確保鋼軸承在惡劣條件下具有卓越性能的五個(gè)注意事項(xiàng)

在石油和天然氣行業(yè)等危險(xiǎn)環(huán)境中，軸承經(jīng)常受到苛刻的應(yīng)用條件的影響。因此，在這些惡劣環(huán)境中使用的組件被設(shè)計(jì)為滿(mǎn)足嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)品使用的特定環(huán)境條件會(huì)影響其規(guī)格，重要的是，這些規(guī)格必須在機(jī)器制造過(guò)程開(kāi)始時(shí)確定。從極端溫度和薄膜潤(rùn)滑到污染和腐蝕性環(huán)境，在危險(xiǎn)區(qū)域環(huán)境中使用的軸承可能會(huì)承受極端載荷，并應(yīng)對(duì)頻繁的機(jī)械停止和啟動(dòng)。

并非所有軸承鋼都是相等的

軸承行業(yè)使用了各種材料，經(jīng)過(guò)不同的熱處理和工藝，以獲得所需的性能，從而最大限度地延長(zhǎng)軸承壽命和性能。鉻鋼是最常見(jiàn)的滾珠軸承材料，因?yàn)樗哂懈叱休d能力和良好的低噪音性能。440級(jí)不銹鋼軸承，有時(shí)用于海洋環(huán)境，是耐腐蝕的明顯選擇。然而，它們對(duì)海水或鹽霧的抵抗力確實(shí)有限。如果負(fù)載和速度較低，316級(jí)不銹鋼軸承通常被指定用于更惡劣的環(huán)境。全陶瓷軸承是高負(fù)載應(yīng)用的熱門(mén)選擇。

最近的替代方案是高氮不銹鋼。這種具有精細(xì)均勻微觀結(jié)構(gòu)的超清潔鋼具有非常高的耐腐蝕性、高耐磨性、高滾動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度和高沖擊韌性。高氮鋼軸承配有陶瓷球，為船用不銹鋼軸承提供比440級(jí)不銹鋼更高的負(fù)載和速度。

當(dāng)鋼經(jīng)過(guò)熱處理時(shí)，該過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大而脆的鉻和鉻鉬碳化物，這些碳化物會(huì)耗盡周?chē)匿摶w。然而，當(dāng)高氮不銹鋼被硬化和回火時(shí)，會(huì)形成精細(xì)的氮化鉻。由此產(chǎn)生的氮化物周?chē)^小的鉻貧化區(qū)使高氮不銹鋼更加耐腐蝕和耐用。

例如，在酸性氣體壓縮機(jī)中，SKF報(bào)告稱(chēng)，其高氮化物不銹鋼混合軸承的使用壽命是傳統(tǒng)軸承的六到十倍。這導(dǎo)致壓縮機(jī)維護(hù)和運(yùn)行成本的顯著降低。同樣，歐盟委員會(huì)的一份報(bào)告探討了如何通過(guò)開(kāi)發(fā)高氮奧氏體鋼（HNAS）功能等級(jí)來(lái)改善鋼軸承的性能，從而提高所研究的風(fēng)力渦輪機(jī)的可靠性。

特殊涂層

防止污染的另一個(gè)防護(hù)等級(jí)是防護(hù)涂層。鍍鉻和鍍鎳在高腐蝕性環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性。然而，涂層最終將與軸承分離，需要持續(xù)維護(hù)。對(duì)于難以進(jìn)入的地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這不是最實(shí)用的選擇。

潤(rùn)滑劑

軸承潤(rùn)滑的選擇將影響滾動(dòng)阻力、速度、噪音，最重要的是，影響軸承的使用壽命。然而，當(dāng)軸承需要在苛刻的條件下運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑劑的選擇變得更加重要。這些潤(rùn)滑劑保護(hù)軸承的內(nèi)表面，并可與特定的應(yīng)用環(huán)境相匹配。

在如此極端的溫度下，潤(rùn)滑可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。一種選擇是在沒(méi)有任何潤(rùn)滑的情況下“干燥”運(yùn)行軸承。全陶瓷軸承在沒(méi)有潤(rùn)滑的情況下運(yùn)行非常愉快，但可以使用防水油脂進(jìn)行潤(rùn)滑，以延長(zhǎng)使用壽命。但是，對(duì)于不銹鋼軸承，轉(zhuǎn)速必須非常低。鉻鋼軸承不是一種選擇，因?yàn)槿绻麤](méi)有油的保護(hù)涂層，它們會(huì)腐蝕。

密封件

在惡劣的環(huán)境中，污染保護(hù)至關(guān)重要，因此選擇接觸密封有利于確保污染物不會(huì)進(jìn)入鋼軸承。對(duì)于可能暴露在潮濕環(huán)境中的設(shè)備，接觸密封也將提高防水性。這將阻止?jié)櫥瑥妮S承中沖洗出來(lái)，使其能夠完成潤(rùn)滑和保護(hù)軸承內(nèi)表面的工作。另一種選擇是金屬屏蔽，但這大大減少了對(duì)濕氣的保護(hù)。

維修

危險(xiǎn)行業(yè)的常規(guī)維護(hù)方法依賴(lài)于專(zhuān)家。這些傳統(tǒng)方法成本高昂且不靈活，因?yàn)樵S多導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)的問(wèn)題根本無(wú)法在目視檢查中發(fā)現(xiàn)。

總擁有成本（TCO）也會(huì)受到影響，因?yàn)楣臼謩?dòng)監(jiān)控資產(chǎn)，然后應(yīng)用反應(yīng)式糾正性維護(hù)，而不是通過(guò)數(shù)字監(jiān)控進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而浪費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)。此外，對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)置，在線(xiàn)監(jiān)控通常只能在某些固定系統(tǒng)上執(zhí)行，而不能在整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行整體監(jiān)控。

然而，在危險(xiǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)的采用一直很慢，部分原因是缺乏成本效益高且易于安裝的解決方案。另一個(gè)障礙是設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境往往具有挑戰(zhàn)性。幸運(yùn)的是，由于成本下降，以及軟件和固件的技術(shù)進(jìn)步，使其使用更加靈活，像傳感器這樣可以集成到軸承箱中以監(jiān)測(cè)磨損的解決方案正變得越來(lái)越容易為企業(yè)所用。

除了可能導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間和生產(chǎn)力損失外，在惡劣的操作環(huán)境中，更換部件的需求還可能帶來(lái)安全問(wèn)題。因此，幾乎不提供維護(hù)的軸承可以提高員工安全，減少潛在的工作事故。

只要首先選擇正確的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)工程師就可以克服大多數(shù)環(huán)境挑戰(zhàn)，使軸承的使用壽命更長(zhǎng)，從而降低TCO。