, niet van bovenaf opdringen. Alleen dan wordt het iets voor mensen, door mensen.”
AR ALS
HULPMIDDEL
AR is voor de onderhoudsindustrie een hulpmiddel, benadrukt Bezoen. “Het laat mensen efficiënter werken en faciliteert samenwerking. Maar het zal mensen niet vervangen. We zullen alle professionals de komende jaren echt keihard nodig hebben.” ●
‘AR zal mensen niet vervangen, maar we moeten steeds meer doen met steeds minder mensen. We zullen alle professionals de komende jaren echt keihard nodig hebben’
Ron Bezoen, Bilfinger
AR kan de mens niet vervangen: de monteur draagt de bril waarin de verrijkte werkelijkheid te zien is, en voert het onderhoudswerk uit.
Tekst: Martijn Kroese | Fotografie: Adobe
Motorreductoren: tandwielkasten die de toeren van de motor verlagen en het koppel verhogen. (Foto:
MOTORREDUCTOR: TOEREN OMLAAG, KOPPEL OMHOOG
Een motorreductor is een combinatie van een tandwielkast met een elektromotor die het toerental van de motor omlaag brengt en het koppel van de uitgaande as die een machine aandrijft, verhoogt. Hoe werkt dit?
Een motorreductor is niets anders dan een mechanische tandwieloverbrenging die het toerental van de elektromotor reduceert en tegelijk het koppel verhoogt zodat de motor een machine krachtig in beweging kan brengen. Het voorbeeld dat iedereen kent, is de versnellingsbak
in een auto. Koppel is de hoeveelheid kracht (in Newtonmeter, Nm) die een roterende beweging produceert. Koppel zegt dus meer over de kracht van een motor dan pk Het geheel van elektromotor en tandwielkast heet motorreductor.
RELATIE TOERENTAL EN KOPPEL
Bij een motorreductor bestaat een directe relatie tussen toerental van de motor en het koppel op de uitgaande as. Reductie van het aantal toeren met een bepaalde factor verhoogt het koppel met dezelfde factor. Bijvoorbeeld: vermindert de reductor het aantal omwentelingen van de elektromotor van 1500 naar 100 (dus met een factor 15) dan neemt het koppel op de uitgaande as toe met een factor 15 (oorspronkelijk koppel x 15).
SOORTEN MOTORREDUCTOREN
Er zijn verschillende soorten motorreductoren. Het verschil zit in de manier waarop de kracht overgebracht wordt:
Bij haakse motorreductoren staat de aandrijfas van de elektromotor haaks – onder een hoek van 90˚ – op het wiel dat via de uitgaande as de kracht overbrengt. Een haakse overbrenging is ideaal als een overbrenging de hoek om kan.
Haakse reductoren komen in diverse uitvoeringen voor:
a. Wormwielreductor
b. Kegelwielreductor
c. Hypoïde reductor
Wormwielreductor.
A. WORMWIELREDUCTOR
Het gaat om een haakse overbrenging die is opgebouwd uit een worm en een wormwiel. De worm heeft een schroefvorm, dus met een schuine vertanding, en drijft een tandwiel aan. Eén omwenteling van de worm verplaatst het tandwiel een tand. Dit vermindert het aantal omwentelingen van de uitgaande as sterk. Deze reductor is sterk vertragend, heeft een hoog koppel. De robuustheid, veelzijdigheid en lage kosten zijn andere redenen om ervoor te kiezen.
B. KEGELWIELREDUCTOR
Een kegelwielreductor bestaat uit twee haaks op elkaar draaiende kegelvormige (ofwel conische) tandwielen. De ingaande en uitgaande as staan onder een hoek van 90 graden en dus snijden de hartlijnen van de tandwielen elkaar. De tanden van de kegelwielen kunnen recht, spiraalvormig of gebogen zijn. Bij een haakse kegelwielreductor zijn meerdere uitgaande assen mogelijk. Dit type staat bekend om hoge efficiëntie, met een hoog rendement (tot bijna 100%).
C. HYPOÏDE REDUCTOR
Deze haakse overbrenging maakt gebruik van speciale hyperboloïde (diabolovormige) tandwielen, waardoor de tanden een groter contactoppervlak hebben. Deze reductor lijkt op de kegelwielreductor, maar een van de tandwielen (het kleinere) is hoger of lager geplaatst dan het andere, waardoor de hartlijnen van de tandwielen elkaar niet snijden maar wel kruisen. Je ziet dit aan de positie van de assen: de ingaande as is versprongen ten opzichte van de uitgaande as, ze zitten niet in elkaars verlengde. De hypoïde variant is energiezuinig, vooral bij hoge overbrenging. Dit is een overweging om hiervoor te kiezen.
2. RECHTE REDUCTOR
Bij een rechte reductor (of coaxiale tandwielkast) staat de ingaande en uitgaande as in één lijn, dus recht in elkaars verlengde. Vooral kleinere kasten hebben er eentje en deze reductor staat bekend om zijn efficiënte energiegebruik. Recht is vooral goedkoop, maar moet goed gesmeerd worden en is niet de stilste. Andere vormen zijn wat efficiënter door minder wrijving (en geluid) maar ook duurder.
3. VLAKKE REDUCTOR
Dit heet ook wel een opsteekreductor. Dit type heeft een compacte bouwvorm. Uit oogpunt van ruimte wordt daarom vaak voor deze reductor
gekozen. De tandwielen voor de reductie staan boven elkaar. De in en uitgaande as staan parallel aan elkaar.
4. PLANETAIRE REDUCTOR
Een planetaire reductor heeft een centraal zonnewiel met daaromheen meerdere planeetwielen die binnen een ringwiel – met tanden aan de binnenzijde – draaien. Hierdoor zijn veel verschillende overbrengingsverhoudingen mogelijk. Omdat alle componenten rond dezelfde as draaien, is de uitgaande as concentrisch met de ingaande as. Deze reductor is met name geschikt voor grote vertraging en kan heel compact zijn. ●
(Foto: Adobe Stock)
Hypoïde reductor. (Foto: Adobe Stock)
Rechte reductor. (Foto: Bege)
Vlakke opsteekreductor. (Foto: Bege)
Planetaire reductor (Foto: Adobe Stock)
24-26 september 2024
Basiscursus Reliability Centered Maintenance
3 (RCM3)
Zwolle
3-daagse NVDO cursus over de acht stappen van RCM3, de opvolger van RCM2. Met deze methode breng je de onderhoudsstrategie volledig in lijn met de internationale normen voor Asset Management en Risicomanagement (ISO 55000 en ISO 31000).
4 oktober 2024
Masterclass ‘Inspecties en de waarde voor Asset Management’
Houten
Dagcursus van NVDO voor wie zich niet laat certificeren, maar wel wil leren over conditiemetingen. Bedoeld voor asset owners, service providers, inspecteurs en adviseurs. Hoe voer je een goede inspectie uit? De masterclass biedt praktische handvatten als NEN2767, ISO55000 en de RVB BOEI Beslisboom ‘soort gebrek’.
13-14 november 2024
Asset Performance Conferentie 2024 Antwerpen
5e editie van deze 2-daagse conferentie georganiseerd door BEMAS. Focus op innovaties op het vlak van Maintenance en Asset Management met als centrale thema’s digitalisering en performance van assets. Met informatie over nieuwe 4.0 en 5.0 technologieën en fundamentals op het gebied van operations, onderhoud en asset management en hoe deze tezamen de betrouwbaarheid van apparatuur kunnen verhogen en de kosten kunnen verlagen. Na het evenement blijven de opnames van de conferentie en de webinars nog een jaar online staan, zodat je ze kan bekijken wanneer je wil.
18 december 2024
Hygiënisch onderhoud
Utrecht
Dagcursus van Burggraaf & Partners over hoe je onderhoud kunt plegen op zo’n manier dat het hygiëneniveau hetzelfde blijft, wat je moet doen als je een niet-hygiënische situatie tegenkomt, en welke invloed je als onderhoudsmonteur zelf hebt. Aan de orde komen: bewustwording dat hygiënisch werken noodzakelijk is; herkennen, signaleren en doorgeven (en terugkoppelen) niet-hygiënische situaties; kleine verbeteringen doorvoeren m.b.t. hygiënisch ontwerp; hygiënisch werken.
Meer cursussen, congressen en beurzen vind je op de agenda-pagina van MB Maintenance Benelux.
De draadloze QE2008-W sensoren met magnetische koppeling voeren direct een holmrekmeting uit op de locatie waar ze gemonteerd zijn. Dit met het doel de stabiliteit en constructie van machines te optimaliseren.
Verbeteren van smeermethoden met Ultrasound
Met ultrasound kunnen bedrijven hun smeermethoden verbeteren. Maar smering onder controle houden is gemakkelijk, toch? Men hoeft er alleen maar voor te zorgen dat het juiste smeermiddel in de juiste hoeveelheid en op het juiste moment wordt gebruikt. Niet zo snel; was het maar zo eenvoudig…
Open dag Flybotix drone, dé drone voor besloten ruimten
De ASIO PRO is de professionele drone voor inwendige visuele inspecties met 2 keer zoveel vliegtijd als gebruikelijk. Dit beïnvloedt zowel de efficiëntie van de opdracht (en dus winstgevendheid) als het bereikbare inspectietraject.
Ontdek hoe deze recirculerende zuurkast uw werkprocessen kan verbeteren
CT Pro recirculerende zuurkasten bieden een veilige, flexibele en kostenefficiënte oplossing voor gevaarlijke stoffen in laboratoria, hebben een intuïtieve bediening en leveren energiebesparing op.
Voorspellend onderhoud invoeren in 6 stappen
Hoe voer je voorspellend onderhoud in? Volg het 6-staps model van Bilfinger om predictive maintenance in te voeren.
Dé vakbeurs voor de maak- en procesindustrie
24 t/m 27 september 2024
Tijdens de World of Industry, Technology & Science bundelen de industrie, technologie en wetenschap hun krachten om de bezoekers de wereld van morgen te laten zien. Scan voor meer informatie! www.wots.nl
