Pochopení důlkové koroze v ložiskách a ozubených kolech
Definice: Co je to důlkování?
Důlkování je tvorba malých dutin, kráterů nebo prohlubní na povrchu ložiskových drážek, valivých těles nebo zubů ozubených kol. Koroze může být způsobena dvěma odlišnými mechanismy: (1) únavové důlky z únavy v důsledku valivého kontaktu, což představuje poškození povrchu v rané fázi únavy, a (2) korozní bodování před elektrochemickým napadením, vytvářením povrchových dutin v důsledku odstraňování materiálu. V ložiskách je důlková koroze často považována za časnou nebo mírnou formu odlupování, zatímco u ozubených kol je důlková koroze rozpoznávána jako specifický způsob selhání odlišný od zlomení zubu nebo nadměrného opotřebení.
Koroze vytváří drsnost povrchu a koncentrace napětí, které generují vibrace a hluk, a pokud se neopraví, může iniciace důlků vést k větším odlupováním a nakonec k selhání součásti.
Typy důlkování
1. Únavová důlková koroze (mechanická)
Výsledky únavy materiálu z valivého kontaktu:
Mikrodůlková tkáň
- Velikost: Velmi malé jamky (průměr 10–50 mikrometrů)
- Vzhled: Matně šedá povrchová textura, sotva viditelná pouhým okem
- Umístění: Koncentrováno ve vysoce namáhaných oblastech
- Postup: Může vést k makro-pittingu nebo se stabilizovat v závislosti na podmínkách
- Běžné v: Ozubená kola s tenkými mazivovými filmy, vysokorychlostní ložiska
Makro-důlková koroze (počáteční důlková koroze)
- Velikost: Průměr 1–5 mm, hloubka 0,1–0,5 mm
- Vzhled: Jasně viditelné krátery nebo jámy
- Proces: Podpovrchová únavová trhlina se šíří na povrch
- Postup: Obvykle se rozrůstá do větších třísek
- Časový rámec: Může trvat měsíce až roky, než selže
2. Korozní bodová rýha (chemická)
Výsledky elektrochemických procesů:
- Příčina: Vlhkost, kyseliny nebo chemikálie v kontaktu s povrchy ložisek
- Vzhled: Drsné, rezavě zbarvené důlky, často s produkty koroze
- Rozdělení: Může být spíše rozšířený po površích než lokalizovaný v zónách zatížení
- Hloubka: Obvykle mělčí než zpočátku únavové jámy
- Zvyšovače stresu: Korozní jámy slouží jako iniciační místa pro vznik únavových trhlin
3. Elektrické důlky
- Příčina: Elektrický proud procházející ložiskem vytváří oblouk
- Vzhled: Malé, těsně rozmístěné krátery v pravidelných vzorech (rýhování)
- Běžné v: Motory s frekvenčními měniči, nedostatečné uzemnění hřídele
- Charakteristický: Vzhled valchy nebo vlnité lepenky
- Detekce: Charakteristický vzor při vizuální kontrole
Detekční metody
Analýza vibrací
Korozivní koroze vytváří charakteristické vibrační signály:
- Raná fáze: Malé zvýšení vysokofrekvenčních vibrací
- Frekvence poruch: Vzhled BPFO, BPFInebo BSF v závislosti na lokalitě
- Analýza obálky: Nejúčinnější pro detekci raného stádia důlkové koroze
- Postup: Amplituda a počet harmonických se zvyšují s rostoucími jamkami
Vizuální kontrola
- Vyžaduje demontáž ložiska nebo přístup k boroskopu
- Hledejte šedé matné oblasti (mikropitting) nebo viditelné krátery (makropitting)
- Spočítejte a změřte velikost jamek pro posouzení závažnosti
- Fotografie pro dokumentaci a trendy
Analýza oleje
- Kovové částice ve vzorcích oleje naznačují odstranění aktivní látky
- Ferografie ukazuje morfologii částic charakteristickou pro důlkovou korozi vs. opotřebení
- Rostoucí koncentrace částic naznačuje postupné poškození
Ultrazvukové testování
- Drsnost povrchu v důsledku důlkování zvyšuje ultrazvukové emise
- Přenosné ultrazvukové detektory pro neinvazivní monitorování
- Účinné pro včasnou detekci před vymizením příznaků vibrací
Příčiny a prevence
Prevence únavové důlkové koroze
- Dostatečné hodnocení ložiska: Vyberte ložisko s trvanlivostí L10 přesahující požadovanou provozní dobu.
- Správné mazání: Zajistěte dostatečnou tloušťku filmu (poměr λ > 3)
- Čistota: Minimalizujte kontaminaci, která vytváří stresové faktory
- Zarovnání: Zabraňte zatížení hran v důsledku nesprávného zarovnání
- Řízení zátěže: Zabraňte přetížení (životnost ložiska ∝ 1/zatížení³)
Prevence bodové koroze
- Účinné utěsnění: Zabraňte vnikání vlhkosti
- Vhodné mazivo: Používejte maziva s inhibitory koroze
- Materiály odolné proti korozi: Ložiska z nerezové oceli pro vlhké prostředí
- Ochrana úložiště: Chraňte náhradní ložiska před vlhkostí
- Prevence kondenzace: Zabraňte tepelným cyklům způsobujícím kondenzaci
Prevence elektrické důlkové koroze
- Správné uzemnění hřídele v aplikacích s frekvenčním měničem
- Izolovaná ložiska na jednom konci motoru
- Keramické valivé elementy (nevodivé)
- Eliminujte nebo minimalizujte ložiskové proudy
Koroze v ozubených kolech
V ozubených aplikacích má důlková koroze specifické vlastnosti:
Důlková rýha zubů ozubených kol
- Vyskytuje se na površích zubů v kontaktní zóně
- Koncentrováno v blízkosti linie sklonu, kde se kombinují klouzání a valení
- Vytváří charakteristický hluk a vibrace na frekvenci záběru ozubených kol
- Pro některé aplikace může být přijatelné v mírném množství
- Nadměrné důlkové poškození vede k lámání zubů
Detekce
- Zvýšené frekvence záběru ozubených kol vibrace
- Postranní pásma na hřídelových frekvencích
- Změny slyšitelného hluku
- Vizuální kontrola boků zubů
Posouzení závažnosti
Kritéria závažnosti důlkové koroze ložisek
- Počáteční: Několik rozptýlených mikrodůlek, < 5% ovlivněné zóny zatížení
- Světlo: Viditelné korozivní koroze, 5-25% v oblasti zátěžové zóny
- Mírný: Rozsáhlé důlkové tvoření, oblast 25-50%, začíná se shlukovat
- Těžké: > Oblast 50%, jámy se spojují a tvoří úlomky, nutná okamžitá výměna
Kritéria rozhodnutí
- Pokračovat v operaci: Počínající až lehká důlková tvorba s monitorováním
- Nahrazení plánu: Mírné korozivní poškození, výměna do 1–3 měsíců
- Naléhavá výměna: Silné důlkové poškození, vyměňte při první příležitosti
- Nouzové vypnutí: Rychlý postup, vysoké vibrace nebo teplota
Korozivní koroze představuje důležitý mezistupeň degradace ložiska – je závažnější než běžné opotřebení povrchu, ale při včasném odhalení je potenciálně zvládnutelná. Prostřednictvím monitorování vibrací s analýzou obálky a správnými postupy údržby lze korozivní korozi identifikovat v raných stádiích, což umožňuje plánovanou údržbu před rozvojem katastrofických odlupovacích poruch.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 