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Mar 08, 2024

23.08.2023 SMB Bearings Ltd

Keramiklager bieten Korrosionsbeständigkeit in Umgebungen, in denen Stahl dies nicht kann

Unterwasseranwendungen sind durch ständig raue Bedingungen und extreme Umgebungen gekennzeichnet. In Meeresumgebungen umfassen verschiedene Anwendungen Propellerwellen und Komponenten für Unterwasserroboter und Telekommunikationssysteme. Bei Vorhandensein von Wasser, Salz und rauen Elementen reicht es jedoch nicht aus, einfach ein beliebiges Lager auszuwählen— Für optimale Leistung und Haltbarkeit ist es entscheidend, das richtige Modell zu wählen.Hier Chris Johnson, Geschäftsführer eines SpeziallagerlieferantenSMB-Lager,untersucht das Potenzial von Keramiklagern in Meeresumgebungen.

Die Weltkorrosionsorganisation hat berichtet, dass sich die globalen jährlichen Korrosionskosten auf unglaubliche 2,2 Billionen US-Dollar belaufen, was mehr als 3 Prozent des weltweiten Bruttoinlandsprodukts (BIP) entspricht. Wenn bei einem Lager in einer Unterwasser-Industrieanwendung Korrosion auftritt, löst dies eine Reihe schädlicher Auswirkungen aus.

Erstens beschleunigt die Korrosion den Verschleiß der Laufbahnen, Wälzkörper und Käfige des Lagers. Dieser erhöhte Verschleiß, gepaart mit der beeinträchtigten Oberflächenintegrität, erhöht die Anfälligkeit des Lagers für das Eindringen von abrasiven Partikeln und Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen können den Verschleiß und die Schäden an kritischen Komponenten wie Dichtungen, Zahnrädern und anderen Lagern weiter verstärken, was letztendlich zu weiteren Ausfällen sowie erhöhten Wartungs- und Austauschkosten führt.

Ein schnelles Eingreifen und der Einsatz korrosionsbeständiger Lager sind von entscheidender Bedeutung, um diese Risiken zu mindern und die Integrität und Langlebigkeit der Unterwasserausrüstung sicherzustellen.

Die Lebensdauer eines Lagers kann je nach Materialzusammensetzung erheblich beeinträchtigt werden, wenn es vollständig eingetaucht ist. Nehmen Sie als Beispiel Edelstahllager der Güteklasse 440. Während sie eine hohe Beständigkeit gegenüber Süßwasser und schwachen Chemikalien aufweisen, neigen sie zu schneller Korrosion, wenn sie Salzwasser ausgesetzt oder vollständig in Wasser eingetaucht sind.

Lager aus rostfreiem Stahl der Güteklasse 440 können der korrosiven Natur dieser Umgebungen selbst mit äußerem Schutz wie Passivierung nur schwer standhalten, was zu einer verminderten Leistung und einem vorzeitigen Ausfall führt.

Bei der Passivierung handelt es sich um einen Metallveredelungsprozess, bei dem Salpetersäure oder Zitronensäure verwendet wird, um freies Eisen von der Oberfläche zu entfernen. Durch diese chemische Behandlung entsteht eine schützende Oxidschicht, die die Wahrscheinlichkeit chemischer Reaktionen mit der Luft verringert und Korrosion verhindert. In einer Meeresumgebung korrodiert das passivierte Metall jedoch ohne Schutz vor Witterungseinflüssen. Welches Material ist also ideal für Unterwasseranwendungen?

Keramiklager eignen sich hervorragend für korrosive Umgebungen, auch wenn die Anschaffungskosten möglicherweise höher sind. Keramiklager, wie z. B. Si3N4-Lager, reagieren nicht mit Salzwasser und vielen aggressiven Chemikalien, was zu einer gleichbleibenden Leistung führt, selbst wenn sie dauerhaft untergetaucht sind. Diese Eigenschaft bietet Unterwasserbetreibern eine zuverlässige Lagerlösung, die die betriebliche Effizienz steigert und Ausfallzeiten im Zusammenhang mit Wartung und Austausch reduziert.

Reduzierte Reibung und Verschleiß

Keramiklager bieten im Vergleich zu ihren Gegenstücken aus Stahl deutlich niedrigere Reibungskoeffizienten, was zu einem geringeren Energieverbrauch, einer verbesserten Gesamtsystemeffizienz und einer längeren Lebensdauer führt.

Die Materialien Zirkonoxid (ZrO2) und Siliziumnitrid (Si3N4) für Keramiklager weisen beide eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Da diese Materialien einen niedrigen Reibungskoeffizienten haben, können sie bei Anwendungen mit niedrigeren Geschwindigkeiten sogar ohne Schmierung eingesetzt werden. Die außergewöhnliche Härte keramischer Materialien trägt außerdem zu geringeren Verschleißraten bei, wodurch die Lebensdauer des Lagers verlängert und Ausfallzeiten für Wartung und Austausch reduziert werden.

Beständigkeit gegen Schmutz und Verunreinigungen

In Unterwasserumgebungen sind Lager oft der Gefahr von Schmutz, Sand und anderen Verunreinigungen ausgesetzt. Herkömmliche Stahllager unterliegen unter solchen Bedingungen einem beschleunigten Verschleiß und Ausfall.

Aufgrund ihrer viel größeren Härte weisen Keramiklager einen verbesserten Widerstand gegen das Eindringen von Partikeln auf. Um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, sollte jedoch darauf geachtet werden, das Eindringen von Verunreinigungen in das Lager zu verhindern. Diese Funktion verringert das Ausfallrisiko und erhöht die Haltbarkeit der Unterwasserausrüstung.

Nichtmagnetische Eigenschaften

Bei Anwendungen wie Unterwasser-Telekommunikationssystemen ist die Wahl des Lagers von entscheidender Bedeutung, um eine zuverlässige und effiziente Signalübertragung über Unterwasser-Glasfaserkabel sicherzustellen. Keramiklager bieten in diesem Zusammenhang erhebliche Vorteile und sind daher eine ideale Wahl.

Einer der Hauptvorteile von Keramiklagern sind ihre nichtmagnetischen Eigenschaften, die eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung elektromagnetischer Störungen bei der Signalübertragung spielen. Da Unterwasser-Telekommunikationssysteme auf eine präzise Datenübertragung über weite Entfernungen angewiesen sind, könnte jede magnetische Interferenz zu Signalstörungen und Datenverlust führen.

Durch die Verwendung nichtmagnetischer Keramiklager können diese Systeme die Integrität ihrer Signalübertragung aufrechterhalten, eine unterbrechungsfreie Kommunikation zwischen Kontinenten gewährleisten und die Gesamtzuverlässigkeit und Leistung von Unterwasser-Telekommunikationsnetzen verbessern.

Die Vollkeramiklager von SMB Bearing aus Zirkonoxid oder Siliziumnitrid mit PEEK-Käfigen und -Dichtungen bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bei Schiffsanwendungen. Da Keramiklager nicht durch Meerwasser beeinträchtigt werden, können sie in Meeresumgebungen eingesetzt werden, wo sie dauerhaft untergetaucht sind und höheren Belastungen standhalten.

Keramiklager werden hauptsächlich in Umgebungen eingesetzt, die für Stahllager zu aggressiv sind und in denen aufgrund der spröden Beschaffenheit von Keramik keine starken Stoßbelastungen zu erwarten sind. SMB Bearings ZrO2-Lager besitzen mehrere vorteilhafte Eigenschaften. Sie sind nicht magnetisch und nicht leitend und eignen sich daher für verschiedene Anwendungen.

Darüber hinaus weisen sie eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien auf. Ihre Wasserbeständigkeit verbessert ihre Eignung für Marineanwendungen weiter, insbesondere in Situationen, in denen sie vollständig untergetaucht sind oder in denen die Belastung oder Geschwindigkeit die Fähigkeiten von 316-Lagern in Marinequalität übersteigt.

Da Korrosion mit hohen Kosten verbunden ist und zu Lagerverschleiß führen kann, kann die frühzeitige Auswahl des am besten geeigneten Lagermaterials Unterwasserbetreibern dabei helfen, Ausfallzeiten, ungeplante Nacharbeiten und kostspielige Ersatzteile zu vermeiden. Die Investition in Keramiklager, die vollständig korrosionsbeständig sind und eine lange Lebensdauer haben, trägt dazu bei, Störungen bei der Anwendung zu vermeiden und einen stabilen Arbeitsablauf aufrechtzuerhalten.

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