在风力应用中使用黑色氧化轴承的好处

在运行过程中，风力涡轮机要承受各种不同的温度、风速和载荷。这些操作条件，再加上固体污染和油化学和水污染引起的摩擦化学侵蚀的潜在有害影响，可能导致轴承损坏，这将大大缩短轴承的使用寿命。

防止这些故障的要求之一是卓越的表面性能，有利于磨合过程，耐腐蚀并且对来自腐蚀性润滑剂化学物质的不利反应保持惰性。

黑色氧化物是通过轴承钢表层的化学反应形成的表面处理，当零件浸入在大约 130 至 150 °C 温度下运行的碱性盐水溶液中时产生。铁合金中的铁与试剂之间的反应在轴承部件的外层产生氧化层，由明确的 FeO、Fe 2 O 3混合物和生成的 Fe 3 O 4组成. 结果是厚度约为 1-2 μm 的深黑色表面层。整个过程有大约 15 个不同的浸入步骤组成，其中许多步骤可以改变罐内的化学成分、浓度、温度、浸入时间和流体行为。

此处仅总结黑色氧化对风能行业最相关的有益影响。它们被简要描述为三个类别，并展示了黑色氧化如何有助于降低每种故障机制后的风险。

在某些风力涡轮机传动系统中，风力齿轮箱轴承可能会由于裂纹、剥落或不规则的白色蚀刻裂纹 (WEC) 而过早失效。WEC 是指抛光和蚀刻显微截面时改变的钢微观结构的外观。在风力齿轮箱设计中的多个轴承位置可以发现故障，例如行星轴承、中间轴和高速轴轴承。

由于 WEC 导致的故障发生在风能行业内得到广泛讨论，并且正在由风力涡轮机制造商、齿轮箱制造商和轴承供应商以及大学和独立机构进行独立调查。当前的许多假设都集中在与地表相关的问题上，例如氢渗透和与地下夹杂物的相互作用或与地表操作相关的纯应力/摩擦力学发展。

根据正在进行的调查和文献资料，不同的机制有助于降低 WEC 失败的风险，例如：

（1）、减少摩擦和化学侵蚀 （“钝化”）

（2）、减少氢扩散到轴承钢中 （“钝化”）

（3）、腐蚀保护

（4）、滚道微观结构的稳定。