DE JUISTE SMERING VOOR OFFSHORE-APPLICATIES

Hoge eisen door moeilijke omstandigheden

Op zee is er ruim voldoende techniek aanwezig waarbij smeren een rol speelt in de levensduur, efficiëntie en veiligheid van installaties. De smeermiddelen moeten er wel aan speciale eisen voldoen omwille van de heersende omstandigheden. In dit grote natuurgebied wint met name biologische afbreekbaarheid aan belang; ook in de wet- en regelgeving.

EXTREME OMSTANDIGHEDEN

Smering is bij praktisch alle roterende en glijdende onderdelen van belang, maar nog meer in omgevingen met techisch extreme omstandigheden. Denk daarbij aan omgevingen die 'vuil' zijn door de aanwezigheid van vaste deeltjes zoals stof, zand en modder, of door vloeistoffen zoals zout water, en chemicaliën. Die omstandigheden tasten de betreffende onderdelen aan door corrosieprocessen te initiëren en te versnellen, of door mechanische of chemische slijtage.

Offshore

Dergelijke extreme omstandigheden zijn zeker aan de orde bij offshore-toepassingen. Letterlijk betekent de term offshore 'weg van de kust' en wordt ook wel aangeduid met buitengaats (een term uit de scheepvaart) of aflandig. In de praktijk staat de term voor alle activiteiten die worden uitgevoerd op enige afstand van de kust. In het kader van technische installaties en componenten kom je dan uit bij onder meer boorplatforms, kranen, windturbines en natuurlijk de scheepvaart in zijn volle breedte, zandzuigers en baggermachines.

In die takken vinden veel bewegingen plaats waarbij smeren cruciaal is. Enerzijds om de levensduur van de componenten te verlengen, anderzijds om de efficiëntie te maximaliseren en de kans op storingen tot een minimum te beperken.

 

VAN LAGER TOT KETTING

Offshore-elementen die om een regelmatige smering vragen zijn onder meer tandwielkasten, open tandwielen, motoren, pompen, aandrijfkasten, lagers, heugels, lieren, pen-in-busverbindingen, scharnieren en schroefdraden. Hetzelfde geldt voor hydraulische systemen, evenals tandheugels voor het in hoogte verstellen van bijvoorbeeld boorplatforms. Bij statische offshore-elementen draagt smering voornamelijk bij tot bescherming van het oppervlak. Zonder die beschermende laag zouden bijvoorbeeld staalkabels en kettingen sneller corroderen en hun betrouwbaarheid verliezen.

Eigenschappen

In principe is iedere component of machine bij levering voorzien van specifieke voorschriften rond het toepasselijke smeermiddel, de smeerfrequentie en -wijze.

Toch zijn er ook algemene eisen te noemen die specifiek gelden voor smeermiddelen in offshore-applicaties waarbij één en ander wel afhankelijk is van de specifieke omstandigheden en activiteiten.

• Bestand tegen temperatuur
  

  

  Ten eerste moeten smeermiddelen voor offshore-toepassingen een hoge weerstand hebben tegen een breed spectrum aan temperaturen; van arctisch tot tropisch. De extreem lage temperaturen verdienen de aandacht omdat de omstandigheden offshore beduidend kouder zijn dan in een standaardfabrieksomgeving.
  Maar ook hoge temperaturen komen voor; zeker op booreilanden waar verschillende processen en zware belastingen de temperatuur kunnen laten oplopen.
  Nog belangrijker is de aandacht voor temperatuurbestendigheid bij applicaties die in zowel koude áls zeer warme gebieden moeten functioneren; bijvoorbeeld schepen die van de polen richting de evenaar varen - of andersom.

 

• Bestand tegen zeewater
  Daarnaast moeten de smeermiddelen bestand zijn tegen zeewater; een medium dat voornamelijk agressief is vanwege het hoge zoutgehalte, dat corrosie bevordert en versnelt. Wellicht een open deur, maar niet minder belangrijk, en de praktijk leert dat dit tóch niet altijd (voldoende) aandacht krijgt.

 

• Goed hechtvermogen en waterbestendigheid
  Nog meer dan in de reguliere industrie is het voor smeermiddelen voor offshore-applicaties van belang dat zij goed hechten aan het oppervlak, om te voorkomen dat zeewater, wind en regen het smeermiddel wegspoelen. In dit kader ontwikkelden verschillende bedrijven specifieke producten die bijvoorbeeld expliciet bedoeld zijn voor het smeren van kettingen en (staal)kabels. De eigenschappen zijn zodanig dat ze ook niet uitdrogen (door 'bloeden' van olie) en bovendien geen vuil aantrekken.

 

• Brand- en explosieveilig
  Tot slot is het vooral voor boorplatforms belangrijk dat de smeermiddelen geen extra risico vormen voor brand en explosies. In verschillende hydraulische systemen worden daarom 'water-based hydraulic fluids' gebruikt evenals antistatische smeermiddelen. Het antistatische aspect is onder meer van belang omdat binnen de hydrauliek nieuwe typen basisoliën zijn ontwikkeld zonder zink. Deze zinkvrije oliën zijn speciaal bedoeld voor systemen waar een hoge nauwkeurigheid van belang is en waarbij de filtratie-eisen bijbehorend hoog zijn. Zo zijn deze oliën minder gevoelig voor hydrolyse (in aanwezigheid van water) en hebben goede demulgeer- en ontluchtingseigenschappen. Het nadeel van deze oliën is dat er eenvoudiger ontladingen kunnen ontstaan als gevolg van statische elektriciteit. Deze ontladingen zijn in bepaalde gevallen zelfs te horen (knetteren), ze beschadigen het filter én leveren een potentieel risico in explosiegevaarlijke gebieden. Door toepassing van antistatische smeermiddelen ontstaan deze ontladingen niet.

Milieubelasting door smeermiddelen

Een aparte gewenste eigenschap van smeermiddelen voor offshore-toepassingen heeft niet zozeer te maken met de prestaties van het smeermiddel, maar met de milieubelastende eigenschappen. Juist bij smeermiddelen voor offshore-applicaties is dit belangrijk omdat hier de kans immers relatief groot is dat deze producten in het milieu terechtkomen en daar een bedreiging vormen voor levende organismen. Onder andere in Amerika is een wet aangenomen om dit te voorkomen - de VGP-regelgeving. VPG staat voor Vessel General Permit en beschrijft dat alle schepen die in Amerikaanse wateren varen, verplicht zijn om biologisch afbreekbare oliën te gebruiken.

Deze regelgeving heeft hiermee ook direct invloed op het gebruik van smeermiddelen in Europa; vooral voor schepen die mondiaal varen. Bovendien heeft het zeker bijgedragen aan de trend dat steeds meer zogenaamde EAL-smeermiddelen worden voorgeschreven en toegepast; hierin staat EAL voor Environmentally Acceptable Lubricants. Naast het feit dat deze smeermiddelen biologisch afbreekbaar zijn, bevatten zij tevens een minimale aquatische toxiciteit en kunnen niet accumuleren in de cellen van vissen en andere aquatische levensvormen. Sommige partijen verwachten op korte termijn ook een verbod op smeermiddelen met PTFE/teflon ofwel de bekende microplastics waar op dit moment relatief veel discussie over wordt gevoerd in verband met de 'plastic soep'. Zo is de EU bezig met het voorbereiden van een verbod op producten met 'intentionally added microplastics' zoals smeervetten met PTFE of de zogenaamde PTFE-sprays. Producten die ook regelmatig offshore worden toegepast; er bestaan zelfs biologisch afbreekbare producten met PTFE.

 

TIPS & TRICKS

Investeer in een magnetisch oliefilter die metaaldeeltjes opvangt. Buiten het feit dat dit ten goede komt aan de reinheid van het smeermiddel, vertellen de deeltjes iets over het type en de mate van slijtage van specifieke onderdelen.

Log de maximale temperatuur van een smeerolie alvorens deze te vervangen. Reset vervolgens deze grootheid en registreer na het wisselen van de olie en het op volle productie draaien opnieuw de maximale temperatuur. Vergelijk de waarden en stel eventueel thermostaten en koeling opnieuw af.

Installeer kijkglazen in de basis van tandwielkasten zodat eventueel water direct en eenvoudig visueel waarneembaar is.

Analyseer de kwaliteit van de smeerolie alvorens deze te vervangen. Kijk hierbij onder meer naar vuildeeltjes, viscositeit, aanwezigheid van water en additieven. Voer de analyse opnieuw uit bij de nieuwe olie na één dag draaien. Deze waarden vormen de nieuwe referentiewaarden. Herhaal de olieanalyse iedere drie maanden en in geval van problemen ook tussendoor.

 

WAAR GAAT HET MIS?

Keuze voor standaard kwaliteit

Voor het smeren van de verschillende componenten in windturbines (zie ook kader), kiezen velen bewust voor kwalitatief hoogwaardige smeermiddelen die per liter of kilogram iets duurder zijn dan de reguliere varianten.
In de scheepvaart, of op boorplatforms hecht men niet altijd dezelfde waarde aan kwaliteit, en kiest men bijgevolg vaker voor een standaard industrieel smeermiddel. Dat is weliswaar goedkoper in aanschaf, maar leidt met name in offshore-toepassingen makkelijker en sneller tot problemen.

Bijvoorbeeld met betrekking tot roestvorming of het uitwassen door de zee of weersomstandigheden. Uiteindelijk is de gebruiker hierdoor duurder uit. Vaker storingen en stilstand, meer reparaties en de noodzaak om vaker te smeren zijn enkele gevolgen van het werken met smeermiddelen die niet specifiek bestand zijn tegen offshore-omstandigheden. Daarbij komt dat de noodzaak om vaker te moeten verversen leidt tot een grotere hoeveelheid afgewerkte smeermiddelen die moet worden afgevoerd, een hogere milieubelasting en de noodzaak tot een grotere voorraad. En dan moet het nog überhaupt mogelijk zijn om na te smeren. Moeilijk bereikbare plaatsen kunnen hierin belemmeren en worden makkelijker overgeslagen tijdens smeerrondes.

In cijfers blijkt 1 à 3% van het jaarbudget voor onderhoud naar smeermiddelen te gaan terwijl ruim 40% van datzelfde jaarbudget wordt beïnvloed door het smeertechnisch onderhoud. Investeren in de juiste smeermiddelen verdient zich dus vanzelf relatief snel terug in reductie van de onderhoudskosten en de betrouwbaarheid van de installaties.

Onderschatte krachten bij offshore

Een tweede valkuil in offshore-situaties is het onderschatten van de krachten die op het smeermiddel worden uitgeoefend. Om die reden is het goed om altijd te kijken hoe hoog de belastingen zijn en of het nodig is een specifieke 'high pressure'-variant in te zetten.

CONCLUSIE

Offshore-omgevingen stellen smeermiddelen danig op de proef. Op basis van kennis en ervaring is het echter mogelijk om voor iedere applicatie de juiste keuze te maken ten aanzien van het soort smeermiddel en het aangewezen onderhoud. Daarbij geldt dat de prijs niet leidend mag zijn maar wel de totale kosten over het volledige gebruik (inclusief aanschaf en afvoer). Zo blijven de efficiëntie en veiligheid immers gewaarborgd.

 

TOEPASSING IN WINDTURBINES

Ook in België en Nederland worden steeds meer windturbineparken in zee geplaatst. Ten eerste omdat er op deze locatie meer wind is en de opbrengst dus groter, maar ten tweede omdat hiermee voor een deel 'horizonvervuiling' op het land wordt tegengegaan. Een factor die vaak een rol speelt wanneer omgevingen zich tegen een plan voor het plaatsen van windturbines keren.

De rol van smeermiddelen

Smering speelt bij windturbines vooral een grote rol in de diverse lagers en overbrengingen. Het gaat hierbij om de lagers waarmee de bladen worden versteld afhankelijk van de sterkte van de wind, het lager waarmee de windturbine om zijn as draait om de wind optimaal in de bladen te krijgen en daarnaast de lagers en tandwielkasten die de beweging van de bladen overbrengen naar de generator. Juist bij windturbines is het belangrijk om kwalitatief hoogwaardige producten te gebruiken. Niet alleen omdat de belastingen extreem hoog zijn - en alleen maar hoger worden naarmate het te genereren vermogen toeneemt - maar ook omdat het erg duur is om bovenin een windturbine onderhoud uit te voeren. Dit geldt al op het vasteland maar zéker op zee. Bovendien draagt smering specifiek in windturbines bij aan een lagere wrijving in de diverse elementen en daarmee een hogere stroomopbrengst evenals een lagere slijtage en hiermee een langere levensduur. Om die reden worden smeermiddelen in deze sector vaker ingekocht op technische specificaties en kwaliteit dan op prijs.

Eigenschappen

Smeermiddelen voor windturbines moeten bestand zijn tegen hoge belastingen en temperaturen en goed warmte kunnen afvoeren.  Zeker bovenin een windturbine kunnen temperaturen over een groot temperatuurbereik variëren waarbij condens kan ontstaan. Hte is dan ook wenselijk dat smeermiddelen niet kunnen emulgeren met water. Wanneer de condens niet mengt met de smeermiddelen, laat het zich bij stilstand relatief eenvoudig aftappen, wat corrosie helpt voorkomen.