从轴承失效的形式谈湿气腐蚀磨损
发布时间：2023-01-06 15:45:16
一、失效轴承
观察如下两套失效轴承，图1：角接触球轴承内圈；图2：球面滚子轴承内圈。
二、什么是湿气腐蚀磨损？
在化工设备中工作的摩擦副，在摩擦过程中，由于金属表面与酸、碱、盐等介质发生化学反应或电化学反应而形成腐蚀磨损，腐蚀磨损的痕迹较深，磨损速度较快，磨屑呈颗粒状和丝状，它们是表面金属与周围介质的化合物。锈蚀属于腐蚀的一种，是最常见的金属腐蚀，由水或水分和氧化引起。
三、湿气腐蚀机理
在潮湿的环境中，钢的表面被一层薄的水膜所吸附，这种薄膜中含有少量氢离子与氢氧根离子，还溶解了诸如氧等气体，从而在钢铁表面形成一层电解质溶液，钢中的铁和碳含量很多，这就构成了无数的微原电池。这种原电池中的铁是负极，碳是正极。铁质失去电子而被氧化，并最终生成铁锈。FAG6202 电化学腐蚀机理：
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出：
①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有酸性气体）
②电极反应：负极: Fe – 2(e-) = Fe2+；正极: 2H+ +2 e- = H2 ↑
总式：Fe + 2 H+ ==Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——腐蚀过程吸收氧气：
①条件：中性或弱酸性溶液
②电极反应：负极: 2Fe – 4 e- = 2 Fe2+；正极: O2 + 4 e- + 2H2O = 4 OH-
总式：2Fe + O2 +2 H2O =2 Fe(OH)2
•如果溶氧较高，继续氧化：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ==4Fe(OH)3 ，Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·n H2O（铁锈主要成分，红褐色），
•如果温度较高，溶氧不足：3Fe(OH)2== Fe3O4+ 2H2O+ H2↑，生成的Fe3O4（黑色）就是钢铁的腐蚀产物。
通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀更普遍。FAG6211
四、湿气腐蚀磨损的控制
•耐腐蚀材料，例如:不锈钢；
•润滑剂防腐蚀性能，如限制含酸含硫量，添加缓蚀剂；
•去除水、氧化产物、燃料、碱等腐蚀性介质/或降低浓度；
•降低温度：腐蚀磨损的速度随温度的提高而增加。FAG6228
五、分析失效轴承
图1：角接触球轴承失效，带有等间距锈蚀痕迹。说明轴承在静态不运转的情况下发生了腐蚀。当水汽在轴承座中聚集时，自由水会在润滑油底部聚集，通常水的比重比油大，会下沉聚集在轴承滚动体和滚道缝隙之间的某个尺寸间隙中。一般中在润滑油中肯定会溶有少量的氧，在这些条件都满足的情况下，肯定会发生电化学腐蚀，并生成腐蚀性产物------铁锈。 
解决方案：如上面提到，在不能改为防腐蚀材料的情况下，优先考虑优化或升级密封，阻止水汽进入，然后选择有防腐性能的润滑剂。
图2：球面滚子内圈失效，同样带有等间距锈蚀痕迹，但是每个锈蚀痕迹中还伴有剥落。说明轴承在静态不运转的情况下发生了腐蚀。但是轴承在静置锈蚀后又启动运转造成了机械和锈蚀的混合磨损。在锈蚀的基础上发展除了疲劳磨损。这个例子其实也说明了，磨损类型不是单一存在的，会在一定时候转化到另外一种形式。
解决方案：同样的在不能改为防腐蚀材料的情况下，优先考虑优化或升级密封，组织水汽进入，然后选择有防腐性能的润滑剂。另外为了不引起不可预测的损坏，在锈蚀产生的时候可以通过预测性维修提前更换轴承，而不是继续运行。
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