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降低或解决滚动轴承水污染的3个方向
2023-10-12
来源:让云

前面我们转发推送文章:水是轴承的头号杀手,水的含量超过一定量,轴承的寿命就会急剧的减少,具体的可以参看下图。

那么如何减少设备或轴承受到水的危害呢?

一、保持机器的密封性

控制水污染,首要任务是通过严格管理,控制水汽进入。延迟维修磨损的密封件、延迟更换有缺陷的呼吸器都会随之带来更昂贵的维修维护事件。比如:过早更换油、其他部件损坏。监测和及时关闭水汽侵入点是最优的维护方式。

由于水分无处不在,仅仅通过将水分排除在油箱外而达到干燥油箱的可能性并不切合实际,也是不必要的。

润滑油有不同程度的吸湿性(亲水倾向),这就使得控制溶解水几乎是徒劳。在许多应用中,游离和乳化水才是最具破坏性的,因此它们才是控制的重要目标。

排除是指防止(排除)来自环境、机器和工艺来源的水进入的过程。想要阻止水汽进入,必须了解常规的水来自哪里?

常见的水侵入来源包括:

1、补油带进的水,新油被水污染;

2、设备应用不当:如压力调节不当,透平压盖蒸汽密封进入; 3、工艺水渗漏:如造纸生产、水处理等工艺造成的渗漏水;

4、润滑油冷却器的泄漏;

5、冲淋、清洗、雨水等情况下的密封件泄漏;

6、油池或油箱的顶空通风口/呼吸器入口进入。

二、让机器自身脱水

1、顶部空间脱水

对于正常运行的机器,一定数量的水可以通过油箱顶空和排气蒸发从油中移出。油温越高,油箱顶部空间的相对湿度越低,水从润滑油中蒸发的速度就越快。当然,高温同样会给润滑油和机器带来的许多负面影响。 采用风机或空气干燥净化装置强制保持油箱顶空相对干燥。清除顶空的潮湿空气不仅有助于从油中去除水分,而且可以在很大程度上控制大气水分的进入和凝结。

2、疏水润滑剂

选择具有良好疏水性能的润滑油,润滑油自身可以将游离水快速释放到底层疏水层。然后可以使用手动或自动的方法周期性地排放游离水(疏水),在油箱底部设置疏水口。只要能帮助设备及其润滑油自行排除或分离水分,就能很大提高轴承或设备的可靠性,延长其寿命。

然而,对于一些设备,设备自身的干燥功能往往无法达到要求,需要通过人工或机械干预强制将水过滤出来,控制设备润滑油含水量不超过所需的限值。

3、润滑系统强制脱水

常用的脱水方式有很多。从低成本的重力分离到复杂的真空脱水,但是哪种最有效将取决于所需的目标干燥度、必须去除的水量、基础油类型以及所需的流量和脱水速率。以下概述了可以从油中去除水分的技术,以及它们的相对优缺点。

4、重力沉降脱水 

重力沉降法是利用水的密度比油大的特点,在静止状态下,油中的水珠靠重力作用沉降到油层以下,通过排水阀让水排出。

重力沉降需要足够的停留时间才有效。重力沉降法分离效率很低,不适宜分离效率要求严格的场合。而且一般只能去除部分游离水(直径大于50μm的水珠)。润滑油中剩余的溶解水和乳化水只能用其他脱水器去除。

5、加热脱水

一些设备在高温下运行,水会蒸发,所以它们自带清洁功能。比如内燃机就是自清洁应用的完美示例。一些重力分离的沉淀池也可能包含加热元件,以帮助去除饱和点以下的水。

加热脱水的缺点是温度必须加以控制,尤其是矿物油,以避免造成伤害。加热脱水相对成本低于离心或真空分离技术,在某些情况下是有效的除水方式。

6、离心分离脱水

上面提到的沉降罐使用重力脱水仅一个g的自然重力,而离心分离器可以产生高达10000g的重力,使脱水过程加速。污染物和油之间的比重差异越大,此方式越有效,因此对于抗乳化性好(疏水性能强)的低粘度油效果最好。

离心脱水设备体积小、重量轻、处理时间短,但电机功率与处理量有直接关系,运行成本较高。但它可以同时去除其他较重污染物,相对具有一定的成本效益。

7、聚结法脱水

聚结法脱水也通过重力作用;这些分离器使用特殊的过滤介质(聚结纤维),以帮助聚集水滴,使它们沉降更快。对于抗乳化性好的低粘度油效果最好。

聚结法效率高,不需要大尺寸的容器设备,运行成本和维护费用低,处理能力大,能耗少,是应用广泛的油水分离技术。

8、吸附法脱水

过滤器使用特殊的聚合物,当暴露在水中时形成凝胶(如淀粉或高分子树脂)。这种聚合物可以在水中容纳500倍于自身重量的水分。

装有吸水材料的过滤器可以除掉游离水和乳化水以及固体,但材料的吸水能力有限,所以适合油中含水量少时使用。

顶空脱水的干燥呼吸器就属于吸附法脱水的一种。

9、真空脱水

分离器将润滑油中的水煮沸蒸馏,释放到大气中或凝结成凝结水。为了使水在低温下从油中沸腾出来,油被暴露在真空环境中。在真空条件下,水可以在低至摄氏65度的温度下迅速蒸发。低温降低了油及其添加剂热氧化损伤的风险。

真空脱水可脱游离水、溶解水(80% 到 90% 的溶解水)和乳化水,使水含量低至几 ppm。但费用较高,且高温加速油品氧化,缩短使用寿命。

真空脱水机能够将水分去除到非常低的水平。油和水的体积越大,目标水分含量越低,真空分离的成本效益就越高。

10、鼓气脱水

通过驱动热的、干燥的气体(通常是氮气)通过润滑油,并不停搅拌,油中的水分被干燥的空气吸走;这种方法十分有效,但要考虑油的粘度不要过大

该工艺可去除油中的水和气态污染物;不仅可以去除游离水和乳化水,还可以去除低于 100 ppm 的溶解水。 鼓气脱水的优点是维护成本低于典型的真空脱水机,还可以去除其他气态杂质以及溶解的水。

每种脱水技术都有各自的优点和缺点,应该根据应用和需要来选择。

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