In der maritimen Welt sind einige Komponenten für den Betrieb eines Schiffes bedeutender als andere. So gewinnen zustandsabhängige Instandhaltung und Überwachungstechniken zunehmend an Bedeutung bei der Verbesserung der Betriebssicherheit der „kritischen Anlagen“ eines Schiffes

Die Leistungsfähigkeitbestimmter Maschinenbauteile, wie Hauptgetriebe, Turbolader, Strahlruder und Antriebs-Dampfturbinen ist für die Verfügbarkeit eines Schiffes, die Betriebssicherheit und Betriebsleistung kritisch.

Im Folgenden werden Fallbeispiele von Zustandsüberwachungstechnik bei kritischen Schiffsanlagen dargestellt.

Die zustandsabhängige Überwachung bezieht sich auf die ununterbrochene oder periodische Beurteilung des mechanischen und elektrischen Zustands von Maschinen und Systemen aufgrund von Beobachtungen und/oder Aufzeichnungen relevanter Messgrößen.

HAUPT- UND HILFSMASCHINEN TURBOLADER AUF FLÜSSIGGAS (LNG) TANKER
Eine zunehmende Anzahl LNG Tanker aus koreanischen Werften ist mit Diesel- oder Dualkraftstoffmotoren ausgestattet. Ein führender Schiffsbetreiber fügte kürzlich seiner Flotte mehrere große LNG Tanker hinzu und wandte sich an SKF wegen eines geeigneten Überwachungssystems für die Turbolader der Haupt- und Hilfsmaschinen (neun je Schiff). Die Anforderungen an das Überwachungssystem schlossen ständige Messungen ein. Auch sollte eine Verbindung zum Kontrollsystem des Schiffs (DCS) bestehen, um bei unerwarteten Abweichungen des Maschinenzustands eine sofortige Warnung aussprechen zu können.

SKF empfahl das SKF Multilog On-Line-System IMx-S, das zur neuesten Generation der Online Überwachungssysteme gehört. Das SKF System erlaubt Mehrkanalmessungen (16 oder 32), einschließlich synchroner Kanäle und flexibler Konuration zur Unterstützung unterschiedlicher Betriebsbedingungen. Das SKF Multilog IMx-S überträgt automatisch Daten an einen Datenbankserver und an ein SKF Auswertungsprogramm, das unter dem Namen SKF @ptitude Analyst bekannt ist. Das SKF Multilog IMx-S ist mit dem Schiffs-DCS verbunden, das auch den Vergleich von Betriebsgrößen wie der Motorendrehzahl ermöglicht. Eine schematische Systemübersicht wird in Bild 1 gezeigt.

Zusätzlich zu den ständigen Messungen von den SKF Multilog IMx-S Einheiten werden regelmäßig Messdaten von beinahe 200 Hilfsmaschinen mittels tragbarer Zustandsüberwachungstechnik erfasst. Die Daten werden über das schiffseigene Kommunikationssystem zur weiteren Auswertung an ein SKF Schiffs-Ferndiagnosezentrum weitergeleitet. Der Ferndiag-noseservice wird von zertifizierten SKF Zustandsüberwachungsingenieuren mit maritimer Erfahrung geleistet, wodurch gewährleistet wird, dass die Schiffsbesatzung im Fall einer Verschlechterung des Maschinenzustands eine frühzeitige Warnung erhält sowie Informationen zu empfohlenen Wartungsarbeiten.

ANTRIEBSDAMPFTURBINE AUF LNG TANKERN
Auch wenn Diesel- und Dualkraftstoffmaschinen den Weg zu den größeren LNG Tanker Tonnagen gefunden haben, bleiben Dampfturbinen eine gebräuchliche Alternative für kleine und mittelgroße Schiffe.

Zur Überwachung von Zustand und Leistung dieser Antriebsdampfturbinen wurden mehrere neue Schiffe aus koreanischen Werften mit SKF Schwingungsanalyse-Systemen für die kontinuierliche und/oder periodische Überwachung ausgerüstet.

Die Ausführung des Überwachungssystems variiert, abhängig von den spezifischen Anforderungen und Anwendungsbedürfnissen der Schiffsbetreiber. Tragbare Überwachungssysteme eignen sich gewöhnlich für Zustandsüberwachungsprogramme an Bord, während Online-Überwachungssysteme sich besser für Dampfturbinen eignen. Eine vereinfachte Darstellung einer Turbinenanlage zeigt Bild 2.

Die Schwingungsanalyse ist eine leistungsstarke Technik zum Verständnis des mechanischen Zustands von Dampfturbinen und Untersetzungsgetrieben. Nullmessungen in der Aufbauphase und bei Inbetriebnahme des Systems liefern die Eingangswerte für richtig eingestellte Alarmstufen. Unter Verwendung der erfassten Messdaten können auf einfache Weise Trenddiagramme erstellt werden, um Veränderungen festzustellen und Wartungsmaßnahmen einzuplanen.

HAUPTGETRIEBE AUF KREUZFAHRTSCHIFFEN
Die technischen Anforderungen an Antriebsgetriebe werden, als Folge der ständig zunehmenden Antriebsleistung, immer anspruchsvoller, ebenso wie die zunehmende Frage nach Gewichtsverringerung, ohne Verringerung bei der Getriebezuverlässigkeit und -effizienz.

Der Betreiber eines Kreuzfahrtschiffs hat kürzlich SKF wegen der Inspektion des Schiffshauptantriebs und technischer Unterstützung kontaktiert. Der Betreiber war an der Getriebeüberwachung interessiert, um eine Verbesserung der Betriebssicherheit und Einsicht in den Getriebezustand zu erhalten. Auch wollte er einen Wartungsplan.

Dank der globalen Präsenz war SKF schnell in der Lage, mit dem Kreuzfahrtschiffbetreiber eine geeignete Einsteigstelle zu finden, wodurch ein SKF Zustandsüberwachungsspezialist an Bord des Schiffes gehen und die Getriebe inspizieren konnte. Unter Verwendung eines Endoskops für die Sichtprüfung (Bild 3) – zusätzlich zur Schwingungsanalyse – war SKF in der Lage, dem Kunden eine gute Einschätzung des Getriebezustands zu geben und weitere Wartungsempfehlungen auszusprechen. Die gesammelten Informationen werden auch in einer Datenbank für periodische Trends der wichtigsten Größen gespeichert.

STRAHLRUDER AUF BOHRPLATTFORMEN/BOHRANLAGEN
Bohrplattformen und Bohrschiffe verwenden oft Positionierungs- und Antriebsstrahlruder (Bild 4). Sie sind ein weiteres Beispiel für kritische Anlagen, die eine sehr hohe Betriebssicherheit verlangen.

Kürzlich arbeitete SKF eng mit dem Erstausrüster in der Entwicklung eines geeigneten Zustandsüberwachungs-systems für Strahlruder auf einer neu errichteten Bohrplattform im Golf von Mexiko zusammen.

Durch enge Zusammenarbeit wurde die Konstruktion des Antriebs so gestaltet, dass sie sich für ein vollständiges Überwachungssystem für jedes Lager und Getriebe innerhalb des Antriebs eignete. Das SKF Online-Überwachungssystem überwacht nicht nur das Schwingungsniveau von Lagern und Getrieben, sondern auch den Verunreinigungsgrad und die Temperatur des Öls. Mit der kundenspezifischen Logiksignalauswertung werden während vergleichbarer Betriebsbedingungen Daten erfasst, wodurch ein genauer Vergleich der Maschinenzustandsdaten möglich ist.