Ler um rolamento falhado: fluting, desgaste, corrosão ou spalling — e a causa raiz que cada um indica

Comece pela erosão elétrica se o rolamento funciona com VFD

Se a máquina é acionada por inversor, olhe para a pista antes de qualquer outra coisa.

Um padrão ondulado regular ou tipo tábua de lavar com microcrateras, ou uma superfície craterada e fosca, é a assinatura de erosão elétrica, e a causa documentada é a corrente parasita no eixo que atinge o rolamento através do circuito de acionamento^17,20,22,26.

Uma dessas fontes associa especificamente o padrão a uma falha de ligação à terra em equipamentos acionados por VFD²⁰. Isso importa porque o dano está no caminho da corrente, não no aço.

Substituir o rolamento sem alterar a ligação à terra ou o isolamento deixa a mesma corrente a fluir através do novo. As contramedidas documentadas são anéis de ligação à terra e rolamentos isolados ou híbridos, e uma fonte acrescenta filtragem a essa lista^22,26.

Antes de decidir, confirme o caminho elétrico e não apenas o padrão: verifique a configuração do acionamento e da ligação à terra e faça medições de tensão ou corrente no eixo²².

Nenhuma fonte deste conjunto fornece um limiar de corrente ou um espaçamento de passo de fluting, pelo que a medição indica se há corrente, não quanta é tolerável.

Divida a família de corrosão pelo local das marcas

A corrosão não é um modo único. O local do dano e a sua cor indicam qual ação corretiva se aplica.

Manchas de ferrugem na pista ou nas esferas, situadas no passo dos elementos rolantes, apontam para entrada de humidade através de um vedante falhado ou lubrificante errado^17,20.

Marcas avermelhadas ou negras no diâmetro externo ou no furo do anel são fretting, e a causa documentada é um ajuste folgado, um assento desgastado ou movimento do anel^20,22. Pites espaçados no passo dos elementos rolantes sem borda elevada vêm de vibração enquanto o rolamento está parado — falsa brinellagem²⁰.

A borda elevada é o discriminador em relação à brinellagem verdadeira, que mostra indentação com bordas elevadas devido a abuso na instalação ou sobrecarga de choque²⁰.

Se encontrar pites espaçados no passo, verifique se a máquina vibra durante a paragem ou transporte antes de mexer nos vedantes; se encontrar marcas no assento do anel, o trabalho é no ajuste, não no lubrificante.

Separe desgaste abrasivo de adesivo pela aparência da superfície

Uma pista cinzenta opaca com um sulco desgastado na borda da pista é desgaste abrasivo, e a causa documentada é lubrificante contaminado com vedação deficiente^20,26. A ação corretiva está no caminho da contaminação — melhor vedação ou mudanças de lubrificante mais frequentes — não no rolamento²⁶.

Uma superfície rasgada com descoloração por calor é um mecanismo diferente: desgaste adesivo ou smearing, atribuído a deslizamento dos rolos e falta de lubrificação²⁰. Aqui a questão passa para a espessura do filme e a carga, porque o metal entrou em contacto consigo mesmo e não com uma partícula.

Ambos os modos desgastam a superfície, pelo que o acabamento e a descoloração decidem entre eles. Se a superfície é uniformemente opaca, inspecione o vedante e o lubrificante; se está rasgada e descolorada, reveja o fornecimento de lubrificação e se os elementos rolantes estão a deslizar.

Decida se um spall é fim de vida ou prematuro

Pitting e lascamento na pista é spalling por fadiga, e é o mecanismo esperado de fim de vida para aços de rolamento padrão^26,31. A morfologia por si só não permite dizer se falhou prematuramente — a mesma aparência é normal na vida nominal e prematura antes disso^17,26.

O julgamento é feito em relação à vida e às condições de operação. O spalling prematuro é atribuído a sobrecarga, contaminação ou filme lubrificante fino^20,26.

A carga importa desproporcionadamente: a vida nominal básica segue L10 = (C/P)^3 × 1.000.000 revoluções com 90% de sobrevivência, pelo que duplicar a carga reduz a vida calculada para cerca de um oitavo (derivado da fórmula citada)⁹.

Assim, antes de escrever 'prematuro' no relatório, compare o tempo de serviço com o L10 calculado para a carga real e verifique o lubrificante e o caminho de entrada.

Se o rolamento atingiu a vida nominal, a ação é substituir e monitorizar; se não atingiu, a ação é encontrar a sobrecarga, a contaminação ou o filme fino.

Confirme o modo pré-selecionado antes de comprometer a correção

Depois de a assinatura visual ter estreitado o modo, reúna as evidências que o confirmam e registe a conclusão de acordo com um quadro reconhecido.

A ISO 15243:2017 classifica os modos de falha em serviço para aços de rolamento padrão, definindo características, aparência e possíveis causas raiz, e os principais fabricantes usam-na como base para a sua análise de danos³¹.

• ✓Fotografe a pista, os elementos rolantes e os assentos dos anéis antes de limpar ou sucatear o rolamento.
• ✓Para um modo elétrico suspeito, meça a tensão ou corrente no eixo e registe a configuração do acionamento e da ligação à terra.
• ✓Para fretting suspeito, inspecione os assentos do eixo e da caixa quanto a marcas de movimento e verifique a condição do ajuste.
• ✓Para spalling prematuro suspeito, compare o tempo de serviço com o L10 calculado para a carga real.
• ✓Registe o modo de acordo com as categorias da ISO 15243:2017 para que o relatório use um vocabulário comum.
• ✓Obtenha bandas de vibração, limites de limpeza e valores de ajuste junto do fabricante do rolamento — este conjunto de fontes não os fornece.

Escolher uma contramedida para erosão elétrica

Se o fluting for confirmado, as fontes apoiam duas famílias de solução: ligação à terra do eixo e rolamentos isolados ou híbridos, com a filtragem nomeada como opção adicional^22,26.

Um fornecedor afirma que a atualização para variantes híbridas cerâmicas em motores acionados por VFD previne o arco elétrico e o fluting que se segue, e enquadra essa atualização como justificada em pontos de falha crónica³⁰. Essa é a posição do fornecedor, não uma comparação com ligação à terra.

O que não encontrará aqui é uma classificação. Nenhuma fonte deste conjunto compara custo de mitigação, capacidade de velocidade ou prazo de entrega.

Assim, a escolha entre um anel de ligação à terra e um rolamento híbrido tem de ser feita com base na velocidade, carga e regime do seu motor — e em dados fornecidos pelo fabricante do rolamento ou do acionamento.

Verifique as condições de operação que fazem uma falha parecer prematura

Duas condições de operação merecem verificação antes de validar uma causa raiz, porque ambas encurtam a vida do lubrificante e podem fazer uma falha comum parecer um defeito. A temperatura da caixa é a primeira.

A maioria dos utilizadores prefere manter as caixas abaixo de 60 °C (140 °F); acima disso, a fonte exige óleo especializado, verificações de nível constantes e intervalos de relubrificação muito mais curtos quando se usa massa¹².

O mecanismo indicado é a perda de viscosidade do óleo com a temperatura, permitindo contacto metal-metal, além da degradação do óleo base e dos seus aditivos¹². A velocidade é a segunda.

Qualquer velocidade de operação dentro de 80% da velocidade limite do rolamento deve ser examinada mais detalhadamente¹². Se qualquer destas condições estiver presente, trate o lubrificante como candidato a causa raiz juntamente com o padrão de dano, e verifique o intervalo de relubrificação em função da temperatura real da caixa.

Onde as fontes discordam sobre brinellagem

A única disputa de classificação neste conjunto diz respeito à brinellagem, e altera a forma como regista a conclusão, não como a corrige.

Antes de solicitar uma cotação

• A evidência deixa este ponto em aberto — coloque-o ao fornecedor: limiares de vibração — nenhuma frequência BPFO/BPFI/BSF/FTF ou nível de envoltória para confirmar qualquer modo.
• A evidência deixa este ponto em aberto — coloque-o ao fornecedor: limites do código de limpeza do lubrificante, limites de teor de água e orientação espectroscópica.
• A evidência deixa este ponto em aberto — coloque-o ao fornecedor: a razão entre a viscosidade do óleo básico e a viscosidade de operação, e as curvas de vida da graxa contra temperatura e velocidade.
• A evidência deixa este ponto em aberto — coloque-o ao fornecedor: tolerâncias numéricas de ajuste do eixo e da carcaça, interferência, força de fixação e tolerâncias de alinhamento.
• A evidência deixa este ponto em aberto — coloque-o ao fornecedor: o detalhe de lnm/ISO 281 e qualquer quantificação específica do modo para a redução de vida útil.
• Confirme a cobertura de serviço nomeada, as expectativas de resposta e as condições de garantia para o seu destino.
• A evidência deixa este ponto em aberto — coloque-o ao fornecedor: uma comparação quantificada de velocidade, carga ou custo entre contramedidas para erosão elétrica (anel de aterramento vs isolado vs híbrido).