Подшипники – ответственные компоненты оборудования, которые воспринимают нагрузку и выполняют передачу движения.

Подшипники довольно редко выходят из строя из-за контактной усталости при качении, а фактический срок их службы обычно превышает расчётный номинальный ресурс. Однако бывают случаи преждевременного выхода подшипников из строя при достижении 5–10 % от расчётного номинального ресурса.

Во многих случаях преждевременного выхода из строя характерной особенностью является наличие обширных сеток подповерхностных трещин, имеющих вид белого травления, которые называют белыми трещинами травления

Как правило, такие трещины распространяются до поверхности, вызывая выкрашивание дорожки качения, что обычно наблюдается у бывших в эксплуатации и впоследствии возвращённых компонентов редукторов ветряных турбин, автомобильных трансмиссий, генераторов и периферийных узлов, бумагоделательных машин и судовых энергетических установок.

В течение последних четырёх лет SKF активизировала научно-исследовательскую работу в отношении белых трещин травления для выяснения роли этого явления применительно к контактной усталости при качении подшипников, а также ускоренного усталостного изнашивания (преждевременного выкрашивания).

 В то время как эта проблема продолжает обсуждаться в материаловедении, результаты работы SKF уверенно подтверждают, что белые трещины травления появляются в конце цепи неисправностей как естественное следствие образования сетки трещин в подшипниках, преждевременно вышедших из строя.

Белые трещины травления рассматриваются скорее как признак неисправности, а не как основная причина усталостного разрушения.

Белые трещины травления

Белые трещины травления появляются в микроструктуре подшипниковой стали. Они характеризуются областями белого травления.

Под белым травлением понимаются белые следы изменения микроструктуры полированного и протравленного стального образца.

Материал соответствующих областей содержит слой сверхтонкого нанокристаллического безуглеродистого феррита, либо феррита с высокодисперсным распределением карбидных частиц.

Области белого травления формируются за счёт аморфизации поверхностей трещин вследствие трения при перекатывании тел качения. Эти области выглядят белыми под оптическим микроскопом по причине слабой реакции с травильным раствором.

 Области белого травления вокруг трещин на 10–50 % твёрже окружающей незатронутой микроструктуры.

Белые трещины травления – ускоренная усталость (преждевременное  выкрашивание)

Преждевременное выкрашивание (в отрасли широко известно как белые трещины травления) отличается от обычной контактной усталости подшипника при качении продолжительностью периода времени, в течение которого возникают различные события, предшествующие выкрашиванию.  

Вместе с тем, при сравнении с ресурсными испытаниями или обычной контактной усталостью при качении , преждевременные отказы зачастую связаны с возникновением трещин в нескольких местах/областях, как показывают результаты анализа выхода подшипников из строя.

Возникновение трещин в подшипниковой стали обусловлено различными причинами, а высокие напряжения и потеря прочности из-за внешних воздействий ускоряют этот процесс.

Величина напряжений, действующих на подшипники, может превышать номинальные значения. Примеры таких ситуаций:

• Кратковременные тяжёлые нагрузки из-за резких динамических или температурных воздействий становятся причиной структурных деформаций и связанного с ними сильного преднатяга, кромочных нагрузок и т. д.
• Структурные напряжения основного материала подшипника (например, вызванные отклонениями формы, перекосом или другими причинами) увеличивают общее напряжение материала .
• Возникновение повышенных напряжений, действующих на дорожках качения, может быть также обусловлено сложными трибологическими условиями в контакте качения (такими как, например, недостаточная толщина смазочной плёнки и/или условия проскальзывания) в сочетании с определёнными смазочными материалами.

Источник информации-Evolution-деловой и технический журнал фирмы SKF.