【原】漫谈影响离心泵滚动轴承使用寿命的主要外部因素及解决方案（上）

漫谈影响离心泵滚动轴承使用寿命的主要外部因素及解决方案（上）

前言

影响离心泵轴承使用寿命的因素较多，如泵轴的挠度偏大、转子不对中、汽蚀引起的振动、轴承本身质量问题及安装问题等等。除了这些泵（组）本身的问题以外，导致大多数滚动轴承过早失效的主要因素是润滑剂的品质问题。如何确保润滑剂的品质，将有助于提高滚动轴承的使用寿命，确保泵组长期可靠运行。

滚动轴承通常采用油或脂润滑。AP I610标准还推荐了一种“油雾”润滑，但是，无组织排放法规（fugitive emission regulations）使这种形式的轴承润滑的使用受到了限制，在一些国家和场合不可取。

根据SKF轴承公司的说法，在30 ℃（86 °F）时，润滑油和润滑脂的使用寿命为30年。根据Duriron泵公司估算，在最佳效率点运行的端吸离心泵的径向滚动轴承的L₁₀寿命在100年到300年之间。然而，实际工程应用中，离心泵的径向滚动轴承的使用寿命并没有那么长（当然，目前也无法得到任何接近该寿命的使用证据），短则3～5年，长则10多年。

那么，离心泵中的润滑剂和轴承到底出了什么问题？泵沙龙首先回顾一下标准对滚动轴承及其润滑剂的限制、滚动轴承及其润滑剂的寿命要求以及对轴承箱的要求，然后对如何有效确保润滑剂的品质给出建议，仅供同行们参考。

注：本文中所涉及的条款、表及图号均指API610第11版标准所对应的条款、表及图号。

滚动轴承及润滑使用限制

API 610第11版标准规定：

表10 

a) 滚动轴承速度：不得超过轴承制造商发布的名义速度限制。对球轴承，因子n·d_m，采用稀油润滑的单个轴承，不得超过500,000；采用脂润滑的轴承，不得超过350,000。

式中：

d_m = 平均轴承直径【(d + D)/2】，mm；

n = 转速，r/min。

c) 如果能量强度（即泵额定功率kW和额定转速r/min的乘积）为4百万或更大，则必须使用流体动压径向轴承和推力轴承。

说明：也就是说，只有当能量强度小于4百万时，才可使用滚动轴承。

6.11.1  除非另有规定，轴承和轴承箱应当设计成用矿物油（烃类油）进行润滑。

说明：API泵轴承和轴承箱通常要求设计成用油润滑的形式。

滚动轴承及润滑剂寿命要求

● 6.10.1.6  轴承系统的寿命（泵轴承组合系统的计算寿命）在额定工况下连续运行至少为25000小时；在最大径向与轴向负荷及额定转速下至少16000小时。系统寿命按下列公式进行计算：

其中，

如果有规定，应提供轴承系统寿命的计算。见附录K.2轴承系统寿命的讨论。

说明：公式显示的结果来看，系统寿命短于系统中寿命最短的轴承寿命。例如：如果每个轴承的寿命是37,500小时，按照公式计算，轴承系统的寿命只有25,000小时。也就是说，要满足25,000小时的轴承系统寿命，则至少每个轴承的寿命均达到37,500小时以上。

实际工程应用中，滚动轴承的使用寿命的估算可参见ISO 281标准，在此不再赘述。

● 6.11.4  如果有规定，滚动轴承应采用下列规定的润滑剂进行润滑。

a) 润滑脂寿命（重复润滑间隔）应采用轴承制造厂建议的方法或买方同意的替换方法来估算。

b) 如果估算的润滑脂寿命低于2,000小时，则不应当使用润滑脂润滑。

c) 如果估算的润滑脂寿命是2,000小时以上，但低于25,000小时，应采取措施给运行中的轴承注入润滑脂，并有效地排出旧的或多余的润滑脂，卖方应通知买方要求重新注入润滑脂的时间间隔。

d) 如果估算的润滑脂使用寿命是25,000小时或超出25,000小时，则不应安装润滑脂管接头或任何其它系统。

标准对轴承箱要求

6.10.2.6  滚动轴承的轴承箱应设计成防止湿气、灰尘和其它杂物污染的形式。无需外部服务（例如空气净化）。轴承箱应在轴穿过轴承箱的地方配有可更换的迷宫式或磁性端部密封和导流板（防尘盘或挡水圈）。不得采用唇形密封。密封件和导流板应采用无火花材料制成。密封件和导流板的设计应有效地将油保留在箱体中，并防止异物进入壳体。

影响滚动轴承使用寿命的主要外部因素

事实证明，大多数滚动轴承过早失效仅出于两个原因：

1）高温导致润滑剂变质、形成“焦炭”，致使润滑剂中出现固体。

2）水、湿气和固体对润滑剂的污染。

轴承箱内的水分通常来源于三个方面：

1）轴封泄漏。

2）冲洗底板和地面的水管水溅入轴承箱。

3）空气凝结水。当轴承箱温度降低时，空气中的水分会渗入轴承箱。