Zustandsüberwachung von Schiffsmaschinen

Welche Schiffsmaschinen können überwacht werden?

An Bord eines Schiffes arbeiten zahlreiche rotierende Maschinen häufig über lange Zeiträume und unter wechselnden Betriebsbedingungen. Dazu gehören beispielsweise elektrische Motoren, Pumpen, Kompressoren, Getriebe, Generatoren und Lüfter sowie Komponenten des Antriebsstrangs.

Lager, Wellen und andere rotierende Bauteile erzeugen während des Betriebs charakteristische Schwingungen. Verändert sich der mechanische Zustand einer Maschine, kann sich dies auch in ihrem Schwingungsverhalten zeigen. Eine kontinuierliche oder regelmäßige Vibrationsmessung ermöglicht es, solche Veränderungen zu erkennen und über einen längeren Zeitraum zu beobachten.

Was lässt sich durch Schwingungsüberwachung erkennen?

Typische Ursachen für veränderte Maschinenschwingungen sind beispielsweise:

• Lagerverschleiß
• Unwucht rotierender Komponenten
• Fehlausrichtung von Wellen und Kupplungen
• Verschleiß oder Schäden an Getrieben
• unzureichende Schmierung
• mechanische Lockerungen

Nicht jeder erhöhte Schwingungswert bedeutet automatisch einen Maschinenschaden. Entscheidend ist vielmehr die Betrachtung des Schwingungsverhaltens über die Zeit und – bei detaillierten Untersuchungen – die Analyse der auftretenden Frequenzen. So lassen sich Trends erkennen und auffällige Veränderungen gezielt untersuchen, bevor sie zu größeren Schäden oder ungeplanten Ausfällen führen.

Kabelgebundene oder drahtlose Zustandsüberwachung

Abhängig von Maschine und Überwachungsaufgabe können unterschiedliche Messkonzepte eingesetzt werden.

Kabelgebundene Vibrationssensoren eignen sich für permanente Messstellen und können direkt mit einer vorhandenen Mess-, Überwachungs- oder Automatisierungstechnik verbunden werden.

Drahtlose Vibrationssensoren ermöglichen dagegen eine vergleichsweise einfache Nachrüstung vorhandener Maschinen. Messdaten können über ein Gateway an eine zentrale Auswertung übertragen werden. Dadurch lassen sich auch mehrere räumlich verteilte Maschinen in ein Condition-Monitoring-System einbinden.

Für besonders feuchte Bereiche oder Anwendungen, bei denen Sensoren zeitweise oder dauerhaft mit Wasser in Kontakt kommen können, stehen zudem tauchfähige Vibrationsaufnehmer zur Verfügung.

Worauf ist bei der Auswahl der Vibrationssensoren zu achten?

Die geeignete Sensorik hängt von der zu überwachenden Maschine und den erwarteten Schwingungen ab. Wichtige Auswahlkriterien sind:

• Frequenzbereich: Der Sensor muss die für die Maschine relevanten Schwingungsfrequenzen erfassen können.
• Messbereich und Empfindlichkeit: Kleine Maschinenschwingungen erfordern eine andere Sensorauslegung als hohe Beschleunigungen oder starke Vibrationen.
• Montageposition: Der Sensor sollte möglichst nah an den relevanten Lager- oder Maschinenstellen montiert werden.
• Umgebungsbedingungen: Feuchtigkeit, Temperatur, Vibration, Schmutz und gegebenenfalls direkter Wasserkontakt müssen berücksichtigt werden.
• Ausgangssignal und Datenerfassung: Sensor und Signal müssen mit der vorhandenen Überwachungs- oder Auswerteelektronik kompatibel sein.
• Kabelgebunden oder drahtlos: Bei bestehenden Anlagen kann eine drahtlose Lösung die Nachrüstung vereinfachen.

Für eine aussagekräftige Zustandsüberwachung sollten Sensor, Montageposition, Messintervall und Auswertungsmethode immer gemeinsam betrachtet werden.