只需少量的水(小于 500 ppm)即可大幅缩短滚动轴承的使用寿数。有大量研究支持这一点。作为一名长时间致力于清洁和枯燥石油的斗士,我当然不会反对。现实上,水对轴承的破坏性影响很容易到达或超越颗粒污染,这取决于具体情况。
因而不是关于水是否会构成损伤,而是它是怎么构成损伤的。了解水怎么侵袭和构成危害有助于设定重要的枯燥方针,也有助于事后进行毛病调查。此外,当水污染不可避免时,了解这些水引起的毛病形式对于为防护意图优化挑选光滑剂、轴承和密封件或许很有价值。
一、水:机器的祸害
没有比水更复杂、更强烈和更令人困惑的污染物了。原因仍在研究中,但包括其与石油共存的各种状况以及在使用过程中发生的许多化学和物理转变。独自和共同地,湿气引起的问题会对油和机器构成危害,并且肯定会缓慢或突然地导致轴承运行毛病。不要轻视水的进犯潜力。
水能够经过一系列事件直接损坏机器外表,并且一般需求各种协助。在许多情况下,最严峻的危害是级联或连锁反应毛病。例如,水或许首先导致基础油过早氧化。当氧化物与更多的水结合时,存在腐蚀性酸性流体环境。
相同,氧化会甩掉不溶物并添加油的粘度。这两个过程都会阻碍油的活动并导致轴承损坏。不容忽视的是,水和氧化环境会使油中的空气滞留,进一步加重光滑问题。一般情况下,事情越糟,它们变得越快,这是现实。全部始于水。
二、水导致轴承失效形式有哪些
下面描述的方法将简明扼要,疏忽了那些牵强附会或技术上抽象的内容,以及一些更多植根于流行传说而非科学现实的内容。鄙人面列表中,甚至有一些失败形式首要来自猜想,但依然是可信的。最终,没有尽力依据严峻性或共性对毛病形式进行排名。
1、氢脆或起泡
这种失效形式或许比大大都冲突学家和轴承制作商意识到的更为严峻和普遍。氢的来历能够是水,也能够是电解和腐蚀(在水的协助下)。
有证据表明,水被毛细作用力吸引到球和滚子的微观疲惫裂纹中。一旦与裂缝中的游离金属触摸,水就会分化并释放出原子氢。这导致进一步的裂纹扩展和断裂。高抗拉强度钢的危险最大。添加剂(极压(EP)、抗磨(AW)等)中的硫、矿物油和环境硫化氢或许会加速制作进展。可溶性水和游离水都会带来危险。
2、腐蚀
锈需求水。即使是可溶的水也会导致生锈。水使酸具有最大的腐蚀潜力。轴承滚道和滚动元件腐蚀构成的蚀刻和凹坑外表会破坏临界弹性流体动力学 (EHD) 油膜的构成,然后赋予轴承光滑油膜强度以操控触摸疲惫和磨损。自在水也会加速静态蚀刻和微动。
3、氧化
许多轴承只要有定量的光滑剂,因而只要少量抗氧化剂。伴随着金属颗粒和水的高温会迅速耗费抗氧化剂并使光滑剂脱离所需的氧化保护环境。油氧化的负面后果许多,但包括腐蚀、油泥、漆膜和油流受损。
4、添加剂耗尽
咱们已经说到水有助于耗费抗氧化剂,但它也会削弱或下降许多其他添加剂的功能。这些包括AW、EP、防锈剂、分散剂、清洁剂和破乳剂。
水能够水解一些添加剂,使其他添加剂结块,或许只是将它们从作业流体中冲出,进入集水槽地板上的水坑中。硫磷极压添加剂在水存鄙人会转化为硫酸和磷酸,然后提高油的酸值(AN)。
5、油流约束
水是高极性的,因而,它具有铲除油类杂质的有趣才能,这些杂质也是极性的(氧化物、死添加剂、颗粒、碳细粉和树脂,例如),构成污泥球和乳液。这些无定形悬浮液能够进入为光滑油轴承供给的要害油路、压盖和孔口。
当油泥阻碍油的活动时,轴承就会处于饥饿状况,毛病火烧眉毛。此外,过滤器在装载有悬浮油泥的油体系中寿数很短。在低于冰点的条件下,游离水会构成冰晶,也会搅扰油的活动。
6、曝气和泡沫
水会下降油的界面张力 (IFT),这会削弱其空气处理才能,导致充气和泡沫。只需大约 1,000 ppm 的水即可将您的轴承槽变成泡泡浴。空气会削弱油膜、添加热量、诱发氧化、引起气蚀并搅扰油的活动;对轴承来说都是灾难性的。曝气和泡沫还会影响抛油环/抛油环、环形注油器和轴环注油器的有效性。
7、薄膜强度受损
滚动轴承依靠油的粘度在负载下发生临界间隙。如果载荷太大、转速太低或粘度太薄,轴承的疲惫寿数就会缩短。当小水珠被拉入负载区时,间隙一般会丢掉,然后导致相对外表(滚动体和滚道)发生磕碰或冲突。光滑剂一般在负载下变硬(称为压力粘度系数),这是接受作业负载(一般大于 500,000 psi)所需的。
然而,水的粘度只要一厘沲,并且无论施加何种载荷,这种粘度几乎都保持不变。不拿手接受高压负荷。这会导致薄膜强度坍塌,随后呈现疲惫裂纹、凹坑和脱落。水还能够在轴承负载区闪蒸或爆炸成过热蒸汽,这会严峻破坏油膜并或许导致破裂外表。
8、微生物污染
水是微生物如真菌和细菌的已知促进剂。随着时间的推移,这些会构成浓稠的生物质悬浮液,然后阻塞过滤器并搅扰油流。微生物污染也具有腐蚀性。
9、水洗
当油脂被水污染时,它会软化并流出轴承。喷水也能够直接从轴承上清洗光滑脂,具体取决于光滑脂增稠剂和条件。
二、水导致轴承毛病解决方案
水问题的明显解决方案是自动解决方案;即防止水侵入油/油脂和轴承环境。唯一不会构成损伤的水是不会侵入您的体系的水。污染物扫除策略始终是正确的维护出资。
避免这些与水分有关的问题的最佳方法是防止发生污染。在这方面支付的尽力会对可靠性和可用性发生重大影响。
防止污染
1、蒸汽接头:
走漏的蒸汽接头是水污染的首要来历。一般,逸出的蒸汽会吹向枯燥部反面的轴承座。发生的冷凝物会污染油体系。
2、密封件:
大大都轴承座都装有迷宫式密封件,答应水经过进入轴承座。挡油环或固定的附加护罩提高了对轴承的保护。
3、查看:
查看光滑排水体系中是否存在答应水或水蒸气进入体系的孔或开口。此类问题常见于通风口。始终查看管道是否有孔。
4、油/水热交换器:
这些装置的意图是在油返回油箱时对其进行冷却。现代体系的规划一般使油压高于冷却水的压力,因而任何走漏都会导致油污染水,而不是相反。这种严峻的走漏或许是一个严峻的问题,但它一般是不同的类型(例如,环境。)
经过操控今天的危险要素,成为一个久远的思考者,而轴承依然具有剩余使用寿数 (RUL)。去除水和/或修正其构成的危害的成本将远远超越任何将其扫除在外的出资。所以,在“自动”污染操控方面,请不要吝啬。