Đánh giá hư hỏng bong tróc rãnh lăn và nứt WEC ở vòng bi hộp số tuabin gió

Khi hộp số tuabin gió xuất hiện tiếng kêu bất thường, độ rung tăng, nhiệt độ ổ trục thay đổi hoặc dầu bôi trơn có mạt kim loại, vòng bi là bộ phận cần được kiểm tra.

Tuy nhiên, chỉ nhìn vào vết rỗ và bong tróc trên rãnh lăn chưa đủ để xác định nguyên nhân. Trong nhiều trường hợp, phần vật liệu mất trên bề mặt chỉ là giai đoạn cuối của mạng nứt đã phát triển từ bên trong thép vòng bi.

Bong tróc tại vùng chịu tải

Dạng hư hỏng dễ nhận thấy nhất là các mảng bong tróc, rỗ sâu và mất vật liệu trên rãnh lăn vòng trong. Hư hỏng thường tập trung tại vùng chịu tải của vòng bi hành tinh.

Nếu vết mòn không đều hoặc không song song với phương trục, cần xem xét khả năng con lăn bị nghiêng, trượt khi đi vào vùng tải hoặc tải phân bố lệch.

Nguyên nhân có thể liên quan đến sai lệch lắp ráp, biến dạng bệ đỡ, độ đảo của trục, khe hở không phù hợp hoặc màng dầu bôi trơn không ổn định.

Hư hỏng bắt đầu dưới bề mặt

Sau khi tháo vòng bi, cần kiểm tra riêng vùng bong tróc nặng, vùng hư hỏng nhẹ và vùng chưa thấy khuyết tật. Phân tích mặt cắt giúp nhận diện những tổn thương không thể phát hiện bằng quan sát bên ngoài.

Các dạng thường gặp gồm bao thể phi kim mất liên kết với nền thép, bao thể bị nứt, vi nứt lan vào nền thép, vùng biến đổi tổ chức trắng WEA dạng cánh bướm và mạng nứt trắng WEC.

Nhiều dạng hư hỏng có thể xuất hiện đồng thời, khiến phạm vi tổn thương lớn hơn diện tích bong tróc nhìn thấy trên rãnh lăn.

Bao thể MnS là điểm khởi phát vi nứt

Trong thép vòng bi có thể tồn tại các bao thể manganese sulfide, ký hiệu MnS. Bao thể không nhất thiết gây hỏng ngay, nhưng nguy cơ tăng khi liên kết giữa bao thể và nền thép không hoàn chỉnh, tạo thành khe hở nhỏ tại đầu hoặc dọc theo bao thể.

Dưới tải tiếp xúc lặp lại, ma sát và trượt cục bộ, khe hở trở thành vùng tập trung ứng suất. Bao thể có thể bị nứt; từ bề mặt tiếp giáp, vi nứt lan sang nền thép và hình thành vùng WEA.

Khi quan sát trên mặt cắt, WEA thường có hình dạng giống một hoặc hai cánh bướm kéo dài từ đầu bao thể.

Nứt WEC dẫn đến bong tróc rãnh lăn

White Etching Cracks – WEC là mạng nứt liên quan đến các vùng biến đổi tổ chức trắng trong thép vòng bi. Vi nứt có thể khởi phát quanh bao thể hoặc tại ranh giới giữa WEA với nền thép, sau đó liên kết và phát triển theo nhiều hướng.

Một số vết nứt lan gần như thẳng đứng về phía rãnh lăn. Khi mạng nứt tiến đến bề mặt, lớp vật liệu phía trên mất khả năng chịu tải và tách thành từng mảng.

Rãnh lăn bắt đầu rỗ, bong vảy và sinh mạt kim loại, làm độ rung cùng tiếng ồn tăng nhanh.

Nếu tiếp tục vận hành, mạt kim loại có thể tuần hoàn trong dầu, gây hư hỏng thứ cấp cho bánh răng, các vòng bi khác và hệ thống bôi trơn.

Khi đó, phạm vi sửa chữa có thể không còn giới hạn ở một vòng bi mà phải kiểm tra toàn bộ cấp bánh răng hành tinh.

Đánh giá hư hỏng phải tìm nguyên nhân gốc

Không nên chỉ thay vòng bi dựa trên dấu hiệu bong tróc. Quy trình đánh giá cần kết hợp dữ liệu rung, nhiệt độ, kết quả phân tích dầu, hình dạng mạt kim loại, vị trí vùng chịu tải, dấu tiếp xúc, độ đồng tâm, độ đảo, khe hở lắp ráp và tình trạng bệ đỡ.

Kết quả phân tích vật liệu phải được đối chiếu với lịch sử vận hành để xác định hư hỏng đến từ tải bất thường, trượt con lăn, thiếu bôi trơn, nhiễm bẩn, sai lệch lắp ráp hay sự kết hợp giữa khuyết tật vật liệu và điều kiện làm việc.

Nếu chỉ thay vòng bi mà chưa xử lý nguyên nhân gốc, hư hỏng có thể lặp lại trên vòng bi mới.

Việc đánh giá đúng cơ chế bong tróc và nứt WEC giúp doanh nghiệp lựa chọn phương án sửa chữa phù hợp, hạn chế thời gian dừng máy và tránh thay thế thiết bị không cần thiết.

Khảo sát và đánh giá hư hỏng vòng bi hộp số tuabin gió

VietSonic hỗ trợ khảo sát, đánh giá hư hỏng vòng bi và hộp số tuabin gió; phân tích cơ chế bong tróc rãnh lăn, WEA và nứt WEC; đồng thời đề xuất phương án kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế phù hợp với tình trạng thực tế.

Nếu thiết bị của Quý khách đang xuất hiện rung động bất thường, tiếng ồn, nhiệt độ tăng, mạt kim loại trong dầu hoặc vòng bi hư hỏng lặp lại sau thay thế, hãy liên hệ VietSonic để được tư vấn giải pháp kiểm tra phù hợp.

Công ty TNHH Thiết bị Siêu âm Việt Nam – VietSonic
📞 Điện thoại: 0938 49 33 66 – Mr. Hải
📧 Email: info.vietsonic@gmail.com
🌐 Website: vietsonic.vn