确保钢轴承在恶劣条件下具有卓越性能的五个注意事项

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被设计为满足严格的行业标准。

产品使用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载荷，并应对频繁的机械停止和启动。

并非所有轴承钢都是相等的

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，从而最大限度地延长轴承寿命和性能。铬钢是最常见的滚珠轴承材料，因为它具有高承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，是耐腐蚀的明显选择。然而，它们对海水或盐雾的抵抗力确实有限。如果负载和速度较低，316级不锈钢轴承通常被指定用于更恶劣的环境。全陶瓷轴承是高负载应用的热门选择。

最近的替代方案是高氮不锈钢。这种具有精细均匀微观结构的超清洁钢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，为船用不锈钢轴承提供比440级不锈钢更高的负载和速度。

当钢经过热处理时，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，当高氮不锈钢被硬化和回火时，会形成精细的氮化铬。由此产生的氮化物周围较小的铬贫化区使高氮不锈钢更加耐腐蚀和耐用。

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轴承的使用寿命是传统轴承的六到十倍。这导致压缩机维护和运行成本的显著降低。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，从而提高所研究的风力涡轮机的可靠性。

特殊涂层

防止污染的另一个防护等级是防护涂层。镀铬和镀镍在高腐蚀性环境中具有良好的耐腐蚀性。然而，涂层最终将与轴承分离，需要持续维护。对于难以进入的地点来说，这不是最实用的选择。

润滑剂

轴承润滑的选择将影响滚动阻力、速度、噪音，最重要的是，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，润滑剂的选择变得更加重要。这些润滑剂保护轴承的内表面，并可与特定的应用环境相匹配。

在如此极端的温度下，润滑可能会成为一个问题。一种选择是在没有任何润滑的情况下“干燥”运行轴承。全陶瓷轴承在没有润滑的情况下运行非常愉快，但可以使用防水油脂进行润滑，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，因为如果没有油的保护涂层，它们会腐蚀。

密封件

在恶劣的环境中，污染保护至关重要，因此选择接触密封有利于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，接触密封也将提高防水性。这将阻止润滑脂从轴承中冲洗出来，使其能够完成润滑和保护轴承内表面的工作。另一种选择是金属屏蔽，但这大大减少了对湿气的保护。

维修

危险行业的常规维护方法依赖于专家。这些传统方法成本高昂且不灵活，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）也会受到影响，因为公司手动监控资产，然后应用反应式纠正性维护，而不是通过数字监控进行预测性维护，从而浪费时间和金钱。此外，对于传统的设置，在线监控通常只能在某些固定系统上执行，而不能在整个生产线上进行整体监控。

然而，在危险地区，远程状态监测的采用一直很慢，部分原因是缺乏成本效益高且易于安装的解决方案。另一个障碍是设备运行的环境往往具有挑战性。幸运的是，由于成本下降，以及软件和固件的技术进步，使其使用更加灵活，像传感器这样可以集成到轴承箱中以监测磨损的解决方案正变得越来越容易为企业所用。

除了可能导致停机时间和生产力损失外，在恶劣的操作环境中，更换部件的需求还可能带来安全问题。因此，几乎不提供维护的轴承可以提高员工安全，减少潜在的工作事故。

只要首先选择正确的产品，设计工程师就可以克服大多数环境挑战，使轴承的使用寿命更长，从而降低TCO。