确保钢轴承在恶劣条件下具有卓越性能的五大考虑因素

在石油和天然气行业等危险环境中，轴承经常受到苛刻的应用条件的影响。 因此，在这些恶劣环境中使用的组件旨在满足严格的行业标准，例如 NEMA 等级和 IP 代码 （IEC 60529）。 在这里，钢轴承供应商 SMB Bearings 的董事总经理 Chris Johnson 解释了在为恶劣工作条件选择钢轴承时的五个注意事项。

使用产品的特定环境条件会影响其规格，重要的是，这些规格必须在机器制造过程开始时确定。从极端温度和薄膜润滑到污染和腐蚀性环境，在危险区域环境中使用的轴承可能会承受极端负载并应对频繁的机械停止和启动。

并非所有轴承钢都是一样的

轴承行业使用了各种材料，经过不同的热处理和工艺，以获得所需的性能，从而更大限度地延长轴承寿命和性能。铬钢是滚珠轴承常见的材料，因为它具有高负载能力和良好的低噪音性能。440 级不锈钢轴承，有时用于海洋环境，是耐腐蚀性的明显选择。然而，它们对海水或盐雾的抵抗力有限。316 级不锈钢轴承通常指定用于更恶劣的环境，前提是负载和速度较低。全陶瓷轴承是高负载应用的热门选择。

最近的替代品是高氮不锈钢。这种超洁净钢具有精细均匀的微观组织，具有非常高的耐腐蚀性、高耐磨性、高滚动接触疲劳强度和高冲击韧性。高氮钢轴承配有陶瓷球，以提供船用级不锈钢轴承，其负载和速度甚至比 440 级不锈钢所能达到的还要高。

当钢进行热处理时，该过程会产生大而脆的铬和铬钼碳化物，这些碳化物会耗尽周围的钢基体。然而，当高氮不锈钢淬火和回火时，会形成细小的氮化铬。由此产生的氮化物周围较小的贫铬区使高氮不锈钢更具耐腐蚀性和耐用性。

例如，在酸性气体压缩机中，SKF报告称，其高氮化物不锈钢混合陶瓷轴承的使用寿命是传统轴承的六到十倍。这大大降低了压缩机的维护和运行成本。同样，欧盟委员会的一份报告探讨了如何通过开发高氮奥氏体钢 （HNAS） 功能等级来改善钢轴承的性能，从而提高所研究风力涡轮机的可靠性。

特殊涂层

防止污染的另一层装甲是保护涂层。镀铬和镀镍在高腐蚀性环境中具有良好的耐腐蚀性。然而，涂层最终会与轴承分离，需要持续维护。对于难以访问的位置，这不是实用的选择。

润滑油

轴承润滑的选择将影响滚动阻力、速度、噪音，重要的是，影响轴承的使用寿命。然而，当轴承需要在苛刻的条件下运行时，润滑剂的选择就变得更加重要。SMB Bearings 可以为密封轴承提供含有缓蚀剂的防水润滑脂。这些润滑剂可保护轴承的内表面，并可与特定的应用环境相匹配。

在如此极端的温度下，润滑可能是一个问题。一种选择是“干式”运行轴承，无需任何润滑。全陶瓷轴承无需润滑即可运行良好，但可以使用防水润滑脂润滑以延长使用寿命。但是，对于不锈钢轴承，转速必须非常低。铬钢轴承不是一种选择，因为如果没有油保护涂层，它们会腐蚀。

海豹

在恶劣的环境中，污染防护至关重要，因此选择接触式密封件是有利的，以确保污染物不会进入钢轴承。对于可能暴露在潮湿环境中的设备，接触式密封件还将提供更高的防水性。这将阻止润滑脂从轴承中冲出，使其能够润滑和保护轴承的内表面。另一种选择是金属防护罩，但这大大降低了防潮保护。

保养

在危险行业中，传统的维护方法依赖于专家。这些传统方法成本高昂且缺乏灵活性，因为许多导致计划外停机的问题根本无法在目视检查中发现。

总拥有成本 （TCO） 也受到影响，因为公司通过手动监控资产来浪费时间和金钱，然后应用被动的纠正性维护，而不是通过数字监控进行预测性维护。此外，在传统设置中，在线监控通常只能在某些固定系统上执行，而不是在整个生产线上进行整体监控。

然而，在危险区域采用远程状态监测的速度一直很慢，部分原因是缺乏具有成本效益且易于安装的解决方案。另一个障碍是设备运行的环境通常具有挑战性。幸运的是，由于成本下降，以及软件和固件的技术进步，企业越来越容易获得传感器等解决方案，这些解决方案可以集成到轴承座本身以监测磨损，使其使用更加灵活。

除了可能导致停机和生产力损失外，在恶劣的操作环境中，更换组件的需求还会带来安全问题。因此，几乎不需要维护的轴承可以提高员工的安全性并减少潜在的工作场所事故。

通过首先选择正确的产品，设计工程师可以克服大多数环境挑战，使他们的轴承享有更长的使用寿命，从而降低总拥有成本。