Zrozumienie korozji wżerowej w łożyskach i przekładniach
Definicja: Czym jest wżery?
Wżery Wżery korozyjne to powstawanie małych wgłębień, kraterów lub zagłębień na powierzchni bieżni łożysk, elementów tocznych lub zębów kół zębatych. Wżery korozyjne mogą wynikać z dwóch odrębnych mechanizmów: (1) wżery zmęczeniowe ze zmęczenia kontaktowego, co stanowi wczesną fazę uszkodzenia zmęczeniowego powierzchni i (2) wżery korozyjne z powodu ataku elektrochemicznego, tworzącego wgłębienia powierzchniowe poprzez usuwanie materiału. W łożyskach wżery są często uważane za wczesną lub łagodną formę łuszczenie, natomiast w przypadku przekładni wżery są rozpoznawane jako szczególny rodzaj awarii, odmienny od złamania zęba lub nadmiernego zużycia.
Wżery powodują chropowatość powierzchni i koncentrację naprężeń, które generują wibracja i hałas, a jeśli nie zostaną podjęte żadne działania naprawcze, powstawanie wżerów może prowadzić do większych odprysków i ostatecznie do uszkodzenia podzespołu.
Rodzaje wżerów
1. Wżery zmęczeniowe (mechaniczne)
Wyniki zmęczenia styku tocznego:
Mikropitting
- Rozmiar: Bardzo małe dołki (średnica 10-50 mikrometrów)
- Wygląd: Matowa, szara faktura powierzchni, ledwo widoczna gołym okiem
- Lokalizacja: Skoncentrowane w obszarach wysokiego stresu
- Postęp: W zależności od warunków może rozwinąć się w makrowżery lub ustabilizować się
- Częste w: Przekładnie z cienkimi warstwami smaru, łożyska szybkoobrotowe
Makropitting (pierwotne wżery)
- Rozmiar: Średnica 1-5 mm, głębokość 0,1-0,5 mm
- Wygląd: Wyraźnie widoczne kratery lub doły
- Proces: Pęknięcie zmęczeniowe pod powierzchnią rozprzestrzenia się na powierzchnię
- Postęp: Zwykle rozrasta się w większe odpryski
- Okres czasu: Postęp w kierunku niepowodzenia może trwać od miesięcy do lat
2. Wżery korozyjne (chemiczne)
Wyniki procesów elektrochemicznych:
- Przyczyna: Wilgoć, kwasy lub substancje chemiczne w kontakcie z powierzchniami łożysk
- Wygląd: Szorstkie, rdzawe wżery, często z produktami korozji
- Dystrybucja: Może rozprzestrzeniać się na całej powierzchni, a nie być zlokalizowany w strefach obciążenia
- Głębokość: Zwykle płytsze niż wżery zmęczeniowe na początku
- Czynniki zwiększające stres: Wżery korozyjne stanowią miejsca inicjacji pęknięć zmęczeniowych
3. Wżery elektryczne
- Przyczyna: Prąd elektryczny przepływający przez łożysko powodujący łuk elektryczny
- Wygląd: Małe, gęsto rozmieszczone kratery o regularnych wzorach (żłobienia)
- Częste w: Silniki z napędami VFD, niewystarczające uziemienie wału
- Charakterystyczny: Wygląd tektury falistej lub o strukturze plastra miodu
- Wykrywanie: Wyraźny wzór w badaniu wizualnym
Metody wykrywania
Analiza drgań
Wżery powodują charakterystyczne sygnatury wibracji:
- Wczesny etap: Niewielki wzrost wibracji o wysokiej częstotliwości
- Częstotliwości błędów: Wygląd BPFO, BPFI, Lub BSF w zależności od lokalizacji
- Analiza koperty: Najbardziej skuteczny w wykrywaniu wżerów na wczesnym etapie
- Postęp: Amplituda i liczba harmonicznych wzrastają wraz ze wzrostem dołów
Kontrola wizualna
- Wymaga demontażu łożyska lub dostępu za pomocą endoskopu
- Szukaj szarych matowych obszarów (mikropitet) lub widocznych kraterów (makropitet)
- Policz i zmierz dołki, aby ocenić ich stopień zaawansowania
- Fotografia do dokumentacji i trendów
Analiza oleju
- Obecność cząstek metalu w próbkach oleju wskazuje na aktywne usuwanie materiału
- Ferrografia pokazuje morfologię cząstek charakterystyczną dla wżerów i zużycia
- Rosnące stężenie cząstek wskazuje na postępujące uszkodzenia
Badania ultradźwiękowe
- Chropowatość powierzchni spowodowana wżerami zwiększa emisję ultradźwięków
- Przenośne detektory ultradźwiękowe do nieinwazyjnego monitorowania
- Skuteczne w przypadku wczesnego wykrywania, zanim objawy wibracji ustąpią
Przyczyny i zapobieganie
Zapobieganie wżerom zmęczeniowym
- Odpowiednia nośność łożyska: Wybierz łożysko o żywotności L10 przekraczającej wymagany okres eksploatacji
- Prawidłowe smarowanie: Zapewnij odpowiednią grubość powłoki (współczynnik λ > 3)
- Czystość: Zminimalizuj zanieczyszczenia, które powodują wzrost stresu
- Wyrównanie: Zapobiegaj obciążeniu krawędzi spowodowanemu niewspółosiowością
- Kontrola obciążenia: Unikaj przeciążenia (żywotność łożyska ∝ 1/Obciążenie³)
Zapobieganie korozji wżerowej
- Skuteczne uszczelnienie: Zapobiegaj przedostawaniu się wilgoci
- Właściwy środek smarny: Stosuj środki smarne z inhibitorami korozji
- Materiały odporne na korozję: Łożyska ze stali nierdzewnej do środowisk wilgotnych
- Ochrona magazynu: Chroń zapasowe łożyska przed wilgocią
- Zapobieganie kondensacji: Unikaj cykli termicznych powodujących kondensację
Zapobieganie wżerom elektrycznym
- Prawidłowe uziemienie wału w zastosowaniach silników VFD
- Łożyska izolowane na jednym końcu silnika
- Ceramiczne elementy toczne (nieprzewodzące)
- Wyeliminuj lub zminimalizuj prądy łożyskowe
Wżery w przekładniach
W zastosowaniach przekładniowych wżery mają specyficzne cechy:
Wżery między zębami
- Występuje na powierzchniach zębów w strefie styku
- Skupione w pobliżu linii boiska, gdzie łączą się ślizg i toczenie
- Tworzy charakterystyczny hałas i wibracje przy częstotliwości zazębienia
- Może być dopuszczalny w umiarkowanych ilościach w niektórych zastosowaniach
- Nadmierne wżery prowadzą do złamania zęba
Wykrywanie
- Zwiększony częstotliwość zazębienia wibracja
- Pasma boczne przy częstotliwościach wału
- Zmiany hałasu słyszalnego
- Kontrola wizualna boków zębów
Ocena stopnia zagrożenia
Kryteria oceny stopnia uszkodzenia wżerowego łożysk
- W początkowym stadium: Kilka rozproszonych mikrodołków, < 5% strefy obciążenia dotkniętej
- Światło: Widoczne wżery, 5-25% w obszarze strefy obciążenia
- Umiarkowany: Rozległe wżery, obszar 25-50%, zaczynające się zlewać
- Ciężki : silny: > Obszar 50%, wżery łączące się tworzące odpryski, wymagana natychmiastowa wymiana
Kryteria decyzyjne
- Kontynuuj działanie: Początkowe do lekkiego wżeru z monitorowaniem
- Zmiana planu: Umiarkowane wżery, zmiana harmonogramu w ciągu 1-3 miesięcy
- Pilna wymiana: Silne wżery, wymienić przy pierwszej okazji
- Wyłączenie awaryjne: Szybki postęp, wysokie wibracje lub temperatura
Wżery korozyjne stanowią istotny etap pośredni w degradacji łożysk – poważniejszy niż ogólne zużycie powierzchni, ale potencjalnie możliwy do opanowania, jeśli zostanie wcześnie wykryty. Dzięki monitorowaniu drgań z analizą obwiedni i odpowiednim praktykom konserwacyjnym, wżery korozyjne można zidentyfikować we wczesnym stadium, co pozwala na zaplanowanie konserwacji przed wystąpieniem katastrofalnych uszkodzeń w postaci odprysków.
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 