目前,隨著風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)不斷成為兆瓦級(jí)的發(fā)電設(shè)備,也伴隨著更高的受力和扭矩,使組件承受著不斷增加的載荷。同時(shí)意味著停機(jī)和維護(hù)工作的成本也是水漲船高,特別是一些離岸風(fēng)電場(chǎng),這一現(xiàn)象更為明顯。因此,組件的可靠性在這一領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。而白色腐蝕性裂紋,無(wú)論是在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)或其他行業(yè),對(duì)軸承的可靠性都具有負(fù)面的影響。白色腐蝕性裂紋是在軸承表面之下形成的材料結(jié)構(gòu)性變化。軸承表面在應(yīng)力條件下承受不同的外部負(fù)荷,這些變化終導(dǎo)致表面裂紋的形成。內(nèi)圈或外圈終可能破裂,導(dǎo)致受影響的軸承過(guò)早失效。這些裂紋在經(jīng)過(guò)淬火或表面硬化的滾動(dòng)軸承上皆可發(fā)生。舍弗勒的創(chuàng)新解決方案有助于提高軸承抵御白色腐蝕性裂紋的能力,防止軸承過(guò)早失效。
除了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)軸承以外,白色腐蝕性裂紋亦可影響到其它工業(yè)行業(yè)的軸承,例如電動(dòng)馬達(dá),造紙機(jī),工業(yè)齒輪箱(如大型液壓挖掘機(jī)),泵系統(tǒng),以及在海事、汽車領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)器??赡芤鹆悴考谛?yīng)的一系列影響因素,如接觸壓力,鋼材純凈度,或超載等等,并不會(huì)導(dǎo)致白色腐蝕性裂紋。因此,目前業(yè)界尚未完全清楚導(dǎo)致白色腐蝕性裂紋的機(jī)理。但是,根據(jù)目前的知識(shí),動(dòng)態(tài)、混合摩擦形式的附加應(yīng)力,和電力系統(tǒng)的影響對(duì)白色腐蝕性裂紋的形成均有一定促進(jìn)作用。舍弗勒集團(tuán)擁有完備的白色腐蝕性裂紋檢測(cè)設(shè)施,可以分析白色腐蝕性裂紋形成原因,并制定解決方案,以減少白色腐蝕性裂紋帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。總而言之,我們可以通過(guò)軸承的設(shè)計(jì),潤(rùn)滑劑和材料的選擇,來(lái)降低白色腐蝕性裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。 設(shè)計(jì)方案可以減少軸承承受的應(yīng)力,另外,通過(guò)選擇合適的潤(rùn)滑維護(hù)和 材料,也可以讓軸承承受更高載荷。
此外,舍弗勒集團(tuán)提供了不同的解決方案,使軸承可以更加有效抵御白色腐蝕性裂紋的侵襲,保護(hù)他們、避免過(guò)早失效。
推薦方案: 采用Durotect B涂層的通淬軸承
舍弗勒推薦的這種技術(shù)解決方案目前已經(jīng)通過(guò)了統(tǒng)計(jì)學(xué)驗(yàn)證,是一種有效的、經(jīng)濟(jì)的降低白色腐蝕性裂紋損傷的技術(shù),即采用淬火硬化軸承,并在軸承外圈,內(nèi)圈和滾動(dòng)體表面形成黑色氧化物涂層。舍弗勒表面處理技術(shù)研發(fā)中心的朋友們,通過(guò)不斷的技術(shù)升級(jí),已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種理想的涂層系統(tǒng),它可以顯著提升軸承抵御白色腐蝕性裂紋侵襲的能力。Durotect B涂層系統(tǒng)在傳統(tǒng)的黑色氧化涂層基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化,具備更高的性能。這種涂層可以大化的降低軸承的打滑失效風(fēng)險(xiǎn),提高跑合性能,防止腐蝕,此外,還可以提高軸承抵御白色腐蝕性裂紋侵襲的能力。例如,在過(guò)去的幾年中,舍弗勒在風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)上交付使用的482,000個(gè)經(jīng)Durotect B處理的硬化軸承中,僅有不到100個(gè)出現(xiàn)了白色腐蝕性裂紋,這一故障率低于0.02%。
采用碳氮共滲鋼Mancrodur及Durotect涂層
舍弗勒將采用碳氮共滲鋼Mancrodur制作的碳氮滾動(dòng)軸承進(jìn)行Durotect B處理,將其用于載荷要求較高的工況。在碳氮共滲時(shí),軸承經(jīng)受特殊的熱處理過(guò)程,使軸承表面富含碳和氮物質(zhì),從而提高軸承的表面硬度和耐磨性。
高鉻含量的Cronidur30特殊鋼材
據(jù)目前情況,Cronidur特殊鋼含鉻量高,可以用來(lái)徹底消除白色腐蝕性裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)目前所知,尚未發(fā)現(xiàn)Cronidur30軸承出現(xiàn)白色腐蝕性裂紋。舍弗勒集團(tuán)開(kāi)展了一項(xiàng)調(diào)研,以期依據(jù)具體工況和額外應(yīng)力制定具體的避免WEC的解決方案。根據(jù)這項(xiàng)調(diào)研的結(jié)果,所使用的Cronidur30軸承尚未發(fā)現(xiàn)白色腐蝕性裂紋。通過(guò)使用這種材料,還可以將額定載荷高提升70%,從而延長(zhǎng)軸承額定使用壽命和提高防腐蝕性能。
作為風(fēng)電行業(yè)客戶的開(kāi)發(fā)伙伴,舍弗勒集團(tuán)為客戶提供主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)及風(fēng)力追蹤系統(tǒng)等高性能軸承解決方案。舍弗勒憑借先進(jìn)的計(jì)算和模擬仿真程序,確??梢詾轱L(fēng)電應(yīng)用制造出設(shè)計(jì)為優(yōu)化的軸承產(chǎn)品。舍弗勒的計(jì)算仿真考慮了整個(gè)系統(tǒng),從單個(gè)滾動(dòng)軸承及其組件,到相鄰結(jié)構(gòu)和整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。舍弗勒還提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)相關(guān)的一系列綜合服務(wù),包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和診斷程序等等。