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¿Todos los daños en la superficie de los cojinetes son problemáticos?Combatir la corrosión en la fase de diseño

Hasta el 40 por ciento de una cosecha de vegetales puede desperdiciarse debido a los requisitos estéticos de algunos supermercados.Si bien una verdura torcida puede no ser la más agradable a la vista, posee el mismo valor nutricional que su contraparte perfectamente proporcionada.

El daño a la superficie del rodamiento puede tomar muchas formas, desde desconchados en las pistas de rodadura, desgaste por lubricación ineficaz, corrosión debido a productos químicos agresivos hasta marcas falsas de brinelling causadas por vibración estática.Si bien la deformación de la superficie puede generar síntomas problemáticos, como calor excesivo, mayores niveles de ruido, mayor vibración o movimiento excesivo del eje, no todas las fallas externas de los rodamientos apuntan a un rendimiento interno de la máquina comprometido.

La corrosión es un fenómeno natural y una forma común de daño en la superficie de los cojinetes con el que deben lidiar los gerentes de plantas de petróleo y gas en alta mar.Hay diez formas principales de corrosión, pero la corrosión de los cojinetes generalmente se divide en dos categorías amplias: corrosión por humedad o corrosión por fricción.El primero es específico del entorno, pero puede aparecer en cualquier componente del cojinete, creando una capa de óxido alarmante como resultado de una reacción química con una superficie metálica.

Por ejemplo, en la minería en alta mar, los rodamientos a menudo están expuestos a la humedad o alcalinidad leve debido a su contacto con el agua de mar.La corrosión leve puede dar lugar a manchas ligeras en la superficie, pero en casos más graves, puede provocar un grabado en la superficie del rodamiento, lo que da como resultado la entrada de escamas de material oxidado en la pista de rodadura.Por esta razón, la corrosión se conoce a menudo como el enemigo natural de los rodamientos.

La corrosión no es solo visualmente alarmante;también puede afectar significativamente las finanzas de una empresa.Según el estudio IMPACT realizado porNACE Internacional, la organización de control de la corrosión líder en el mundo, se ha estimado que se podría haber ahorrado del 15 al 35 por ciento de la corrosión anual si se hubieran seguido las prácticas óptimas de gestión de la corrosión.Esto equivale a ahorros de entre 375 000 y 875 000 millones de dólares estadounidenses al año a nivel mundial.

¿El enemigo?

Es imposible ignorar la importancia de los costos de corrosión, sin embargo, la resistencia a la corrosión debe considerarse junto con otros requisitos operativos, como la longevidad y la carga de los rodamientos.

Considere esto como un ejemplo.Se requiere una máquina perforadora para operar con precisión, pero también debe operar en condiciones implacables.Debido al entorno extremo de las plataformas de petróleo y gas, se recomiendan cojinetes resistentes a la corrosión.Si un ingeniero de diseño optara por un rodamiento altamente resistente a la corrosión fabricado con poliéter éter cetona (PEEK), esto detendría la corrosión en seco, pero la precisión de la máquina se vería comprometida.En este escenario, puede ser preferible optar por un rodamiento de acero inoxidable de alta precisión con una redondez superior que permita algo de corrosión superficial.

Al evaluar la idoneidad y la calidad de los rodamientos, es importante mirar más allá de la estética externa.El control de la corrosión es solo uno de los requisitos de rendimiento, que no necesariamente equivale a un rendimiento deficiente ni afecta la capacidad de rodadura interna del rodamiento.

Asegurarse de seleccionar el equipo correcto es el primer paso, y esto es imperativo tanto para la maquinaria a gran escala como para los componentes pequeños, como los rodamientos.Afortunadamente, los administradores de instalaciones en alta mar pueden sopesar sus requisitos de diseño y pueden optar por combatir la corrosión en la etapa de diseño.Aquí hay tres métodos de control de la corrosión a considerar:

A-elección de materiales

El acero inoxidable es la opción más obvia para la resistencia a la corrosión y se usa ampliamente en la industria del petróleo y el gas en alta mar.También tiene otras propiedades ventajosas como la durabilidad y la resistencia al calor.Los rodamientos de acero inoxidable de grado 440 tienen buena resistencia en ambientes húmedos y se utilizan a menudo en aplicaciones como la industria de alimentos y bebidas.Sin embargo, los cojinetes de acero inoxidable de grado 440 tienen poca resistencia al agua salada y a muchos productos químicos más fuertes, por lo que se puede considerar el acero inoxidable 316 para entornos marinos hostiles.Sin embargo, como el acero inoxidable 316 no se puede endurecer térmicamente, los rodamientos 316 solo son adecuados para aplicaciones de baja carga y baja velocidad.Su resistencia a la corrosión es mejor cuando hay un amplio suministro de oxígeno, por lo que estos cojinetes se utilizan principalmente por encima de la línea de flotación, en agua de mar que fluye o donde los cojinetes pueden lavarse después de sumergirlos en agua de mar.

Una opción de material alternativo es la cerámica.Los rodamientos completamente cerámicos hechos de zirconia o nitruro de silicio con jaulas de PEEK pueden ofrecer niveles aún más altos de resistencia a la corrosión y, a menudo, se usan completamente sumergidos.Asimismo, los cojinetes de plástico, con bolas de acero inoxidable 316 o de vidrio, ofrecen muy buena resistencia a la corrosión.A menudo están hechos de resina de acetal (POM), pero hay otros materiales disponibles para ácidos y álcalis más fuertes, como PEEK, politetrafluoroetileno (PTFE) y fluoruro de polivinilideno PVDF.Al igual que los cojinetes de grado 316, estos solo deben usarse en aplicaciones de baja carga y baja precisión.

Otro nivel de armadura contra la corrosión es una capa protectora.El cromado y el niquelado ofrecen una buena resistencia a la corrosión en ambientes altamente corrosivos.Sin embargo, los recubrimientos eventualmente se separarán del rodamiento y necesitarán un mantenimiento continuo.Esta no es la opción más práctica para aplicaciones en alta mar.

B-Lubricantes

Un lubricante proporciona una película delgada entre las áreas de contacto de un rodamiento para reducir la fricción, disipar el calor e inhibir la corrosión en las bolas y las pistas de rodadura.La rugosidad de la superficie y la calidad de la lubricación son factores extremadamente importantes que influyen en si se producirá o no deterioro de la superficie.

Optar por el lubricante correcto es importante.En un ambiente donde pueda ocurrir corrosión superficial en el exterior del rodamiento, no debe permitirse que ocurra en el interior.SMB Bearings puede suministrar rodamientos sellados con grasas a prueba de agua que contienen inhibidores de corrosión.Estos lubricantes protegen las superficies internas del rodamiento y pueden adaptarse al entorno específico de la aplicación en alta mar.Los cojinetes totalmente cerámicos se especifican en su mayoría sin lubricación, pero se pueden lubricar con grasa a prueba de agua para prolongar su vida útil.

C-sellos

En entornos hostiles, la protección contra la contaminación es de suma importancia, por lo que optar por un sello de contacto es favorable para garantizar que los contaminantes no entren en el rodamiento.Para equipos que pueden estar expuestos a la humedad, un sello de contacto también ofrecerá una mayor resistencia al agua.Esto evitará que la grasa se lave del cojinete, lo que le permitirá hacer su trabajo de lubricación y protección de las superficies internas del cojinete.Una opción alternativa es un escudo de metal, pero esto ofrece una protección muy reducida contra la humedad.

Al evaluar el entorno operativo, la longevidad requerida y las cargas que se aplicarán al rodamiento, el mejor rodamiento puede ser el humilde 'vegetal torcido' y no el que se ve estéticamente agradable por más tiempo.Al considerar las condiciones operativas ambientales completas de un rodamiento, los ingenieros de diseño pueden sopesar si optar por una función de diseño de control de la corrosión será más rentable, aumentará la vida útil del rodamiento y elevará el rendimiento de una máquina.


Hora de publicación: 07-abr-2021
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