【實(shí)例】九星絕緣軸承完美解決了電動(dòng)機(jī)軸電流腐蝕的問題

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摘要：本文對(duì)某電廠幾臺(tái)鍋爐二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承的損壞事故進(jìn)行了分析，論述了電動(dòng)機(jī)軸電流產(chǎn)生的原因及對(duì)軸承的損害，介紹了如何防止電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生軸電流，采取具體應(yīng)對(duì)措施消除軸電流，取得了良好的效果。
( x2 f1 u6 G6 g# O) F某電廠裝機(jī)兩臺(tái)200MW循環(huán)流化床空冷燃煤發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)鍋爐配備兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)自投運(yùn)以來頻繁發(fā)生電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)大，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大等問題，不得已多次更換電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端軸承，但運(yùn)行不到3個(gè)月就發(fā)生重復(fù)的故障。最終經(jīng)分析確認(rèn)為軸電流導(dǎo)致的軸承損壞，給電動(dòng)機(jī)更換九星電絕緣軸承后，徹底解決了這個(gè)問題。
電機(jī)軸承損壞現(xiàn)象和原因分析
滾動(dòng)軸承在中小型電動(dòng)機(jī)中普遍使用，主要原因是滾動(dòng)軸承維護(hù)方便、運(yùn)行可靠。但軸電流對(duì)滾動(dòng)軸承的損害很大，只要有軸電流存在，就會(huì)對(duì)滾動(dòng)軸承的使用壽命造成影響。
該電廠鍋爐二次風(fēng)機(jī)電機(jī)為YKK560-4型高壓電動(dòng)機(jī)，定位軸承為單列深溝球軸承6232/C3，非軸伸端軸承為單圓柱滾子軸承NU232ECM/C3。
一直以來，#1、2鍋爐四臺(tái)二次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承頻繁出現(xiàn)軸承振動(dòng)大、溫度高的異常現(xiàn)象，運(yùn)行中測(cè)量軸伸端軸承振動(dòng)X向達(dá)13mm/s以上，Y向達(dá)9mm/s以上，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中噪音較大，軸承運(yùn)行也有較大異音。
0 E/ i: o" J- G5 |前兩次異常發(fā)生后，經(jīng)停機(jī)解體檢查，電機(jī)非軸伸端軸承銅合金支架磨損嚴(yán)重?cái)嗔褤p壞，軸伸端NU232內(nèi)套半邊現(xiàn)搓板狀，6232軸承游隙較大約40s。技術(shù)部分析故障原因可能是：1、風(fēng)機(jī)風(fēng)葉圓周運(yùn)轉(zhuǎn)偏心，電機(jī)非軸伸端外圈軸線相對(duì)偏斜。推力軸承應(yīng)力集中，銅合金滾柱支架摩擦產(chǎn)生高溫。膨脹不均勻；2、軸承質(zhì)量不好；3、對(duì)輪中心存在不同心，偏差大，導(dǎo)致電機(jī)軸承受力不均。
為此，某電廠更換了電機(jī)軸承的供應(yīng)商，從某地區(qū)授權(quán)代理商中采購備品軸承，全部更換電機(jī)軸伸端和非軸伸端軸承三盤軸承，檢修完成試轉(zhuǎn)，剛加入運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、聲音、溫度表現(xiàn)正常，兩側(cè)軸承振動(dòng)均小于3mm/s，達(dá)到優(yōu)良水平。
但運(yùn)行一段時(shí)間（一至兩個(gè)月）后，軸承振動(dòng)逐步增大，異音逐步增大。直到振動(dòng)超標(biāo)，不得不停下來再次更換軸承。如此反復(fù)幾次，發(fā)現(xiàn)幾次軸承損壞的表現(xiàn)基本一致，即電機(jī)兩側(cè)支持軸承NU232出現(xiàn)內(nèi)跑道搓板狀條紋，且軸承游隙變大。經(jīng)查閱資料，就此問題咨詢我們九星絕緣軸承技術(shù)部，九星判斷這種損壞現(xiàn)象是典型的過電流腐蝕引起軸承損壞，故障圖片與九星廠家提供的典型軸承損壞故障圖像完全一致。
因此，某電廠購置了漏電檢測(cè)筆，對(duì)運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)兩側(cè)軸承進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。靠近電機(jī)軸承就可以檢測(cè)到軸承的放電現(xiàn)象，這種放電現(xiàn)象就是電機(jī)軸電壓通過電機(jī)的軸承對(duì)地放電而引起的，它會(huì)造成滾動(dòng)體和軸承跑道表面出現(xiàn)電腐蝕，潤(rùn)滑脂降解，從而引起軸承故障，振動(dòng)增大，噪音增大。
0 [8 j7 o( n% l4 U5 K2 B! L# _經(jīng)漏電筆檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)過軸承故障的二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承有明顯放電，1分鐘內(nèi)檢測(cè)到的最大放電次數(shù)多達(dá)120多次。而其他高壓電動(dòng)機(jī)均未檢測(cè)出軸電流的放電現(xiàn)象。這也進(jìn)一步證明了二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承損壞就是由于電機(jī)軸上的電壓通過軸承向地面釋放時(shí)引起軸電流，從而導(dǎo)致軸承電蝕、潤(rùn)滑脂降解和軸承的最終失效。
電動(dòng)機(jī)軸電流故障的特征
通過對(duì)某電廠軸承損壞事件的分析，我們也總結(jié)出了電動(dòng)機(jī)軸電流損壞軸承的特征。即：軸電流會(huì)在軸承內(nèi)外圈的跑道上形成許多搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對(duì)滾動(dòng)軸承破壞的特有特征。嚴(yán)重時(shí)，軸承的表面還會(huì)出現(xiàn)一些麻點(diǎn)及傷痕，甚至出現(xiàn)軸承表面裂紋。同時(shí)，由于軸承表面的損傷，使得軸承溫度出現(xiàn)較為明顯的上升，造成潤(rùn)滑油脂流出。
因此，對(duì)于使用滾動(dòng)軸承的大、中型電機(jī)，檢修過程中需要檢查軸承表面痕跡，判斷是否發(fā)生了軸電流損傷軸承的現(xiàn)象。
電動(dòng)機(jī)軸電流的產(chǎn)生
電動(dòng)機(jī)軸電流產(chǎn)生的原因是軸電壓。而軸電壓是通過電機(jī)軸的交變磁鏈產(chǎn)生的。產(chǎn)生軸電壓的原因主要是，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子槽、鐵心片之間的連接部分和供電電源不平衡造成的，進(jìn)而造成電動(dòng)機(jī)內(nèi)部磁通的不平衡。
3 ^: G/ l3 c) V) S% m軸電壓形成軸承電流有兩種基本途徑。一是由于分布電容的存在，使電動(dòng)機(jī)定子繞組和軸承形成一個(gè)電壓耦合回路，進(jìn)而耦合回路將軸電壓傳到大地，形成軸電流。二是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠和滾道之間不斷接觸，軸電壓超過軸承跑道與滾動(dòng)體之間的潤(rùn)滑油層擊穿電壓時(shí)，使得軸承內(nèi)外的滾道發(fā)生短路，軸電壓就會(huì)在軸承上形成很大的放電電流，也就是電火花加工電流，加工電流使得軸承跑道表面出現(xiàn)燒痕。
. o$ K0 _! J; z0 a" M消除軸電流損壞軸承的措施及實(shí)施效果
, T; {3 o' t& r8 b) _: ^# d為了有效消除軸電流損壞軸承的現(xiàn)象。某電廠采取的辦法是采用九星電絕緣軸承，切斷軸電流的形成回路。為此，某電廠在九星軸承科技有限公司訂制了電絕緣軸承，對(duì)驅(qū)動(dòng)端的軸承進(jìn)行更換。
更換四臺(tái)二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)非軸伸端軸承為絕緣軸承后，運(yùn)行中電廠人員繼續(xù)采取加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，采用漏電檢測(cè)筆對(duì)四臺(tái)電動(dòng)機(jī)每周進(jìn)行定期檢測(cè)，再未測(cè)出軸承過電流的現(xiàn)象。
8 D/ [; b; q" ?2 d2 \# n$ ~$ D四臺(tái)電機(jī)使用九星電絕緣軸承后，均運(yùn)行正常，電機(jī)振動(dòng)小于3mm/s，軸承溫度小于60℃。運(yùn)行一個(gè)小修周期后，打開檢查發(fā)現(xiàn)軸承完好，表面光滑，潤(rùn)滑油脂狀態(tài)良好。
, r4 C. v- T* N4 t. ^1 X# S為了有效消除軸電流對(duì)軸承的損壞現(xiàn)象，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可采用九星電絕緣軸承。通過以上案例，九星希望為相同類型電動(dòng)機(jī)軸承腐蝕故障的預(yù)防和處理提供一定的幫助