Влияние технического прогресса затрагивает все сферы жизни человечества. Особенно ощутимо это проявляется в промышленном производстве, где владение передовыми технологиями выводит компании в мировые лидеры и приносит большую экономическую выгоду.

Однако наблюдаются сферы производства, где технологии в некоторых компаниях — в силу консервативности мышления и недостатка инвестиций — остались на уровне XIX века, и ни о каком прогрессе или инновациях никто даже и не думает. Примером может служить технология ремонта подшипников скольжения для любого промышленного роторного оборудования: насосов, электродвигателей, генераторов, турбин, компрессоров, редукторов, поршневых двигателей и пр., методом заливки баббита — сплава, изобретенного 180 (!!!) лет назад американцем Исааком Бэббитом.

Высокая себестоимость работ

Технологическая отсталость данного метода ремонта (учебник по технологии ремонта издан еще в 1939 году — М. Х. Дриц и Д. А. Песков, Заливка подшипников баббитом: Книга утв. ЦУУЗ НКПС в качестве учеб. пособия по тех. минимуму для работников по заливке подшипников баббитом, Москва, Трансжелдориздат., 1939 г.), при видимой дешевизне сырья, приводит к большим неоправданным расходам при производстве и эксплуатации готовых изделий. Основные факторы указаны в таблице 1.

Таблица 1. Причины и факторы увеличения себестоимости работ
ПричиныФакторы, увеличивающие себестоимость работ
Низкое качество сырьяИзготовление сырья из переплавленного лома с выгоревшими легирующими элементами. Высокая стоимость контроля соответствия химического состава сырья ГОСТу. Большие потери материала и отходы производства.
Низкое качество готовой

продукции

Технологические ограничения по контролю качества. Образование раковин, внутренних дефектов и других пороков. Выгорание легирующих элементов. Неудовлетворительная структура баббита вследствие ликвации.
Крайняя вредность производства для человекаРабота с токсичными и вредными веществами:

  • 1 класс опасности: свинец, сурьма, мышьяк, тяжелые элементы кадмий, висмут, соляная кислота, серная кислота
  • 2 класс опасности: гидроксид натрия, хлорид цинка
  • 3 класс опасности: хлористый аммоний
Ручное производствоОтсутствие  средств автоматизации. Высокие затраты на вспомогательные работы. Необходимость специально-обученного персонала. Отсутствие кадрового резерва.
Особые требования к производствуНеобходимость  оборудования специальной базы или участка производства со средствами индивидуальной и производственной защиты. Необходимость специальных машин и специальных литьевых форм повышенной прочности и герметичности.

Низкие эксплуатационные характеристики изделий из баббита

Трудно ожидать, что изобретение баббита в XIX веке, когда был столь ограниченный выбор химических веществ с необходимыми свойствами, позволит создать продукт, одинаково хорошо подходящий для производственных требований к агрегатам XIX и XXI века. Результатом является все большая неудовлетворенность конечных потребителей не только технологией производства подшипников скольжения на основе баббита, но и результатами (готовыми изделиями). Для грамотных инженеров и техников, обращающих внимание на полный жизненный цикл подшипника скольжения, становится очевидным, что несмотря на кажущуюся дешевизну материала и стоимость ремонтных работ, эксплуатация подшипников скольжения из баббита в целом, с учетом низких сроков межремонтной эксплуатации оборудования, простоев, аварий, приводит к неоправданно высоким затратам владельцев оборудования. Ниже приведена таблица негативных факторов, приводящих к низким эксплуатационным свойствам подшипников скольжения из баббита.

Таблица 2. Негативные факторы, приводящие к низким эксплуатационным свойствам подшипников скольжения из баббита
Причины, требования эксплуатации, аварииФакторы, увеличивающие себестоимость эксплуатации, иллюстрации аварий
Низкое сопротивление

усталости

Ухудшает работоспособность подшипника, особенно эксплуатируемого в условиях частого цикла нагревания и остывания (пуска/остановки или смены режимов работы).

Быстрый износ при кратковременных неблагоприятных условиях.

ВыкрашиваниеВыкрашивание
УсталостьУсталость
СмазкаКритическая чувствительность к режимам смазки, качеству масла, работе масляного насоса и др.
 Значительные потери и нагрузки из-за сухого трения (в период пуска, особенно тяжелых роторов).

Большие осевые зазоры для гарантированного поддержания масляного клина.

Большие расходы на смазку для обеспечения теплоотвода и поддержания температурного режима.

КавитацияКавитация
Недостаток или потеря смазки
Повреждения от посторонних веществ или грязи
ТемператураКрайне негативные последствия перегрева. Остановки оборудования, простои, задиры поверхности ротора, другие аварии.

Термическое фасетированиеТермическое фасетирование
Перегрев
Высокая скорость выхода из строяДля наступления аварии достаточно кратковременного падения давления масла и возникновения подплавления или разрушения баббита уже через 4-5 оборотов ротора (десятые доли секунды при 3000 об/мин).
Потеря зазора при запускеПотеря зазора при запуске
ПерегрузкаПерегрузка
Высокие стартовые нагрузки
Низкое сопротивление вибрацииБыстрый износ и выход из строя при расцентровке, разбалансировке роторов, защемления стульев подшипников, неудовлетворительной заливке вкладышей и по другим причинам.
Фреттинг-коррозия
Несоосность, перекос, разбалансировка.Несоосность, перекос, разбалансировка
Чувствительность к химическому составу средыСвинцовый баббит разрушается кислотными продуктами окисления масла, образующимися из-за попадания воды или охлаждающей жидкости в смазочное масло, а также разложением определенных масляных присадок. Оловянный баббит разрушается сероводородом в нефти.
Коррозия
Разрушение от индукционных токов и электрического разрядаРазрушение от индукционных токов и электрического разряда
Межзерновое растрескиваниеМежзерновое растрескивание

Современные альтернативы

Успехи химической промышленности во всем мире за последние 30 лет позволили синтезировать новые материалы с заранее заданными свойствами, которые идеально подходят для избранных условий эксплуатации. Речь идет о композитных материалах, широко применяемых везде, от медицины до космонавтики, а в нашем случае – об инженерных антифрикционных полимерах (подробнее здесь). Низкие коэффициенты трения, высокие сопротивления нагрузкам, усталости и износу, работа при повышенных температурах (до 350 °С по сравнению с 80 °С для баббита), упругая пластичность и твердость, высокая ремонтопригодность, энергосбережение, простота эксплуатации и много других уникальных свойств давно сделали полимеры заменой для устаревших материалов в трущихся узлах.

В Российской Федерации существуют компании, активно применяющие современные технологии в производстве и ремонте подшипников скольжения, например, ООО НПК «Промышленные технологии», г. Тула. Производимые и ремонтируемые предприятием подшипники скольжения не требуют при производстве опасных веществ и условий труда, имеют кардинально лучшие характеристики и качество по сравнению с подшипниками из баббита, не уступают мировым аналогам и имеют гораздо более низкую стоимость. Запатентованная технология производства дает прекрасные эксплуатационные результаты и неизбежно приведет к переходу потребителей на эксплуатацию подшипников нового поколения.

Таблица 3. Сравнительные технические характеристики материалов Баббит (Б-83) и полимерного композита К30ПТ для изготовления/ремонта подшипников скольжения
 БаббитК30ПТ
Коррозия и воздействие агрессивных средПодверженНет
УсталостьСильно подверженНет
Термическое фасетирование поверхностиНаблюдаетсяНет
Межзерновое растрескиваниеНаблюдаетсяНет
Кавитационные поврежденияНаблюдаетсяНет
Повреждения от индукционных токовНаблюдаетсяНет
Потеря смазкиКритичнаНекритична
Задиры шейки ротораНаблюдаютсяНет
Следствия перегреваКоксование, фасетирование, коррозия, выплавкаНет. Выдерживает кратковременные перегревы до 300 °С
Температура изгиба под нагрузкой 1,8 МПа240 °С343 °С
Рабочая температура, max70 °С250 °С
Удельное рабочее давление, МПа10-1520-30
Предел текучести, МПа;80-85370
Предел прочности при сжатии, МПа110230
Предел прочности при изгибе, МПа:140290
Плотность, (кг/смЗ)7,351,44
Коэффициенты теплопроводности, вдоль потока/средний Вт/(м,К)672,2/1,3
Удельное электросопротивление, (Ом,м)10-7108
Коэффициенты линейного расширения вдоль Потока/средний (а, 1/°С), 10-616-319/35
Коэффициенты трения покоя0,6-0,80,09
Коэффициенты трения скольжения при страгивании0,14/0,090,04/0,02
 

Метки:

Порекомендуйте эту статью:
Оцените статью:
Очень плохоПлохоСреднеХорошоотлично (голосов: 3, в среднем: 4,67 из 5)
Загрузка...
 
 

Наверх!