Poznaj skuteczne strategie zarządzania łożyskami w warunkach wilgotnych w celu zwiększenia ich trwałości i utrzymania optymalnej funkcjonalności.
Łożyska odgrywają kluczową rolę w różnych zastosowaniach przemysłowych, zapewniając płynną i wydajną pracę maszyn.
Jednakże, gdy łożyska są wystawione na działanie wilgotnego lub zanurzonego środowiska, stają przed wyjątkowymi wyzwaniami, które mogą zagrozić ich wydajności i żywotności. W tym artykule przeanalizujemy skuteczne strategie zarządzania łożyskami w takich warunkach, aby zwiększyć ich trwałość i utrzymać optymalną funkcjonalność.
Wilgotne i zanurzone środowiska stanowią kilka wyzwań dla łożysk, w tym korozję, awarię smarowania i zwiększone tarcie. Korozja może prowadzić do przedwczesnej awarii łożyska oraz zwiększonych kosztów konserwacji i przestojów. Dlatego konieczne staje się przyjęcie proaktywnych środków w celu przeciwdziałania tym wyzwaniom.
Strategie optymalizacji wydajności łożysk w wilgotnym środowisku
Wybór materiału: Wybór odpowiednich materiałów na łożyska jest krytycznym krokiem w zarządzaniu nimi w wilgotnym i zanurzonym środowisku. Stal nierdzewna i stopy odporne na korozję są często preferowane ze względu na ich odporność na korozyjne działanie wilgoci i wody. Materiały te zapewniają barierę ochronną, zmniejszając prawdopodobieństwo korozji i zwiększając ogólną trwałość łożysk.
Rozwiązania uszczelniające: Skuteczne uszczelnienie ma zasadnicze znaczenie dla zapobiegania przedostawaniu się wody i wilgoci do obudowy łożyska. Stosowanie wysokiej jakości uszczelek i osłon, takich jak uszczelki labiryntowe lub gumowe, tworzy barierę ochronną, która pomaga utrzymać integralność smaru łożyskowego i zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń. Regularna kontrola i wymiana uszczelek mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia ciągłej ochrony przed czynnikami środowiskowymi.
Wybór środka smarnego i konserwacja smarowania: Smarowanie jest istotnym aspektem zarządzania łożyskami i staje się jeszcze ważniejsze w środowiskach wilgotnych i zanurzonych. Do takich zastosowań zalecane są specjalistyczne smary o właściwościach wodoodpornych.
Zdolność smaru do wytrzymania wprowadzenia wody do układu smarowania bez negatywnych konsekwencji jest znana jako wodoodporność. Atrybut ten składa się zasadniczo z czterech elementów:
- Odporność na wymywanie wodą: Pomiar odporności smaru na wymywanie z łożyska podczas pracy w obecności wody. Metody oceny obejmują ASTM D1264 lub ISO 11009.
- Absorpcja wody: Odzwierciedla sposób, w jaki smar reaguje po dodaniu wody do układu. Charakterystykę absorpcji wody można ocenić za pomocą różnych testów, co prowadzi do trzech możliwych reakcji:
- Rozpuszczalny w wodzie: Smar wchłania wodę, rozkłada się do półpłynnej konsystencji.
- Absorbuje wodę: Smar absorbuje znaczne ilości wody przy minimalnej zmianie konsystencji i braku oddzielnej fazy wolnej wody.
- Odporność na wodę: Smar absorbuje tylko niewielkie ilości wody, ulega nieznacznym zmianom konsystencji, a większość dodanej wody pozostaje oddzielną drugą fazą.
- Odporność na korozję wodną: Pomiar zdolności smaru do zapobiegania korozji powierzchni metalu w obecności wody. Metody oceny obejmują testy statyczne lub oceny dynamiczne obejmujące łożyska eksploatowane z wodą dodaną do zbiornika smaru, zgodnie z normami ASTM D1743, ASTM D5969, ASTM D6138 i ISO 11007.
- Odporność na rozpyloną wodę: Ocenia odporność smaru na wypieranie z powierzchni pod wpływem rozpylonej wody. Metoda testowania jest szczegółowo opisana w normie ASTM D4049.
Należy zauważyć, że smary do różnych zastosowań mogą nie wymagać wszystkich tych właściwości wodoodporności. Środki te nie są wskaźnikami jakości, z wyjątkiem określonych sytuacji, w których odporność na wodę jest niezbędna.
Regularne monitorowanie stanu środka smarnego i planowe uzupełnianie lub wymiana są niezbędne do zapobiegania awariom smarowania i utrzymania optymalnej wydajności łożysk.
W książce Ernesta Rabinowicza „Friection and Wear of Materials” wskazuje on, że około 70% przestojów sprzętu lub maszyn można przypisać degradacji powierzchni. W ramach tego odsetka 20% wymian jest bezpośrednio związanych z korozją, podczas gdy pozostałe 50% wynika ze zużycia mechanicznego.
Głównymi winowajcami korozji i zużycia są czynniki zewnętrzne, takie jak brud i wilgoć, zwane łącznie zanieczyszczeniami. Gdy środki smarne lub płyny hydrauliczne zawierają wilgoć, następuje kaskada niekorzystnych skutków. Wilgoć przyczynia się do korozji, prowadząc do zanieczyszczenia cząstkami stałymi. Ponadto może ona zmieniać lepkość oleju, wyczerpać dodatki i powodować powstawanie szlamu.
Sposoby zwalczania wilgoci w łożyskach
Skuteczne zwalczanie tych problemów wymaga kompleksowej strategii kontroli zanieczyszczeń. Dostawcy oferujący szeroką gamę sprzętu do kontroli zanieczyszczeń, w tym osuszacze powietrza, filtry i inne narzędzia.
Osuszacze adsorpcyjne to skomplikowane urządzenia instalowane w maszynach, które zapobiegają powstawaniu dwóch krytycznych zanieczyszczeń: wilgoci i cząstek stałych. Aby zrozumieć, czym jest pochłaniacz wilgoci, konieczne jest zrozumienie pojęcia pochłaniacza wilgoci. Środek osuszający to substancja higroskopijna, która przyciąga i zatrzymuje cząsteczki wody, utrzymując suche środowisko. Typowe przykłady obejmują żel krzemionkowy znajdujący się w opakowaniach.
Urządzenia takie jak skrzynie biegów, pompy i zbiorniki wymagają odpowiedniego „oddychania”, gdy powietrze w przestrzeni międzypłaszczowej rozszerza się i kurczy z powodu wahań temperatury lub zmian poziomu oleju w układach hydraulicznych. Każdy oddech wprowadza brud, zanieczyszczenia i wilgoć, zanieczyszczając środek smarny i powodując stopniowe uszkodzenie sprzętu. Uznając, że znaczna część zanieczyszczeń smaru pochodzi z zewnątrz i biorąc pod uwagę, że maszyny są zaprojektowane do „oddychania”, konieczne staje się przechwytywanie tych zanieczyszczeń u ich źródła.
Prawidłowy montaż: Prawidłowy montaż i osiowanie są podstawowymi czynnikami wpływającymi na trwałość łożysk, zwłaszcza w trudnych warunkach. Zapewnienie precyzyjnego osiowania wałów i prawidłowego montażu łożysk zmniejsza ryzyko naprężeń i zużycia spowodowanych niewspółosiowością. Prawidłowo wyosiowane łożyska działają wydajniej i są lepiej przygotowane do radzenia sobie z wyzwaniami środowiskowymi.
Monitorowanie i konserwacja: Regularne monitorowanie stanu łożysk i smaru ma zasadnicze znaczenie dla identyfikacji wczesnych oznak zużycia, niewspółosiowości lub problemów ze smarowaniem. Wdrożenie proaktywnego harmonogramu konserwacji, który obejmuje inspekcje, kontrole smarowania i wymianę uszczelnień, może znacznie wydłużyć żywotność łożysk w środowiskach wilgotnych i zanurzonych. Nowoczesne technologie, takie jak analiza drgań i monitorowanie temperatury, mogą być wykorzystywane do wykrywania potencjalnych problemów przed ich eskalacją.
Jeśli olej jest zmieszany z wodą, ponieważ woda jest gęstsza niż olej, osiada na dnie, gdzie znajduje się odpływ. Usunięcie wody jest prostym zadaniem polegającym na otwarciu odpływu, aż olej zacznie wypływać.
Częstotliwość odprowadzania wody może się różnić i można ją określić poprzez regularne monitorowanie do momentu zapoznania się z wymaganiami napędu. Dodanie ćwierćobrotowego zaworu kulowego może być wygodnym usprawnieniem ułatwiającym odprowadzanie wody.
Wdrażanie strategii
Skuteczne zarządzanie łożyskami w wilgotnym i zanurzonym środowisku wymaga połączenia doboru materiałów, rozwiązań uszczelniających, konserwacji smarowania, właściwej instalacji i proaktywnego monitorowania. Wdrażając te strategie, branże mogą poprawić wydajność i trwałość łożysk, skrócić przestoje i ostatecznie przyczynić się do bardziej niezawodnej i wydajnej pracy maszyn w trudnych warunkach środowiskowych.
Ramin Safikhani, MLE, CMRP, VCAT-II, jest specjalistą ds. niezawodności w Upper Occoquan Service Authority. Od ponad 24 lat zajmuje się monitorowaniem stanu urządzeń obrotowych i niezawodnością konserwacji w przemyśle petrochemicznym i oczyszczania ścieków.
