近年來(lái),由于XU080149型號(hào)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承具有節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效、低成本,易于機(jī)械化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),感應(yīng)熱處理技術(shù)在熱處理行業(yè)中得到快速的發(fā)展及應(yīng)用。軸承加工技術(shù)人員在感應(yīng)熱處理工藝及設(shè)備的自動(dòng)化程度進(jìn)行大量的研究,取得了很多成果。但對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承設(shè)備的冷卻水污垢問(wèn)題的相關(guān)報(bào)告較少,對(duì)冷卻軸承問(wèn)題重視不夠,造成軸承日常管理中出現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定、故障率高等問(wèn)題,從而帶來(lái)產(chǎn)品熱處理質(zhì)量的不穩(wěn)定。根據(jù)我們多年使用感應(yīng)熱處理設(shè)備情況來(lái)看,軸承設(shè)備冷卻水結(jié)垢問(wèn)題是影響軸承產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的一個(gè)重要因素,應(yīng)引起我們足夠的重視。
1.水垢對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承設(shè)備影響
軸承使用環(huán)境一旦有水垢形成,它會(huì)給軸承帶來(lái)如下危害:影響熱軸承傳熱,增加系統(tǒng)內(nèi)水流阻力,加劇軸承系統(tǒng)設(shè)備腐蝕過(guò)程,增加設(shè)備停機(jī)清洗次數(shù)等。
水垢產(chǎn)生部位主要在軸承元件的冷卻的內(nèi)壁、軸承端面,感應(yīng)器銅管的內(nèi)壁等,如圖1、圖2、圖3所示。水垢得產(chǎn)生直接影響軸承旋轉(zhuǎn)效果,使電器元件的壽命降低,同時(shí)造成軸承有效輸出功率的降低。
2.軸承水垢的特點(diǎn)及成因
水垢又稱(chēng)硬垢或無(wú)機(jī)垢,為冷卻水中的難溶或微溶鹽在循環(huán)水運(yùn)行條件惡化時(shí)所形成的垢。常見(jiàn)的水垢有碳酸鈣、磷酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂、硅酸鈣、氧化鐵等,其中以碳酸鈣為主要成分的碳酸鹽垢比較常見(jiàn)。
目前認(rèn)為軸承損壞生銹形成過(guò)程大致有以下六個(gè)方面:
(1)結(jié)晶作用
水垢的形成主要是微常溶鹽類(lèi)的結(jié)晶作用,如下反應(yīng)所示:
Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2+H2O
Mg(HCO3)2→MgCO3+CO2+H2O
MgCO3+H2O→Mg(OH)2+CO2
3Ca2++2PO43-→Ca3(PO4)2
其結(jié)晶核心可以是管道粗糙不平處,也可以是水中的懸浮物。
(2)沉降作用
水中原有的懸浮粒子和已形成的結(jié)晶體,依靠重力沉降在金屬設(shè)備的表面處,而這種沉降產(chǎn)生的污垢在在停滯區(qū)比流動(dòng)區(qū)嚴(yán)重得多。這也是為什么我們?cè)谏a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)冷卻水流速減慢后,加速發(fā)生冷卻水路的堵塞的主要原因,也是在電源冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),水泵的揚(yáng)程選擇大一些,流速較快的原因。
(3)化合和聚合作用
當(dāng)循環(huán)水中含有油污和烴類(lèi)有機(jī)物時(shí),它們會(huì)增加污泥的內(nèi)聚力和黏結(jié)力,從而加速污泥的長(zhǎng)大和在軸承表面上附著。電源冷卻水采用閉式冷卻系統(tǒng)優(yōu)于開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)的原因。
(4)微生物生長(zhǎng)作用
微生物除了產(chǎn)生微生物黏泥處,微生物本身又是懸浮物質(zhì)結(jié)晶核心,它的繁殖將會(huì)增加污垢沉積。
(5)腐蝕作用
腐蝕產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物,是污泥組成的一部分,另外腐蝕作用又會(huì)使金屬表面粗糙,有利用于結(jié)垢和沉降作用。
(6)烘烤作用
若污垢受到高溫烘烤,會(huì)使黏泥變得堅(jiān)硬而難以清除。
上述的六個(gè)作用過(guò)程,既獨(dú)立又彼此相互影響,在這些作用過(guò)程中,結(jié)晶和沉降是污垢沉積的主要過(guò)程。
3.冷卻水系統(tǒng)的防垢
在工業(yè)生產(chǎn)中,碳酸鹽垢的防止方法目前有兩類(lèi):
(1)外部處理,即在補(bǔ)充水進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)之前,就將其結(jié)垢物質(zhì)去除或降低,如石灰沉淀法,鈉型陽(yáng)離子交換法等。鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的鈉離子與補(bǔ)充水中的鈣離子進(jìn)行離子交換。結(jié)果是水中的鈣離子與樹(shù)脂結(jié)合,而樹(shù)脂上的鈉離子則進(jìn)入水中。其反應(yīng)式為:
R(SO3Na)2+Ca(HCO3)2—R(SO3)2Ca+2NaHCO3(軟化反應(yīng))
軟化后的軟水不含或僅含少量的鈣離子,得到的軟化水進(jìn)入冷卻水循環(huán)系統(tǒng)后,水中的鈣硬度仍很低,因此整個(gè)冷卻水系統(tǒng)不易結(jié)垢。即外部處理的冷卻水,加入到電源冷卻系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)使用,水質(zhì)定期進(jìn)行檢測(cè)。此方法在感應(yīng)熱處理冷卻水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
(2)內(nèi)部處理,即向循環(huán)冷卻水中加一些藥品,使水中的結(jié)垢物質(zhì)轉(zhuǎn)化為不結(jié)垢物質(zhì),或者使水中的結(jié)垢物質(zhì)變形、分散、穩(wěn)定在水中,如加酸法,加水質(zhì)穩(wěn)定劑法等。阻垢劑法:在循環(huán)冷卻水中,加入少量的化學(xué)藥劑,就可以將其極限碳酸鹽硬度提高,起到防止結(jié)垢的作用,這種藥劑稱(chēng)為阻垢劑。內(nèi)部處理由于需要加入一些藥品,可能帶來(lái)水質(zhì)的污染,在熱處理感應(yīng)熱處理系統(tǒng)中還較少應(yīng)用。
4.結(jié)語(yǔ)
對(duì)于軸承生產(chǎn)來(lái)說(shuō),為了保證冷卻系統(tǒng)不結(jié)垢或少結(jié)垢,在交叉滾子軸承冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)及日常管理中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)電源冷卻水采用軟化水,是保證水不結(jié)垢或少結(jié)垢的前提,同時(shí)定期對(duì)軸承附近軟化水的硬度進(jìn)行檢測(cè)。
(2)電源冷卻水采用閉式循環(huán)系統(tǒng)要優(yōu)于開(kāi)式冷卻系統(tǒng)。閉式冷卻系統(tǒng)可有效的減少外來(lái)微生物、灰塵及其他污染物的進(jìn)入。減輕水結(jié)垢的化合和聚合作用。
(3)在冷卻系統(tǒng)中,水泵的選用應(yīng)當(dāng)選用揚(yáng)程偏大的水泵,增大管路中的水流速,減少水垢的沉降作用。
(4)在電源冷卻系統(tǒng)中,管路采用不銹鋼管,銅管或增強(qiáng)的塑料管,避免采用鍍鋅鋼管。
(5)在冷卻系統(tǒng)中,水溫的控制是重點(diǎn),因此在冷卻系統(tǒng)中需要進(jìn)行水溫監(jiān)控,溫度超溫時(shí)進(jìn)行報(bào)警,一般情況下水溫不宜高于35℃。
(6)每年定期對(duì)軸承冷卻系統(tǒng)進(jìn)行清理與檢測(cè),也是保證冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件。如板換的定期清理,塑料軟管的老化更換,水溫、壓力監(jiān)視儀表的檢測(cè)等。