鉆井設備軸承損壞形式與故障檢測研究

茍學寧 代雷

【摘 ?要】軸承是鉆井設備正常操作不可或缺的基本部件之一，軸承的運行狀態直接影響主發動機的正常運作，并且會影響鉆井的深度和鉆井的安全性。軸承故障或軸承損傷是機器修理的主要原因，為了向行業提供一些參考資料，本文將介紹鉆井裝置軸承的損傷形態和故障檢測方法。

【關鍵詞】鉆井設備;軸承損壞;故障檢測技術

由于鉆井裝置多在嚴酷的工作條件下運作，所有形式的軸承都有可能受損。因此，如何能在短時間內查明軸承故障的原因，根據故障原因采取相應的解決策略，對于提高鉆探裝置的操作可靠性，延長裝置的使用時間，減少維護，改善經濟利益性是非常重要的。

一、鉆井設備軸承常見的損壞形式

據相關資料表明，目前軸承的損壞主要有軸承內側和外側的軌道磨損嚴重且腐蝕、磨損不良、腐蝕屏障、軸承軌道或擋板有缺陷、軸承軌道一側的屏障位置的剝離、軸承燒損等幾種形式。

1.1軸承內側和外側的軌道磨損嚴重且腐蝕

這種現象的主要原因是應力和材料疲勞交替重復導致薄板表面的破損。接觸疲勞破壞的一般形態是軸承疲勞的剝離、軸承滾柱和軌道表面的侵蝕或剝離。嚴重的情況下，可以深層次消除接觸疲勞破壞的疲勞源，如果對軸承施加過度的沖擊荷重、靜荷重、熱變形等附加荷重，或者硬度高的異物侵入，軸面會松弛或卡住[1]。因此，滾動軸承在運作中會產生劇烈的振動和噪音，另外，根據沖擊負荷的不同，如果軸面進一步出現凹槽，附近的軸面可能會進一步剝落。

1.2磨損不良

大部分鉆井裝置在風沙嚴酷的工作環境中工作，因此難以避免雜質從潤滑油混合到內軸承，由于工作面的相對運動和軸承接觸面之間的硬砂或硬異物或金屬表面的擠壓，軸承的工作面可能會產生一些偏差。

1.3腐蝕屏障

鉆井裝置的工作條件非常復雜。在發掘過程中，水、泥泵等腐蝕性介質的接觸，以及土壤中化學泥、酸、堿等腐蝕性藥物的接觸是不可避免的，進入滴定管泵軸承后，軸承會生銹腐蝕，泥進入大型連桿軸承內，從而損傷了軸承。

1.4軸承軌道或擋板有缺陷

軸承軌道故障的主要原因是軸承自身的缺陷，過載沖擊負荷導致軸承脆化，或異物侵入軸承造成的損傷。這個故障在沖擊振動大的零件上經常能看到，由于水龍頭的耐久性，連接桿軸承和十字頭軸承的桿泵過重，造成軌道裂痕[2]。

1.5軸承軌道一側的屏障位置的剝離

軸承的側面邊界位置的剝離主要反映在軸承軌道和擋板邊緣之間的嚴密接合處。在組裝過程中，確認軸承是否安裝在指定位置，或將外圈從右側的軸承外輪變更為間隙，當軸承過載時，會修正過載的力度。

1.6軸承燒損

由于潤滑不良和潤滑油不符合要求，軸承的間隙調整過小，軸承在運作中會急速加熱。由于高溫，軸面僅幾分鐘就燒透了，軸承內部的滑動軌道趕不上時，軸會被粘合，軸承的可動體和保持架將會飛出。結合是金屬從一個表面到另一個表面的結合，在潤滑不良、高速、高負荷的狀態下，滾動軸承部件在非常短的時間內會變得非常高溫，可能會引起表面損傷。

二、鉆井設備軸承常見故障的檢測

關于軸承設備的維護管理，隨著軸承壽命的延長，越來越重要的是要注意軸承的運轉狀態的檢查和防止軸承的運轉管理的維護計劃。現在市場上有很多可以使用監控軸承品質的機器的系統，但是這些機器大部分都是基于振動測量，并不是所有軸承機器都適合用這些機器來檢查。在日常工作中，應注意軸承的溫度，傾聽軸承的噪音，接觸軸承的振動，最大限度地活用相關的維護人員。

2.1通過聲音確認軸承是否存在損傷

聽覺方法是通過聽覺識別不規則運動的一般方法。這種方法被經驗豐富的維修人員廣泛使用，如使用電子聽診器和機械聽診器來分析軸承噪聲。軸承在良好的狀態下運行，一般來說聲音比較低沌，如果出現深音、尖銳、刺耳或其他不規則的聲音，表示軸承在工作狀態差，此外在軸承間隙中潤滑不良時，軸承凹槽可能會引振動，發出流暢而清晰的聲音[1]。安裝過程中發生滾柱損傷時，軸承會產生運動噪聲，這個通常根據軸承的運轉速度而不同，軸承運行過程中如果發生斷斷續續的異響，軸承的旋轉部可能會損壞，多數情況下，損傷的表面會被壓扁，產生噪音，在日常的生產作業中，雖然可以通過聽力判斷軸承的損傷，但通常也需要及時的更換軸承，因此建議使用這種電子監控方法來進行實際的軸承故障檢測。

2.2通過觸摸識別

軸承的溫度也是判斷軸承是否故障的重要指標，運作過程中軸承溫度過高時，表示軸承處于異常狀態，另一方面，高溫也會影響軸承內部潤滑劑的使用年限。軸承在高溫下長時間工作的話，軸承的壽命就會大幅縮短。在實際生產中，軸承的潤滑不足、過渡潤滑、潤滑劑中的雜質、過大的運轉負荷、不充分的運轉間隙等容易成為軸承損傷的原因。軸承的溫度過高的話，軸承的正常運作壽命就會大幅縮短，此時，必須注意長期持續監測軸承的工作溫度，在實際的檢測作業中，使用溫度測試儀可以正確測量各軸承組件的溫度，無論是軸承本身還是其他重要的部件，在軸承的運作條件不穩定的情況下，這些部件的溫度會發生很大的變化，軸承可能會發生故障。此外，對于一些重要的軸承組成部件，由于它們的損傷可能會對機器的制造安全造成嚴重威脅，所以最好在這些軸承上安裝溫度檢測器，一般來說，軸承經過充分潤滑后才被繼續運作，軸承也會表現出正常的溫度上升，這個通常持續1天或2天，這個正常的軸承溫度上升不會影響軸承的正常運作。

2.3根據軸承的工作溫度進行識別

軸承的潤滑狀態良好，可以完全隔離碎片和濕氣，不磨損油封。但是，在軸承檢查作業中，需要目視檢查后部軸承箱內的軸承，特別是接近軸承狀態的油封，沿著軸的高溫液體逐漸滲透到內軸承中，腐蝕性液體和氣體必須適當防止，但必須提供適當的油和潤滑脂保護環和密封件，確保軸承受應有的保護[2]。

三、小結

在鉆井裝置的日常維護中，軸承的修理是重要的檢查內容，大修的品質會直接影響一定時間后軸承的壽命。因此，在完成軸承的保養作業時，請學習軸承故障維護方法的一般使用方法，理解其原因，采取相應的對策，有效地消除各種軸承的故障，確保鉆井設備更加安全和高效地使用。

參考文獻：

[1]陳山鵬，彭惠民. 旋轉機械軸承損傷的振動及其診斷方法[J]. 國外機車車輛工藝，2017（06）：45-47.

[2]左亮.滾動軸承熱軸的故障檢查和判斷[J]. 中小企業管理與科技（中旬刊），2016（02）：67-68.