陶瓷轴承在钢无法承受的环境中提供耐腐蚀性

海底应用的特点是不断的恶劣条件和极端环境。在海洋环境中，各种应用涉及水下机器人和电信系统的螺旋桨轴和组件。然而，在存在水、盐和刺激性元素的情况下，仅选择任何轴承是不够的，选择合适的轴承以获得比较好的性能和耐用性至关重要。 在这里，专业轴承供应商 SMB Bearings 的董事总经理 Chris Johnson 研究了陶瓷轴承在海洋环境中的潜力。

世界腐蚀组织报告称，全球每年的腐蚀成本高达2.2万亿美元，相当于世界国内生产总值（GDP）的3%以上。当海底工业应用中的轴承开始发生腐蚀时，会引发一系列不利影响。

首先，腐蚀会加速轴承滚道、滚动体和保持架的磨损。这种磨损加剧，加上表面完整性受损，增加了轴承对磨料颗粒和污染物侵入的敏感性。这些污染物会进一步加剧密封件、齿轮和其他轴承等关键部件的磨损和损坏，最终导致进一步的故障，增加维护和更换成本。

迅速干预和使用耐腐蚀轴承对于降低这些风险和确保海底设备的完整性和使用寿命至关重要。

当轴承完全浸没时，轴承的使用寿命会受到显着影响，具体取决于材料成分。以440级不锈钢轴承为例。虽然它们对淡水和弱化学品表现出很高的耐受性，但当暴露于盐水或完全浸入水中时，它们容易快速腐蚀。

440 级不锈钢轴承难以承受这些环境的腐蚀性，即使有钝化等外部保护，也会导致性能下降和过早失效。

钝化涉及金属精加工工艺，利用硝酸或柠檬酸去除表面的游离铁。这种化学处理会产生保护性氧化层，从而降低与空气发生化学反应的可能性并防止腐蚀。然而，在海洋环境中，如果没有元素的保护，钝化金属最终会腐蚀。那么，哪种材料适合海底应用呢？

陶瓷轴承在腐蚀性环境中表现出色，尽管它们的初始成本可能更高。陶瓷轴承，如Si3N4轴承，不会与盐水和许多刺激性化学品发生反应，即使它们永久浸没，也能增加一致的性能。这一特性为海底运营商提供了可靠的轴承解决方案，可提高运营效率，并减少与维护和更换相关的停机时间。

减少摩擦和磨损

与钢制轴承相比，陶瓷轴承的摩擦系数要低得多，从而降低了能耗，提高了整体系统效率并延长了使用寿命。

陶瓷轴承的材料氧化锆（ZrO2）和氮化硅（Si3N4）都具有优异的耐腐蚀性。由于这些材料具有低摩擦系数，因此它们甚至可以在低速应用中无需润滑即可使用。陶瓷材料的超高硬度还有助于降低磨损率，延长轴承的使用寿命，并减少维护和更换的停机时间。

抗碎屑和污染

海底环境经常使轴承面临碎屑、沙子和其他污染物的风险。在这种情况下，传统的钢制轴承会遭受加速磨损和失效。

由于其更高的硬度，陶瓷轴承表现出更好的抗颗粒侵入性，但应注意防止污染物进入任何轴承以确保可靠运行。此功能降低了故障风险，并增强了海底设备的耐用性。

非磁性

在海底电信系统等应用中，轴承的选择对于确保通过海底光缆进行可靠和高效的信号传输至关重要。在这种情况下，陶瓷轴承具有显著的优势，使其成为理想的选择。

陶瓷轴承的主要优点之一是其非磁性，这在防止电磁干扰信号传输方面起着至关重要的作用。由于海底电信系统依赖于远距离的精确数据传输，任何磁干扰都可能导致信号中断和数据丢失。

通过使用非磁性陶瓷轴承，这些系统可以保持其信号传输的完整性，确保各大洲之间的通信不间断，并提高海底电信网络的整体可靠性和性能。

SMB Bearing 的全陶瓷轴承由氧化锆或氮化硅制成，带有 PEEK 保持架和密封件，在船舶应用中具有出色的耐腐蚀性。由于陶瓷轴承不受海水的影响，因此它们可以在永久浸没的海洋环境中使用，并且可以应对更高的负载。

陶瓷轴承主要用于对钢轴承来说过于恶劣的环境，由于陶瓷的脆性，不太可能产生重冲击载荷。SMB 轴承 ZrO2轴承具有几个优点。它们具有非磁性和不导电性，因此适用于各种应用。

此外，它们对多种化学品具有很高的耐腐蚀性。它们的耐水性进一步增强了其对海洋应用的适用性，特别是在完全淹没的场景或负载或速度超过 316 船用级轴承能力的情况下。

由于腐蚀成本高昂，并可能导致轴承磨损，因此在早期阶段选择合适的轴承材料可以帮助海底运营商防止停机、计划外返工和昂贵的更换零件。投资陶瓷轴承，它们完全耐腐蚀且使用寿命长，将有助于避免干扰应用并保持稳定的工作流程。