In een tijd van energietransitie en het besef dat grondstoffen niet onbeperkt beschikbaar zijn, neemt het belang van goed onderhoud toe. Ook aan elektromotoren. Het juiste onderhoud verlengt de levensduur en voorkomt zo een onnodig vroegtijdige vervanging. Daarnaast levert het een bijdrage aan het verbeteren van de energie-efficiëntie en het verlagen van onder meer de operationele en onderhoudskosten. Facta beschikt over de juiste kennis en het benodigde vakmanschap om dit onderhoud uit te voeren. Met een eigen wikkelarij, VPI-tank en compleet ingerichte werkplaats worden bovendien complete revisies conform wet- en regelgeving uitgevoerd.
De huidige generatie industriële elektromotoren is absoluut betrouwbaar te noemen. Het komt niet zelden voor dat dit ‘rotating equipment’ jaren, soms wel decennialang, zonder problemen draait. In de tijd van energietransitie is een discussie op gang gebracht waarin het vervangen van elektromotoren een belangrijke plaats inneemt. Het energieverbruik van de nieuwste generatie IE4 motoren is bijvoorbeeld dermate lager ten opzichte van eerdere generaties, dat de terugverdientijd relatief kort is en het in veel gevallen in elk geval financieel de moeite waard is.
Toch is het niet de enige discussie die wordt gevoerd. Algemeen directeur van Facta Henk van Tuijl geeft aan: “Onder andere door COVID-19 is het voor veel mensen duidelijk geworden dat de beschikbaarheid van grondstoffen ook niet vanzelfsprekend meer is. Het vervangen van equipment heeft hiermee een andere lading gekregen en de rol van goed onderhoud een nieuwe betekenis. En dat is precies waarin Facta een eigen onderhoudsprogramma ontwikkelde. Gericht op het maximaliseren van de levensduur van elektromotoren maar daarbij ook met specifieke aandacht voor een laag energieverbruik.”
Van correctief naar voorspellend
Het onderhoudsprogramma van het bedrijf beschrijft de zogenaamde ‘onderhoudsladder’. Afhankelijk van de trede – die de klant bepaalt – voert het bedrijf reactief (correctief), periodiek (preventief), conditie-afhankelijk, proactief of zelfs voorspellend onderhoud uit. Van Tuijl: “Hoe hoger klanten zich op deze onderhoudsladder begeven, hoe beter zij in staat zijn hun assets en kosten te beheersen. Maar óók de bijbehorende processen waarin de elektrische aandrijving is opgenomen.”
Onderaan de onderhoudsladder worden motoren gerepareerd die eenvoudig kapot zijn. Dit betreft het correctieve onderhoud dat in principe ongepland is en het gevolg is van een onverwachte – en ongewenste – stilstand. Periodiek of preventief onderhoud is erop gericht om stilstand te voorkomen door vroegtijdig onderhoud uit te voeren.
Het juiste moment van onderhoud uitvoeren is veelal gebaseerd op een stukje historie, ervaring en Fingerspitzengefühl. Nog efficiënter is het om naar de actuele conditie van de motor te kijken die wordt bepaald op basis van metingen; bijvoorbeeld trillingsmetingen. Hiermee wordt onderhoud altijd op het juiste tijdstip uitgevoerd maar betekent wel dat het niet ver van te voren nauwkeurig is in te plannen.
Historie opbouwen
Leen van ’t Veen is regiodirecteur Zuid bij Facta en vertelt: “Tot slot kom je op de bovenste sporten van de onderhoudsladder uit bij het analyseren van de onderhoudsbehoefte door historie op te bouwen en metingen te verrichten. Daarbij stellen we ons altijd de vraag: wáár komt de noodzaak voor onderhoud vandaan en is een bepaalde onderhoudsstap in de toekomst uit te stellen of wellicht zelfs te voorkomen?”
“Proactief kijken naar de oorzaken dus. Vervolgens probeer je deze oorzaken te elimineren óf een oplossing te kiezen die bestand is tegen de oorspronkelijke oorzaak. Zo kun je een motor met een groter vermogen kiezen wanneer de oorspronkelijke versie te vaak te zwaar wordt belast, de omgevingstemperatuur verlagen, een betere koeling realiseren, een ander smeermiddel kiezen, de besturing anders inrichten enzovoorts.”
Het meest ultieme is tot slot om de onderhoudsbehoefte te kunnen voorspellen (predictive maintenance). Dit is onder meer mogelijk op basis van onder meer trillinganalyses, temperatuurmetingen of het meten van de afgenomen stroom. Dit levert niet alleen informatie op over de werking en conditie van de elektromotor zelf, maar ook over de processen waarbij de motor betrokken is.
Een toename in het stroomverbruik kan bijvoorbeeld wijzen op slijtage van lagers, een fout in de uitlijning als gevolg van een ‘botsing’, een wijziging van de belasting of anders. Op deze manier zijn de ‘bad actors’ vast te stellen en te elimineren wat ook weer gunstig uitpakt voor de levensduur van de motor zelf.
Volledige revisie
Naast het uitvoeren van preventief en correctief onderhoud op locatie en het ondersteunen bij het implementeren van de gewenste onderhoudsstrategie, richt Facta zich tevens op het volledig reviseren van elektromotoren. Dit gebeurt op de locatie in Spijkenisse waar alle mogelijke rotating equipment wordt onderhouden voor sectoren variërend van scheepsbouw en offshore tot landbouw, industrie en (petro)chemie.
Wanneer elektromotoren worden aangeboden voor reparatie of revisie, wordt altijd begonnen met een nulmeting. Dit geldt voor zowel wissel- als gelijkstroommotoren, permanent magneetmotoren, frequentiegestuurde motoren, hoogspanningsmotoren en generatoren. Daarbij worden diverse relevante mechanische en elektrische eigenschappen gemeten. In het eerste geval gaat het bijvoorbeeld om het bepalen van de onbalans, bij de elektrische metingen om de weerstand, isolatie, spanning en stroom. Bepaalde metingen worden uitgevoerd terwijl de motor stilstaat, andere metingen juist bij een draaiende motor.
Wikkelen
Na het bepalen van de eigenschappen wordt de motor volledig gedemonteerd en gereinigd. Afhankelijk van de bevindingen worden vervolgens onderdelen vervangen of gerepareerd. Bepaalde stappen in het revisieproces vereisen een hoge mate aan kennis en vakmanschap. Eén daarvan is het opnieuw wikkelen van de elektromotoren. Facta is van oudsher gespecialiseerd in dit deel van de revisie en ook nu nog beschikt het bedrijf over een eigen wikkelarij met veertien ervaren wikkelaars.
Door altijd veel aandacht te besteden aan de overdracht van kennis en kunde, beheersen de medewerkers dit ‘ambacht’ tot in de puntjes. En dan gaat het niet alleen om het wikkelen zelf maar ook om het inzicht in het kiezen van de juiste draad, het juiste materiaal en vooral de wil om tot een perfect eindresultaat te komen. Door deze combinatie gebeurt het niet zelden dat de gereviseerde motor uiteindelijk beter presteert dan in de tijd toen hij nieuw werd aangeschaft.
Nieuwe generatie technici
Leen van ’t Veen: “Ik kan niet ontkennen dat ik me echt trots voel wanneer ik vaststel dat we in staat zijn gebleken om ook de nieuwe generatie technici enthousiast te maken voor dit staaltje vakmanschap. Veelal via werk-leertrajecten. Als je ziet met hoeveel plezier en enthousiasme zij hun werk uitvoeren, dan kun je bijna alleen maar denken: dat wil ik ook. Of het nu gaat om een hoogspanningselektromotor voor een chemische plant op de Maasvlakte of een generator van een WKK-installatie voor de tuinbouw.”
Tevens kan het bedrijf haar eigen spoelen fabriceren. Het gaat daarbij om vormspoelen/soft coils tot een vermogen spanning van 13,8 kV en temperaturen tot 220°C. Daarbij voert Facta ook zogenaamde partial discharge metingen uit. Partial Discharge is een (onbedoelde) plaatselijke doorslag van de isolatie. Meestal het gevolg van een degradatie van de isolatie die door PD verder wordt versneld. Leen van ’t Veen: “We zijn een van de weinige bedrijven die zelfstandig vormspoelen kan produceren. Voor ons echt de krenten in de pap. Maar natuurlijk hebben we de yoghurt eromheen ook nodig.”
Vacuüm pressure impregnation
Naast de beheersing van het wikkelproces, beschikt Facta tevens over een zogenaamde VPI-installatie waarmee het statorhuis of het roterende deel is te impregneren met een hoogwaardige epoxyhars. VPI staat voor ‘Vacuum Pressure Impregnation’ en wordt vooral toegepast op hoogspanning (frequentiegestuurde) elektromotoren en generatoren om hier een hoge isolatieklasse (H of C) te bereiken.
Tijdens dit proces wordt met behulp van vacuüm eerst alle lucht in en rondom het onderdeel verwijderd; dit gebeurt bij een absolute druk van rond de 50 mPa. Dit geldt ook voor alle luchtinsluitingen uit het isolatiesysteem. Vervolgens wordt de epoxyhars met een druk van ongeveer 6 bar door het isolatiesysteem aangebracht en vindt een warmtebehandeling in de oven plaats zodat het materiaal uithardt.
Betere bescherming
Door het impregneren verkrijgt de motor een hogere diëlektrische sterkte, een verbeterde mechanische sterkte, een hogere thermische inductiviteit en bovenal een uitstekende bescherming tegen onder meer het binnendringen van water, chemicaliën en andere vervuiling. VPI draagt hiermee bij aan een verlenging van de onderhoudsintervallen en levensduur en tevens de betrouwbaarheid van de motor. Zeker in meer agressieve omgevingen.
Controle en afleveren
Nadat de motor weer volledig is samengebouwd, worden dezelfde metingen uitgevoerd als bij binnenkomst. Hiermee is ten eerste vast te stellen of de motor voldoet aan de wet- en regelgeving en wordt tevens een stukje historie vastgelegd. Uiteraard is hiermee ook te controleren of het eventueel oorspronkelijke euvel is opgelost.
Het complete artikel over de servotechnologie bij de assemblage beugelflessen is te lezen in de Speciale Editie – De elektromotor, technologie, trends & toekomst, die hier is te bestellen.