فئة المنتج

اتصل بنا

جينان شينتو الميكانيكية والكهربائية المعدات المحدودة
إضافة: شاندونغ جينان No.59 العالية الصناعة جنوب الطريق، مدينة جينان بمقاطعة شاندونغ، الصين 250101
هاتف: + 86-531-88167719
الفاكس: + 86-531-69951182
بو: +8618769750205

البريد الإلكتروني:kevin@jstbearing.com

آر إس إس تحقق لنا خارجا على لينكيد في تابعنا على تويتر اصبح صديقنا في الفيسبوك الفشل في تحمل السابق لأوانه في صناديق التروس الرياح والشقوق النقش الأبيض (WEC)

- Apr 25, 2018 -

إخفاق تحمل سابق لأوانه في علب تروس الرياح وشقوق النقش البيضاء (WEC)

SKF wec1


تخضع علبة تروس التوربينات الريحية لمجموعة كبيرة من ظروف التشغيل ، وبعضها قد يدفع المحامل إلى أبعد من حدودها. يمكن أن يحدث الضرر على المحامل ، مما يؤدي إلى وضع فشل سابق لأوانه يعرف باسم تشققات النقش الأبيض (WEC) ، والتي تسمى أحيانًا القشور المهشمة قصيرة العمر أو المبكرة أو غير الطبيعية أو البيضاء (WSF). وتناقش في هذه المقالة التدابير لجعل المحامل أكثر قوة في هذه الظروف التشغيلية.

تدفع أهداف الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم طاقة الرياح لتصبح مصدر طاقة رئيسي. على سبيل المثال ، يتوقع مجلس الطاقة العالمي للرياح ، GWEC 1 ، أن طاقة طاقة الرياح المركبة حاليًا والتي تبلغ 200 غيغاواط ستتضاعف في غضون ثلاث إلى أربع سنوات ، مما يبقي الهدف الطموح هو 1،000 جيجاواط من السعة المركبة بحلول عام 2020.

على الرغم من توافر توربينات الرياح العالية (> 96 ٪ ، اعتمادا على التوربينات) ، وانخفاض معدل الفشل نسبيا للمكونات الميكانيكية مقارنة مع المكونات الكهربائية ، لا يزال الفشل في القطارات الآلية يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الإصلاح وخسارة الإيرادات بسبب فترات التوقف الطويلة 2 .

في معظم مفاهيم التوربينات الهوائية ، يتم استخدام علبة التروس بشكل عام لزيادة سرعة الدوار إلى سرعة المولد. اليوم ، عمر الخدمة الفعلي لعلب تروس التوربينات الهوائية غالباً ما يكون أقل من 20 سنة المصممة. يمكن العثور على حالات الفشل في عدة مواقع تحمل ، وهي محامل الكواكب ، والعمود المتوسط ومحامل السرعات العالية السرعة (الشكل 1).

SKF wec2


وينتج عن الكثير من الترس الناجم عن تحمل علبة التروس السابقة لأوانه وضع فشل لا ينتج عن آليات التعب التقليدية (RCF) المتتالية (الشكل 2). في حين أن هذه الآليات الكلاسيكية هي عبارة عن إرهاق تحت السطحية ، وكذلك إجهاد السطح الذي يمكن البدء به ويمكن التنبؤ به من خلال أساليب حسابية تحمل الحياة المعيارية (راجع ISO 281 و ISO / TR 1281-2) ، لا تغطي هذه الأساليب حالات فشل الكراك المبكرة. . ومع ذلك ، فقد تم إجراء محاولات لحساب مدى الحياة عند توفر معلومات مفصلة عن الحالة (على سبيل المثال ، التأثير المحلي لضغوط الأطواق) 37 .

SKF wec3


تصف المواصفة القياسية ISO 15243 المظهر المرئي لآليات التعب المتصل الكلاسيكية.

يشير النقش الأبيض إلى مظهر البنية المجهرية المعدلة عند التلميع والنقش على هيئة ميكروسكوبية. تظهر المناطق المصابة ، التي تتكون من الفريت الخالي من الفلوريد الخالي من البلّوريّات النانوية ، بيضاء في صورة مجهرية ضوئية ضوئية نظرًا لانخفاض استجابة الحفر للمواد.

من المعروف أنه يحدث في بعض الأحيان فقط في بعض التطبيقات الصناعية مثل مطاحن الورق ، أو المحركات المتغيرة المستمرة ، أو أنظمة الدفع البحرية ، أو علب تروس طاحونة المطحنة ، أو محركات نقل الحركة ، في تطبيقات الرياح ، يبدو أن تكرار حالات الفشل المبكر أعلى من ذلك (ولكن قد يرتبط أيضًا أكبر عدد من الأجهزة المثبتة). عادة ، حدثت تشققات مبكرة خلال الفترة الأولى من ثلاث إلى ثلاث سنوات من وقت التشغيل أو من 5 إلى 10٪ من معدل العمر المحسوب (شكل 3).

SKF wec4


يحدث في الغالب على الحلقة الداخلية ، كما هو موضح في التين. 4 ، يختلف المظهر البصري للشقوق المبكرة من الشقوق المستقيمة ("الشقوق المحورية") إلى التشققات في تركيبة مع الزلاجات الصغيرة والتشققات الكبيرة / الثقيلة. استنادًا إلى معرفة SKF من الخبرة الميدانية المتزايدة ، استنتج أن الفشل المبكر عن طريق الشقوق لا يرتبط بنوع معين من المحامل (شكل 5) ولا بمعالجة حرارية معيارية معينة (شكل 6) 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 .

SKF wec5

SKF wec6



ومع ذلك ، يرتبط مظهر الفشل مع المعالجة الحرارية (على سبيل المثال ، حقل الإجهاد المتبقي) ، ومرحلة تقدم الفشل ، ومن المرجح جدًا أيضًا ظروف التشغيل أو موضع الحمل (على سبيل المثال ، حقل الإجهاد من التحميل). كما يمكن أن يرى في التين. 6 ، للتصدع في وقت مبكر في هذا التطبيق المحدد ، تميل الشقوق في حلقات martensite تنمو مباشرة في المادة (مما يشير إلى مظهر الكراك "المحوري" على التوالي ، على سبيل المثال ، الشكل 6 أ) ، في حين في bainitic (شكل 6B) ، وكذلك في في حالة وجود حلقات صلبة مكربنة ، تميل الشقوق إلى النمو بشكل محيطي أسفل المجرى المائي (يشرح شكل التشظي / التساقط للمظهر ، على سبيل المثال ، الشكل 6 ج). ومع ذلك ، في مرحلة الفشل المتقدمة للغاية ، وغالبا ما تكون spaway المجاري حلقة الداخلية ، مستقلة عن المعالجة الحرارية.

SKF wec7

SKF wec8



التحديات الناجمة عن ظروف التشغيل في علب تروس التوربينات الريحية
تخضع علبة تروس التوربينات الريحية لمجموعة كبيرة من ظروف التشغيل التي قد تدفع المحامل إلى أبعد من حدودها (على سبيل المثال ، فيما يتعلق بالحمل والسرعة والتشحيم ومجموعات من هذه). يواجه جزء طاقة الرياح بعض أصعب التحديات لتوسيع العمر الافتراضي وتقليل حدوث الفشل المبكر ، مع تقليل التكلفة الإجمالية للطاقة في نفس الوقت.

هناك العديد من الآراء في المجال العام تلخص مؤشرات مشتركة لظروف التشغيل الشديدة بالتزامن مع حالات الفشل المبكرة في تطبيقات توربينات الرياح. وتشمل هذه:

  • فترات الأحمال / العزم الثقيل والديناميكي - مما يؤدي إلى الاهتزازات والتغيرات السريعة في الحمل (على سبيل المثال ، الإجهاد العابر العابر الذي يتجاوز 3.1 جيجا ، الأحمال الثقيلة التي تصل إلى 15000 في السنة ، أحمال التصادم) 6 ، 7 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 17 و 18

  • اعتمادًا على نوع التوربين والقوى الشعاعية والمحورية الإضافية بواسطة الدوار والحركة المحورية للعمود الرئيسي - مما يؤدي إلى التحميل الديناميكي والضغط العالي لمكونات علبة التروس خاصة في المرحلة الأولى 19 و 20

  • الربط والالفصل للمولد من شبكة الطاقة - مما يؤدي إلى انعكاسات عزم الدوران وتأثيرات الارتداد (على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي إلى عزم دوران اسمي أعلى بـ 2.5 - 4 مرات ، أحمال التأثير) 12 ، 15 ، 21

  • التسارع السريع / التباطؤ وحركات أعمدة علبة التروس 13 ، 15

  • المحاذاة غير الصحيحة ، التشوهات الهيكلية (محور الكنة ، العلب) 11

  • التسرب المزلق بين احتياجات التروس والمحامل وكذلك بين المراحل المنخفضة والعالية السرعة وعدم كفاية مصارف النفط وفترات إعادة التعبئة 22

  • ظروف بيئية قاسية - تغيرات كبيرة في درجات الحرارة في نهاية المطاف ، وبالتالي اختلافات أكبر في درجة الحرارة بين الحلقة الداخلية والإسكان الداخلي مما كان متوقعًا عند البدء ، والغبار ، والمناخ البارد ، والخارج ، والرطوبة 23

  • ظروف تباطؤ - مما يؤدي إلى انخفاض ظروف التحميل ومخاطر تلف الأغطية (ارتداء لاصق) 23

  • يمكن أن تكون بعض متطلبات التصميم متعارضة ، على سبيل المثال ، زيادة حجم عنصر المتداول سيزيد من قدرة التحميل الحاملة ولكن في نفس الوقت يزيد من خطر القفص والزلزان وأضرار الانزلاق 6 ، 7 ، 17 ، 23 .

كما هو مذكور ، قد تفشل المحامل لأسباب أخرى لا تنسب إلى انخفاض أقل من معايير الممارسات 24 و 25 و من التجارب الصناعية الأخرى. تشير التقييمات الإحصائية لعدد محدود من توربينات الرياح البحرية 2 بوضوح إلى وجود علاقة بين معدل الفشل وسرعة الرياح والأحمال الثقيلة والمتغيرة. إن الاتجاه نحو أحجام التوربينات الأكبر مع زيادة نسب الطاقة إلى الوزن سيؤدي دائمًا إلى هياكل داعمة أكثر مرونة 11 والتي بدورها ستؤثر على مشاركة الحمل وتوزيع التوزيع داخل المحامل الدائرية وكذلك على مكونات محرك الأقراص الأخرى. ووفقًا للإشارة 26 ، في التطبيقات "الشابة" ، ذات التحميل الثقيل التي تتمتع بدورة حياة مبتكرة للغاية لتصميم المنتجات ، غالبًا ما تكون الخبرات الكافية غير متوفرة فيما يتعلق بقدرة الماكينة على التحمل. بشكل مستقل عن مصنّعي توربينات الرياح ومصنعي علبة التروس ، يفسر وجود تشققات في المحامل أحيانًا على أنه مؤشر على السلوك الحركي غير المتحكم فيه 19 ، 27 .

ممكن السائقين "الكراك السطح المتداول" ومراجعة الفرضيات
نوقش بشدة حدوث الفشل المبتسر في صناعة الرياح والتحقيق فيه بشكل مستقل من قبل مصنعي توربينات الرياح ومصنعي علبة التروس والموردين المحملين وكذلك الجامعات والمؤسسات المستقلة. لسوء الحظ ، لا توجد نظرية ثابتة اليوم. لإدراج وشرح جميع الأسباب الجذرية لحدوث فشل WEC ، قد تتجاوز الفرضيات نطاق هذا البحث.

ومع ذلك ، يمكن تلخيص العديد من النظريات الموجودة من الأدبيات باختصار كما هو موضح في الشكل. 7- تناقش العديد من الأوراق (على سبيل المثال ، المرجع 10) التغيير المحلي في البنية المجهرية للمواد المحسنة في WEC من خلال بعض العوامل المؤثرة.

SKF wec9


كعوامل تأثير ، غالبًا ما يتم ذكر برامج التشغيل التالية:

  • مواد
    البنية المجهرية ، المعالجة الحرارية ، محتوى الهيدروجين الطبيعي ، النظافة (أنواع مختلفة من التضمينات) ، الإجهادات المتبقية ، إلخ.

  • جار التحميل
    الحمولة الزائدة ، أحمال الذروة ، أحمال التصادم ، انعكاسات العزم ، الاهتزاز ، الانزلاق ، الضغوط الهيكلية ، التيارات الكهربائية ، إلخ.

  • بيئة
    مواد التشحيم ، والمواد المضافة ، والتآكل ، والتأثيرات القبلية ، وتوليد الهيدروجين ، وتدرجات درجات الحرارة ، والتلوث (مثل الماء) ، إلخ.

  • الآخرين
    التثبيت (على سبيل المثال ، الخدوش) ، والنقل ، وجوانب الجودة ، إلخ.

لزيادة التعقيد ، ترتبط معظم العوامل المؤثرة أيضًا.

وبالتالي ، مدفوعة بعامل واحد أو عن طريق مزيج من عدة عوامل ، تطور WEAs محليا في المصفوفة الصلب. سوف تكون مواقع WEAs بعد ذلك مواقع التنوي من الشقوق التي تنتشر في النهاية إلى المجرى المحمل. نتيجة لذلك ، سوف تفشل المحامل عن طريق spalling أو ما يسمى WSF.

يمكن تقسيم أكثر الافتراضات شيوعًا إلى تطورات WEC 28 ، 29 ، 30 التي تدعم الهيدروجين ، والتطورات المرتبطة بالتحميل / الإجهاد بحتة الأفضل في التضمينات 31 ، 32 أو مزيج من الأسباب 33 .

يبدو أن بعض آليات الضرر المذكورة أعلاه تؤثر ، على سبيل المثال ، تطبيقات مثل

  • مصانع الورق (مثل الماء في الزيت - إجراء تصحيحي يعتمد على حالة التزييت) 34

  • أنظمة الدفع البحري (على سبيل المثال ، تجاوز الإجهادات - الإجراءات التصحيحية القائمة على الفولاذ النظيف الخاص والمصلب وتقليل الإجهاد) 32 ، 34

  • محامل المولد والمولدات (على سبيل المثال ، الإضرار بالعمل التصحيحي الحالي عن طريق استخدام الشحوم الخاصة و / أو المحامل المهجنة ، الفولاذ الخاص) 6 ، 35 ، 36 .

ومع ذلك ، بشكل عام ، فإن أهمية الفرضيات العامة لـ WEC لإخفاقات علبة التروس السابقة لأوانها غير واضحة بما فيه الكفاية بعد.

السبب الجذري المحتمل لـ WEC في علب تروس الرياح وفقًا لتجربة SKF
وفقاً لتجارب SKF ، فإن معظم حالات فشل المحامل المبكرة تتعلق بالتشحيم أو غيره من القضايا ذات الصلة بالسطح ويمكن تقديرها جزئياً من خلال نموذج العمر التشغيلي SKF المتقدم. كشفت تحقيقات SKF الداخلية أن العديد من أنماط الفشل المتصدع في أوضاع تحمل علبة تروس الرياح يكون لها على الأغلب أصلها عند السطح أو بالقرب منه (0-150 ميكرونًا) وتنتشر في المادة تحت تأثير عملية إعياء التآكل 6 ، 7 ، 16 .

SKF wec10


هناك العديد من المؤشرات التي يمكن أن تدعم هذه الفرضية:
محامل علبة التروس الهوائي كبيرة نسبياً ، وبالنسبة للمحامل الكبيرة ، يمكن أن تختلف آلية بدء التشغيل والتكسير بالمقارنة مع المحامل الصغيرة 6 ، 16 . على سبيل المثال ، يتم الإبلاغ عن حدوث تكسير شعاعي أكثر عمقًا في المحامل الكبيرة عند الأحمال المتوسطة بسبب الإجهادات المتبقية والإجهاد العالي 37 .

في حالة الإخفاق في تحمل علبة التروس السابقة لأوانه ، يشير حدوث الفشل إلى انتشار سريع للشقوق. يمكن تفسير انتشار الشقوق المتفرعة السريعة ونشرها بوجود عوامل مؤثرة كيميائية مثل الأكسجين ومنتجات الشيخوخة لمواد التشحيم عند وجوه / أطراف الشقوق 6 ، 16 ، 38 . في نظام الكراك شبه السطحي تمامًا ، لدينا ظروف فراغ وبالتالي نمو أبطأ بشكل ملحوظ في الكراك من التعب الميكانيكي النقي 38 . وبعبارة أخرى ، في مرحلة مبكرة بالفعل ، يجب أن تكون أنظمة الشقوق أو الكراك متصلة بالسطح للسماح بدخول الأكسجين ومواد التشحيم.

SKF wec11

SKF wec12



يمكن أن يؤدي التعب بمساعدة الهيدروجين إلى تأثيرات مشابهة 28 ، 33 ، أو إلى التعب المتصالب الكلاسيكية المتعالية 6 ، 35 ، 36 ؛ ومع ذلك ، فإن هذا يتطلب ، على سبيل المثال ، بيئة أكالة عدوانية أو مرور تيار كهربائي مستمر عالي التردد. كما أن وجود الماء الحر يؤدي إلى بيئة شديدة التآكل ( 34) ، ولكن يتم إدراك محتويات الماء المرتفعة في مواد التشحيم تحت سيطرة مصنعي التوربين. لا يظهر تآكل الرطوبة في علب تروس الهواء عادة أثناء تحقيقات SKF. إذا كان من الممكن استبعاد ذلك ، فعادة ما يوفر المشيرون المتخلفون للتخميد حاجزًا أمام التآكل وامتصاص الهيدروجين في الفولاذ ، إذا كان مستمرًا وسليمًا. كل ما يقال ، إذا كان امتصاص الهيدروجين يحدث في الفولاذ ، فهو ضار. ومع ذلك ، فإن الأدلة المتوفرة لآلية الإخفاق هذه في علب تروس الرياح ضعيفة نسبيًا.

ومع ذلك ، تؤكد دراسات الكيمياء التثقيفية في SKF الجيل المحلي للهيدروجين في اتصالات الاحتكاك الشديد الاختلاط. لتوليد الهيدروجين باستمرار ، هناك حاجة إلى أسطح معدنية جديدة ومتفاعلة. هذا يمكن أن يؤدي إلى تأثير ضعف المحلية على السطح ، مما يسهل جيل تكسير سطح. ومع ذلك ، في علب تروس الرياح ، بالكاد ينظر إلى التآكل الشديد على المجاري المائية المحطمة الفاشلة ، مما يسمح بتخلل الهيدروجين. وبالتالي ، فإن نفاذ الهيدروجين من خلال المجارى المحامل (بدون أي عامل إضافي) يبدو غير محتمل. يمكن أن يكون عامل إضافي محتمل هو زيوت الرياح العدوانية النسبية ، في نهاية المطاف في تركيبة مع الملوثات 39 ، 40 ، 41 . في تجربة SKF ، يمكن تمييز أداء زيوت علبة التروس الهوائية من آليات الإخفاق التي بدأت السطح 39 (على سبيل المثال ، استغاثة السطح). لتحديد مدى الصلة بالموضوع ، يلزم إجراء المزيد من التحقيقات. في الوقت الحالي ، يُنظر إلى دور توليد الهيدروجين على أنه تأثير محلي يتم توليده في أنظمة الكراك بسبب دخول مواد التشحيم مما يؤدي إلى الشعور بآلية التآكل (CFC) 6 ، 16 .

SKF wec13


ظروف حمل التحميل المعتدلة المعتدلة في علب تروس الرياح ، وغياب تراكم الضغط الناتج عن الضغط المتبقي (في منطقة الحد الأقصى من الإجهاد المكافئ لـ Mons) بالإضافة إلى الانخفاض في خط انتشار حيود الأشعة السينية المتقارب بالقرب من المجاري المائية في الفشل المحامل (على سبيل المثال ، بسبب الاحتكاك المختلط - إجهاد القص والاهتزازات) التي تظهر من خلال تحليلات الاستجابة المادية ، تدعم مزيدًا من بدء فشل سطح أو شبه سطحي 6 ، 7 ، 16 . في الآونة الأخيرة ، من المعروف أنه ليس فقط ظروف التشحيم غير كافية ، ولكن أيضا بعض تأثيرات الاهتزاز في الترددات العالية ، هي قادرة على تقليل سماكة الفيلم وبالتالي زيادة خطر لظروف الاحتكاك المختلط المحلي 42 ، 43 .

SKF wec14


ووفقًا للمرجع 44 ، فإن توليد شبكات WEC أقل تأثرًا بالضغوط الهرتزية ، ومعظم العوامل المؤثرة على السطح. إن الدور المتنازع عليه لكسر الفراشة في الشوائب ، والتي تظهر بنية مجهرية متغيرة مماثلة كما رأينا في WEC ، يعتبر كجزء من آلية الكلال الكلاسيكية التي يتم تغطيتها بشكل جيد في نموذج الحياة الحاملة 7 ، 44 ، 45 . تم الإبلاغ عن القليل من الأدلة التجريبية التي تدعم تشققات الفراشة التي تنتشر في شبكات WEC 10 .

كثافة الفراشة العالية هي علامة على الحمل الزائد أو التحميل الثقيل جدا (> 3 GPa) ، ولكن يزعم أن الأحمال الزائدة لا توجد من قبل الشركات التوربينية. يبدو أن هذا مدعومًا باختبارات HALT القياسية لعلبة التروس. اختبار الحياة المتسارع (HALT) هو منهجية اختبار الإجهاد لتسريع موثوقية المنتج أثناء عملية التطوير الهندسي. هناك ، غالباً ما تظهر التحاليل المعدنية عدداً كبيراً من تشكيلات الفراشة في المحامل بسبب ظروف اختبار الحمولة الثقيلة ، ولكن غالباً لا تظهر المحامل الفاشلة من الحقل زيادة كبيرة في تكوينات الفراشة 6 ، 7 . خاصةً في المراحل عالية السرعة ، عادة ما تكون الأحمال معتدلة ، ولكن المحامل يمكن أن تفشل بفعل الشقوق / WEC بدون إظهار عدد كبير من السكان أو حتى نماذج فردية من الفراشات 6 ، 7 . يبدو أن اختبارات HALT القياسية لعلبة التروس تحتاج إلى المزيد من التعديلات لتعكس آليات الإخفاق المبكر كما هو ظاهر في هذا المجال.

SKF wec15


ومع ذلك ، لا يمكن استبعاد حدوث أي ضرر غير محسوس ناتج عن ضغوط عالية ناتجة عن الإجهاد تحت السطح ( 32) أيضاً من خلال الشوائب بالكامل طالما أن الإسهام الدقيق لظروف التشغيل العابر غير مفهوم بشكل كامل. يعتمد التحميل الدقيق لمحامل علبة التروس الهوائي في الحقل على محاكيات مجال الرياح بشكل كبير ، لاحقًا على مزيد من التقليل إلى افتراضات حمولة شبه ثابتة ؛ يفترض أن تحمل الأحمال تحمل معتدلة في ظروف رمزية. ينبغي أن توضع في الاعتبار الظروف غير المستقرة وتراعيها صناعة الرياح بشكل متزايد.

آلية محتملة لانتشار الضرر:
هناك اتفاق عام على أنها ليست ظروف تشغيل رمزية لعلبة تروس الرياح ولكنها ظروف عابرة وغير معروفة جزئياً ، تؤدي في بعض الأحيان إلى اضطراب في حمل الكينماتيكا والتحميل والتزييت. في الأساس ، من المفترض أنه يمكن الوصول إلى تركيزات عالية من الإجهاد السطحي ، على سبيل المثال ، بواسطة الاحتكاك المختلط المحلي الناتج عن الاهتزاز 6 ، 16 ، 47 ، المحاذاة غير الصحيحة أو الأحداث الأخرى كما سبق ذكره. عند البقع المشحمة على الحدود عند مستوى القدرة ، يمكن أن يزيد تركيز الضغط من إجهاد الشد وفتح الكراك تحت دورات متكررة (مناطق ذات إجهادات عالية أسفل الخشونة) 48 ، 49 .

كما هو موضح تخطيطيا في التين. 8 ، يمكن أن تؤدي الظروف العابرة إلى حدوث تشققات سطحية ، ربما تسارعت بالتأثيرات الكيميائية الخبيثة 6 ، 16 ، 39 ، 40 ، 41 ، أو الشقوق تحت السطح التي تصل إلى المجرى المائي عند البدء عند نقاط ضعف مثل الشوائب القريبة من السطح (<150 ميكرومتر)="">6 .

يمكن أن تكون الادراج لينة MnS أو الأكاسيد الصلبة التي توجد بشكل طبيعي في أي الصلب واضعة. وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن في بعض الأحيان تذويب خطوط MnS الصغيرة في المجرى المائي عن طريق مواد التشحيم ، كما أنها تعمل أيضًا على تصدعات السطح المحتملة 6 و 16 و / أو الشقوق البيئية المسببة للتآكل. وتظهر أمثلة على الكراك السطحي الضحل في التين. 9 و 10 ، وغالبا ما يتطلب جهدًا كبيرًا وتجربة للعثور عليهم في مرحلة مبكرة 6 ، 7 ، 16 .

الشقوق التي تظهر في التين. يتم إنشاء 10 و 11 في اتصال انزلاقي ذاتي التدحرج عند ضغط عال وضغوط تلامس ، مماثلة لحالات حمل الرياح المحتملة من حوالي 3 GPa 18 .

وبمجرد تضرر المجرى المحمل محليا ، فإن مادة التشحيم الشديدة التوصيل EP ستخترق الكراك. اعتمادا على اتجاه الكراك ، فإن التأثيرات الهيدروليكية ستدفع بالإضافة إلى ذلك انتشار الكراك 46 . كما هو موضح في الشكل. 12 ، فإن مواد التشحيم (غالبا ما تتراوح أعمارهم بين و / أو ملوثة بالماء) سوف تتفاعل داخل المواد في أجنحة الكراك المعدني الطازج. وبعبارة أخرى ، يتم تشغيل عملية انتشار تشقق الكلال للتآكل ، وهي مركبات الكربون الكلورية فلورية.

وهذا يؤدي إلى تحول ميكروي محرض بالهيدروجين عن طريق إطلاق الهيدروجين من منتجات التحلل من النفط المخترق (المضافات والملوثات) على فرك المعادن الفاسدة الوجوه التي بدورها تزيد من سرعة انتشار الكراك 6 ، 7 ، 16 . ويدعم هذا الاستنتاج أيضا من خلال تحديدات مكانية من محتوى الهيدروجين في حلقات تحمل التالفة ، والتي تؤكد أن امتصاص الهيدروجين يحدث في وقت متأخر من عملية الضرر 7 ، 16 . كما يظهر في الشكل. 13 ، وهو إجراء دراسة تجريدية في فتح فتح القسري القسري بالقرب من حلقة الحلقة الداخلية يكشف عن بنية مجهرية متبادلة تشير إلى التقصف المادي بواسطة الهيدروجين ، تم إطلاقه من منتجات التزييت المتقادمة 6 ، 7 ، 16 ، 41 ، في حين أنها بعيدة عن الكراك CFC ، وينظر إلى وجه عابر الكسر الطبيعي. تم العثور على مزيد من المؤشرات على آلية CFC من خلال تحليل EDX لمخلفات زيوت التشحيم والمادة المضافة ضمن نظام الكراك المفتوح 6 ، 7 ، 16 .

داخل نظام الكراك ، ستقوم آلية CFC بتحويل البنية المجهرية إلى مناطق النقش الأبيض وتؤدي إلى المظهر النموذجي لشبكة WEC غير المنتظمة (على سبيل المثال ، الأشكال 2 و 6 و 14). وبالتالي ، تعتبر WEC ثانوية ؛ ناتج ثانوي لآلية مركبات الكربون الكلورية فلورية ، حيث أن الهيدروجين المنبعث والطاقة المتباعدة في أجنحة الكراك يؤدي إلى تغيير محلي في البنية المجهرية ثم يظهر كزخرفة تكسير بيضاء.

توزيع وكثافة تأثير زخرفة WEC معقدة نسبيا. ويعتمد إلى حد كبير على توزيع مخلفات زيوت التشحيم داخل شبكة الكراك ، وتأثير الفرك المحلي في أوجه التشقق وحقول الإجهاد المكافئة المحلية.

وأخيرًا ، فإن انتشار الكراك ثلاثي الأبعاد سريعًا / المتفرعة جنبًا إلى جنب مع عوائد الكراك سيؤدي إلى فشل سريع في أسطح تحمل الدرفلة المعنية.

الخاتمة واستراتيجية الوقاية من SKF
إن النمو السريع لصناعة الرياح وكذلك الاتجاه نحو زيادة أحجام التوربينات التي يتم وضعها في المواقع ذات ظروف الرياح المضطربة يضع تحديات كبيرة على المحامل الدائرية في محرك القيادة. كانت إحدى نتائج هذا التطور في صناعة صغيرة نسبياً إخفاقات تحمل علبة التروس سابقة لأوانها. على مر السنين ، ركز النقاش في الصناعة بشكل رئيسي على تأثير المواد الحاملة والمعالجة الحرارية. في الآونة الأخيرة ، هناك اتفاق عام على أن ظروف الرياح محددة يمكن أن يؤدي إلى اضطراب تحمل الحركة kinematics ، والتشحيم. بمعنى آخر ، لن يتم العثور على فشل السبب الأساسي داخل المحمل فقط. يجب النظر في واجهات التطبيق الكاملة بين المحمل وعلبة التروس / التوربين.

وقد وصفت ظاهرة الرياح علبة التروس تحمل الفشل بواسطة الشقوق / WEC. تم تقديم فرضية فشل. تكشف تحقيقات SKF أن أوضاع فشل التكسير في أوضاع تحمل علبة التروس الحرجة تكون على الأرجح ذات منشأ على السطح أو بالقرب من السطح وأن تنتشر أكثر في المادة تحت تأثير عملية إعياء التآكل.

بسبب التعقيد الكبير لتوربينات الرياح بالإضافة إلى مواقع تحمل مختلفة للغاية والتي يمكن أن تتأثر ، فمن غير المحتمل أن يكون هناك سبب واحد فقط لجذر حالة التطبيق. ومع ذلك ، يمكن القول أنه يجب تجنب أي حالة تؤدي إلى اضطراب الحركة الحركية ، مثل مستويات الاهتزاز العالية والاحتكاك المنزلق العالي ، من أجل تقليل التآكل الجزئي والتوتر الشديد.

من أجل دعم صناعة الريح بشكل فعال ، تركز SKF كمصنع محامل على تعديلات المحامل التي تهدف إلى تقليل مخاطر فشل المحمل السابق لأوانه وزيادة قوة التحمل في ظل الظروف الخاصة لتطبيقات علبة التروس الهوائية. تأخذ إستراتيجية الحل في الاعتبار بشكل أساسي فرضية المقدمة ، ولكنها تتناول أيضًا النظريات الشائعة في WEC.

تم تأكيد معظم استراتيجيات الوقاية من الفشل بشكل إيجابي من خلال التحقيقات الداخلية والخبرة الميدانية من SKF. أهم إجراءات الوقاية من الفشل اليوم هي:

  • SKF الخاص التخميل

  • لتحقيق الاستقرار في المجهرية القريبة من السطح

  • لجعل المحمل أكثر مقاومة للهجوم الكيميائي والهيدروجين

  • للحد من الاحتكاك الجزئي تحت تحميل الذروة

  • لتحسين التشغيل

  • SKF من الفولاذ النظيف الخاص لأكثر المكونات توترًا

  • للحد أكثر من كمية الشوائب التي يمكن أن تعمل كمثير للتوتر في المادة أو على السطح

  • عملية تعزيز السطح العميق لـ SKF على أكثر المكونات توكيدا (النماذج الأولية)

  • للسماح بتكييف المكون (هز - التحميل الاسمي في الرياح معتدل نسبياً)

  • لزيادة المقاومة ضد بدء الكراك السطحي وانتشار الشقوق تحت السطح.

باختصار ، يمكن للحمل المعدل كما هو موضح أعلاه أن يقلل من حالات الفشل المبتسر ولكنه يحتاج إلى الدمج مع المزيد من التحسينات في التصميم الكلي في ضوء ظروف التطبيق الفعلية. لذلك ، يلزم التعاون بين جميع الشركاء في عملية التصميم ، ويجب استخدام أدوات الحساب المتقدمة لتحليل ظروف التشغيل لتحديد ظروف التشغيل الحرجة وللتخلص من العوامل الضارة المحتملة. يجب أن يؤدي التركيز القوي على اختبار المكونات إلى جانب الاختبارات الديناميكية بالحجم الحقيقي (على سبيل المثال ، في معاهد البحوث مثل NREL و NAREC و Fraunhofer وغيرها) إلى تمكين إعادة إنتاج ظروف التشغيل الضارة واختبار الحلول المحتملة.

Related Products