Diagnosticarea defecțiunilor rulmenților: exfoliere din oboseală, uzură, coroziune sau eroziune electrică — și ce îți spune fiecare tipar de deteriorare despre ce trebuie reparat

Exclude mai întâi eroziunea electrică înainte de a da vina pe oboseală

La un motor acționat de invertor, un tipar regulat de riguri sau placă de spălat de-a lungul circumferinței căii de rulare este eroziune electrică, nu oboseală¹⁵.

Mecanismul este curenții rătăcitori pe arbore: curentul face scânteie peste pelicula subțire de ulei și face microcratere pe calea de rulare, iar craterele evoluează în tiparul cu riguri¹⁴.

De aceea calea cu riguri continuă să eșueze după fiecare corecție de lubrifiere și aliniere — traseul curentului există în continuare, iar doar ruperea lui oprește recidiva^15,21.

Un furnizor raportează că curenții rătăcitori pe arbore peste 1.5 V fac scânteie prin pelicula de ulei și provoacă microcratere¹⁴; tratează asta ca valoare raportată de o singură sursă, nu ca prag după care poți tria, și întreabă furnizorul tău de acționare sau motor ce dovezi despre curent poate furniza.

Aceeași deteriorare poate fi citită greșit ca exfoliere dacă nu iei deloc în considerare acționarea, așa că verifică tipul motorului și arhitectura acționării înainte de a te angaja pe un diagnostic de oboseală¹⁵.

Exfolierea este oboseală de sfârșit de viață sau oboseală prematură?

Pitting-ul sau exfolierea pe căile de rulare și pe organele de rulare este oboseală: solicitarea ciclică în timp îndepărtează în cele din urmă materialul, iar asta este așteptat la durata de viață nominală^15,21.

Întrebarea de diagnostic nu este dacă a apărut exfolierea, ci dacă a apărut devreme — exfolierea prematură indică suprasolicitare, nu un rulment defectuos²¹.

Înainte să accepți explicația suprasolicitării, uită-te la distribuția uzurii: exfolierea din oboseală este pitting pe cale din solicitare ciclică, în timp ce uzura prin nealiniere este mai grea pe o singură parte a căii¹⁵. O bandă de uzură unilaterală te trimite la alinierea arborelui și a carcasei, nu la capacitatea de sarcină.

Dacă tiparul este pitting uniform și orele de funcționare sunt sub viața calculată, următorul lucru de verificat este traseul sarcinii^15,21.

Coroziune sau uzură abrazivă: două suprafețe degradate, două reparații diferite

Coroziunea apare ca pitting roșu-brun sau rugină pe calea de rulare sau pe bile, și vine din pătrunderea umidității, defectarea etanșării, depozitarea proastă sau lubrifiantul greșit^15,21. Uzura abrazivă arată diferit: suprafață mată, uzată, pe căile de rulare și organele de rulare, cauzată de lubrifiant contaminat care transportă particule abrazive²¹.

Fiecare cere corecții diferite, chiar dacă ambele se prezintă ca o cale de rulare degradată. Coroziunea te trimite la etanșare și la condițiile de depozitare; uzura abrazivă te trimite la curățenia lubrifiantului și la filtrare sau la schimbări de lubrifiant mai frecvente²¹.

Contaminarea este descrisă ca o cauză principală a uzurii premature, deci dacă suprafața este mată, nu ruginată, tratează lubrifiantul și mediul lui drept suspecți¹⁹.

Exclude mai întâi deteriorarea prin montaj și vibrații în stare staționară

Amprentele se produc înainte ca rulmentul să fi rulat vreodată, exclude-le înainte de a atribui orice urmă unei cauze de funcționare. Montajul cu ciocanul în loc de ajustaj strâns lasă amprente de brinell la unghiuri aleatorii¹⁵.

Vibrațiile în timpul depozitării sau transportului unui rulment staționar lasă gropițe eliptice la distanța bilelor — brinell fals¹⁵. Geometria tiparului le deosebește: unghiurile aleatorii indică metoda de montaj, elipsele la distanța bilelor indică modul în care rulmentul a fost depozitat sau mutat¹⁵.

Dacă găsești oricare dintre tipare, acțiunea corectivă este în procedura ta de montaj sau în magazia ta, nu în condițiile de funcționare.

Confirmă modul cu monitorizarea pe care sursele o susțin

Analiza vibrațiilor și termografia pot semnala o defecțiune în dezvoltare înainte să cauzeze nefuncționare, folosește-le deci pentru a confirma o tendință, nu pentru a numi modul dintr-o singură lectură¹⁰.

Un rulment peste 300°F în condiție de oprire este probabil în stadiul final al defecțiunii, iar timpul de reacție poate fi de ore, nu de zile — la acel punct concentrează-te pe limitarea daunelor secundare asupra arborelui și carcasei⁵.

• ✓Verifică dacă mașina este acționată de invertor înainte să accepți un diagnostic de oboseală [S15]
• ✓Compară orele de funcționare observate cu durata de viață L10 calculată pentru sarcina reală [S10]
• ✓Priviți distribuția uzurii: pitting uniform versus uzură unilaterală [S15]
• ✓Verifică culoarea și textura suprafeței căii de rulare: rugină versus metal mat uzat [S21]
• ✓Verifică gropițe eliptice la distanța bilelor versus amprente de brinell la unghiuri aleatorii [S15]
• ✓Urmărește tendința temperaturii și a vibrațiilor rulmentului; schimbarea contează la fel de mult ca valoarea absolută [S5]

Potrivește acțiunea corectivă cu mecanismul pe care l-ai găsit

Fiecare diagnostic implică o corecție diferită. Pentru pitting-ul electric, sunt recomandate rulmenții izolați sau inelele de legare la pământ ale arborelui pentru a preveni recidiva²¹.

Pentru deteriorarea condusă de lubrifiere, regimul de lubrifiere însuși este variabila: atât supra-, cât și sub-lubrifierea pot cauza defectarea, corectează deci cantitatea și tipul, în loc să adaugi simplu vaselină¹⁹.

Unde temperatura înaltă, turanța mare sau contaminarea puternică înving vaselina, uleiul poate disipa căldura și spăla contaminanții, iar conversia de la vaselină la ulei este direcția la care acele condiții arată².

Vaselina care pierde vâscozitatea în acele condiții lasă contact metal-metal și, în cele din urmă, blocare — acesta este mecanismul din spatele tiparului de uscare². Pentru oboseală și uzura prin nealiniere, corecția este în traseul sarcinii și aliniere, nu în lubrifiant¹⁵.

Durata de viață a fost chiar scurtă? Folosește relația sarcină–viață

Durata de viață L10 urmează o relație cubică cu sarcina: dublarea sarcinii dinamice echivalente reduce viața calculată la aproximativ o optime^11,12. Formula este L10 = (C/P)³ × 1.000.000 rotații, unde C este capacitatea dinamică de sarcină de bază, iar P sarcina dinamică echivalentă¹².

De aceea o mică suprasolicitare produce un deficit mare de viață, și de ce o exfoliere prematură este o dovadă despre sarcină, nu despre fabricația rulmentului¹¹.

Cifrele L10 raportate îți dau o așteptare aproximativă cu care să compari: un furnizor indică 30.000 până la 100.000 de ore pentru rulmenți cu role conice la lubrifiere, aliniere și sarcină corecte, iar altul indică 40.000 până la 100.000 de ore ca valoare teoretică adesea specificată pentru rulmenții de motoare^10,14.

Ambele sunt intervale publicate de furnizori, folosește-le ca verificare de bun-simț dacă viața observată a fost scurtă, nu ca viață garantată pentru aplicația ta.

Câtă parte din defectare aparține rulmentului însuși?

Sursele nu sunt de acord dacă defectările sunt preponderent conduse de aplicație sau de rulment, iar acest dezacord nu este rezolvat^14,15.

Ceea ce este stabilit în termeni generali este partea de material: GCr15/AISI 52100 călit în profunzime ajunge la HRC60+ cu rezistență înaltă la uzură și la oboseală, de aceea este oțelul pentru rulmenți comun^1,6.

Ce nu controlează scala ABEC contează la fel de mult când decizi dacă să schimbi rulmentul: nu acoperă compoziția materialului, tratamentul termic, calitatea cuștii, finisarea suprafeței, jocul intern sau calitatea lubrifierii²². Deci o clasă de precizie mai înaltă nu este o cale spre viață mai lungă împotriva unei cauze de lubrifiere sau contaminare.

Dacă diagnosticul tău arată spre aplicație, schimbarea clasei de rulment nu o va repara.

Cifrele de pondere a defectărilor pe care sursele le afirmă diferit

Două surse dau răspunsuri diferite la aceeași întrebare — ce pondere a defectărilor este cauzată de aplicație versus de rulment. Ambele cifre vin de la pagini de nivel furnizor, deci niciuna nu ar trebui citată într-un raport ca statistică de industrie fără a verifica baza din spatele ei.

Ce nu stabilesc sursele

• Nicio sursă nu oferă morfologia la nivel de magnificare necesară pentru a distinge exfolierea de oboseală de uzură, coroziune și eroziune electrică — pentru aceasta este nevoie de un laborator sau o referință de specialitate.
• Nicio sursă nu acoperă controlul cu particule magnetice, controlul cu lichide penetrante, analiza în frecvență BPFO/BPFI/BSF/FTF, impulsurile de șoc, măsurarea curentului electric sau analiza lubrifiantului ca metode de diagnostic pentru aceste moduri.
• Nicio sursă nu cuantifică rata de uzură, rata de coroziune sau curbele de timp până la defect în diferite condiții de funcționare.
• Nicio sursă nu descrie conținutul ISO 15243 sau terminologia ANSI/ABMA a modurilor de defect, deci niciuna nu poate fi folosită aici pentru clasificarea avarierii.
• Nicio sursă nu acoperă materialele sau acoperirile rezistente la coroziune, tipurile specifice de îmbunătățire a etanșărilor, procedurile de corectare a alinierii sau revizuirea procedurii de montare ca acțiuni corective.
• Nicio sursă nu acoperă vibrațiile cauză-rădăcină a exfolierii de oboseală, sau temperatura excesivă cauză distinctă dincolo de uscarea lubrifiantului.
• Nicio sursă nu acoperă alegerea tipului de etanșare sau de apărătoare, sau alegerea jocului interior, ca factori de proiectare în prevenirea defectelor.
• Nicio sursă nu oferă o distribuție cuprinzătoare a cauzelor-rădăcină pe toate modurile de defect.