МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ

Как правило, работающий подшипник не требует специального контроля, за исключением плановой доливки смазки, необходимой для обеспечения нормальной работы.

В некоторых насосах выход из строя подшипника может иметь серьёзные последствия для безопасности (авиация, атомные электростанции и т. д.). Это также может иметь экономические последствия (остановка производства).
Поэтому необходимо контролировать состояние и обслуживать подшипники.

Наиболее распространёнными способами мониторинга является анализ температуры и вибрации. Это может быть выполнено как грубым и наглядным способом (прослушивание стетоскопом, металлическим стержнем), так и более сложными методами (измерения виброскорости, частотно-амплитудный анализатор), позволяющими своевременно подать сигнал тревоги.

Основными факторами обеспечения высокого качества мониторинга являются опыт и квалификация оператора по техническому обслуживанию.

ТЕМПЕРАТУРА ПОДШИПНИКОВ
Подшипники имеют верхний температурный предел стабильности размеров. Верхний предел температуры иногда называют температурой термостабилизации. Обычно она составляет 120°C для стандартных шарикоподшипников. Рабочая температура корпуса подшипника и смазки подшипника будет сильно различаться в зависимости от конструкции и применения. Во многих случаях взбалтывание смазки является основным фактором нагрева подшипников. Превышение расчетного уровня масла или чрезмерное количество консистентной смазки в подшипнике могут привести к повышению рабочей температуры подшипника и отрицательно повлиять на вязкость смазочного материала.
Повышение температуры подшипников более чем на 20 °C из-за этого эффекта является вполне типичным.
(Также обратите внимание, что повышение температуры после запуска часто могут быть связаны с несоосностью деталей подшипникового узла.)
Достижение расчетного срока службы подшипников зависит от поддержания надлежащего качества и вязкости смазочного материала. Как правило, минимальная вязкость смазочного материала при фактической рабочей температуре подшипника должна составлять 13 сСт.

Для смазывающих жидкостей это должна быть вязкость базового масла. Высококачественные подшипники допускают использование масел с более низкой вязкостью, а использование синтетических масел может либо повысить, либо понизить требуемую вязкость.
Минеральные масла быстро разлагаются при повышенных температурах. Эмпирическое правило заключается в том, что срок службы минерального масла уменьшается вдвое на каждые 15 °C повышения температуры выше 70 °C. По этой причине при использовании минеральных масел часто рекомендуется соблюдать максимальную температуру смазки не более 80 °C.
Максимальная температура смазки зависит от класса вязкости и минимальной требуемой вязкости для адекватной смазки подшипников. Указанный выше максимум 80 °C в настоящее время действителен для ISO VG 68 с индексом вязкости (VI) 85, поскольку это температура, при которой он перестает обеспечивать минимальные 13 сСт, необходимые для шарикоподшипников.
Температуру смазки следует измерять непосредственно в поддоне подшипникового узла, когда масло стекает из подшипников. Если это трудно реализовать, температура смазки может быть оценена на 10 °C выше температуры корпуса подшипника на подшипнике. Однако это будет недействительно, если корпус подшипника имеет внутреннюю водяную рубашку или вентилятор охлаждения.

Измерение температуры подшипника.
Очень часто мы кладём руку на корпус подшипника, чтобы измерить его рабочую температуру. Если он кажется прохладным или тёплым, мы уверены, что внутри подшипникового узла всё в порядке.
Если корпус горячий на ощупь, мы беспокоимся о возможной неисправности и тратим время и усилия на снижение температуры, надеясь получить чёткое представление о том, что на самом деле происходит внутри корпуса.
Дело в том, что человеческая рука — не лучший термометр и может подавать ложные сигналы о температуре. В исследованиях, посвящённых осязанию человека, «горячий» определяется в диапазоне от 50 до 55 градусов по Цельсию, в зависимости от индивидуальных особенностей.
Выше этой условной точки человеческая рука бесполезна для измерения температуры.

Подшипники качения с пластичной смазкой могут безопасно работать при температуре до 90°C. Фактически, верхний предел температуры смазки является реальным рабочим пределом подшипника. Дело не в свойствах металла подшипника. Температура, при которой смазка обугливается, является рабочим пределом подшипника. Подшипники можно совершенно безопасно эксплуатировать при температуре до 70°С.

Очевидно, что все подшипники будут работать при температуре, несколько превышающей температуру окружающей среды, без дополнительного охлаждения. Результирующая температура складывается из трёх факторов.
Во-первых, тепло трения, выделяющееся внутри подшипников при контакте тел качения с неподвижными.
Во-вторых, к теплу трения добавляется тепло, передаваемое от других деталей. Это тепло от вала, передающее тепло от перекачиваемой жидкости, а также тепло, излучаемое окружающим оборудованием.
В-третьих, количество тепла, рассеиваемого подшипниками насоса, зависит от проводимости смазочного материала, площади поверхности корпуса подшипника, а также температуры и движения окружающего воздуха.
Эти три фактора определяют тепловой режим работы подшипника. Эта температура должна быть ниже верхнего предела температуры масла или смазки.

Необходимо выяснить причину необъяснимого повышения температуры подшипника. Это может указывать на приближающийся отказ. Можно добавить ещё одну дозу смазки, но если температура не снизится сразу, не добавляйте смазку. Сначала исключите очевидные причины повышения температуры. Возможно, температура в окружающей среде изменилась. Изменилась ли погода? Было ли установлено новое теплогенерирующее оборудование поблизости? Изменилась ли температура перекачиваемой жидкости? Затем проверьте узел на наличие осевых и радиальных нагрузок, перекоса муфты или чрезмерного затягивания сальника насоса.
Помните, что температура может повышаться из-за неправильного смазывания. Избыток смазки приводит к заклиниванию подшипника и прилипанию смазки к внутренней стенке корпуса. Смазка становится изолятором, и подшипник будет работать насухо, если смазка не сможет вернуться в картер. Избыток масла вызывает пенообразование и унос пузырьков воздуха при соударении роликов и шариков с жидкостью. Воздух является хорошим изолятором, но не смазывает и не рассеивает тепло. Недостаток масла или смазки приводит к увеличению трения между металлическими поверхностями. Недостаточное количество масла и смазки также является источником избыточного тепла от трения.

Измерение температуры подшипников насосов, перекачивающих горячие жидкости.

Насосы, перекачивающие горячие жидкости, оснащены корпусами подшипников с рубашками охлаждения и теплообменниками.
Эти устройства имеют соединения для изолированного потока воды через корпус подшипника или вокруг него.
В таких случаях не следует использовать высокотемпературную смазку с подшипниками с искусственным охлаждением. Смазка будет иметь высокую вязкость. В результате есть риск возникновения ситуации аналогичной той когда в подшипнике недостаточно смазки.
Иногда подшипники кажутся горячими при запуске насоса. Это может быть связано с теплом, выделяемым уплотнениями подшипников, а не с самими подшипниками, или с неправильной смазкой. После того, как уплотнения сядут на место и стабилизируются, температура должна вернуться к норме.

API 610 ГОСТ 32601-2022 (ИСО 13709:2009) НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ, НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Для горизонтальных насосов с частотой вращения до 3600 об/мин и мощностью до 300 кВт на одну ступень, скорость вибрации не должна быть более 3,0 мм/с;
Для насосов с мощностью более 300 кВт на ступень допустимая
виброскорость определяется по характеристике, указанной в стандарте.
Для вертикальных полупогружных насосов: не более 5.0 мм/с.
Более жесткие требования к вибрации продлевают срок службы подшипников и насосного агрегата в целом.
Допустимое увеличение вибрации при подачах вне Предпочтительного рабочего диапазона, но в пределах допустимого рабочего диапазона – 30%.