Электрическая коррозия подшипников – почему подшипники электродвигателей преждевременно выходят из строя?

При устранении неисправностей подшипников электродвигателей специалисты по ремонту все чаще сталкиваются со случаями, когда первопричиной является не механическая перегрузка или проблемы со смазкой, а электрическая коррозия. Этот тип электрического повреждения подшипников особенно опасен, поскольку часто развивается незаметно, постепенно вызывая шум, вибрацию и преждевременный выход из строя.

Многие специалисты по техническому обслуживанию задают один и тот же вопрос: почему подшипник снова и снова выходит из строя в электродвигателе, даже если все, кажется, установлено правильно?

Что такое электрическая коррозия и как она повреждает подшипники?

Электрическая коррозия подшипников возникает, когда электрический ток протекает через подшипник вместо того, чтобы следовать по своему предназначенному обратному пути. Это часто встречается в электродвигателях и генераторах, где присутствуют блуждающие токи.

Обычно процесс выглядит следующим образом:

Небольшие электрические разряды проходят через элементы качения и дорожки качения, на поверхности подшипника образуются крошечные кратеры.Эти разряды локально изменяют структуру стали подшипника. Образуется так называемый белый слой – зона термического воздействия на поверхность, – который впоследствии приводит к отслаиванию (шелушению), образованию гофрированных дорожек качения, увеличению шума и вибрации.

Вот почему электрическая точечная коррозия так опасна: подшипник еще работает, но процесс повреждения уже начался и необратим.

Отказы подшипников электродвигателей особенно часто встречаются в системах с частотно-регулируемым приводом. Частотно-регулируемые приводы генерируют высокочастотные составляющие напряжения, которые при определенных условиях легко находят путь через подшипник. В повседневной практике технического обслуживания это обычно проявляется в виде:

увеличения шума подшипника, повышения температуры подшипника, повышения уровня вибрации и преждевременного выхода подшипника из строя.

Во многих случаях сам частотно-регулируемый привод не является проблемой. Проблема заключается в том, что конструкция двигателя и подшипника не предназначена для управления путями электрического тока.

Почему стандартная замена подшипника не решает проблему

Это одна из самых распространенных ошибок. Когда причиной является электрическая точечная коррозия, несущая способность подшипника или качество смазки обычно не являются ограничивающим фактором. Замена подшипника на стандартный часто приводит к тому же результату: электрический ток продолжает проходить через подшипник, и повреждение вновь возникает через короткое время. Именно поэтому повторные отказы подшипников так распространены в этих областях применения.

Широко распространенным промышленным решением для предотвращения электрической коррозии является использование изолированных подшипников в электродвигателях.

Принцип прост: наружное кольцо подшипника электрически изолировано, ток не протекает через подшипник, электрические разряды больше не возникают на поверхностях качения.

Керамическая или смоляная изоляция – что это означает на практике?

Изолированные подшипники доступны в различных конструкциях. Наиболее распространенные типы: подшипники с керамической изоляцией, обладающие высокой устойчивостью к напряжению и хорошей термической стабильностью, подшипники с полимерной изоляцией, широко используемые в электродвигателях общего назначения.

Правильный выбор зависит от условий эксплуатации, таких как нагрузка, температура, рабочий цикл и электрическая нагрузка.

Если шумный подшипник в электродвигателе проявляет следующие симптомы: шум возвращается вскоре после замены подшипника, вибрация усиливается со временем, дорожки качения имеют гофрированную или рифленую структуру, то следует рассматривать электрическую коррозию как возможную первопричину, а не только механический износ.

Изолированные подшипники работают должным образом только при правильной установке. Неправильная установка может создать непредусмотренные пути протекания тока, обходящие изоляцию. Для таких типов подшипников рекомендуется использовать специальные инструменты, предназначенные для снятия и установки подшипников.

Если подшипник электродвигателя выходит из строя неоднократно, то зачастую вопрос заключается не в том, что именно заменяется, а в том, куда протекает электрический ток.

Электрическая коррозия подшипников не является видимым видом неисправности, но со временем это одна из самых дорогостоящих проблем. Профилактика обычно намного дешевле, чем многократный ремонт.