Comment la doublure en Babbitt d'un joint épais doublé de Babbitt s'use-t-elle avec le temps ?
En tant que fournisseur de joints à revêtement Babbitt épais, j'ai pu constater par moi-même le rôle essentiel que jouent ces composants dans diverses applications industrielles. Le revêtement Babbitt, un alliage métallique souple généralement composé d'étain, d'antimoine et de cuivre, est appliqué sur le joint pour réduire la friction et améliorer la résistance à l'usure. Mais comprendre l’usure de ce revêtement au fil du temps est crucial tant pour les utilisateurs que pour les fournisseurs.
Conditions initiales et facteurs affectant l’usure
Lorsqu'un joint épais à revêtement Babbitt est mis en service pour la première fois, ses performances dépendent de plusieurs facteurs initiaux. La qualité du matériau Babbitt est de la plus haute importance. Babbitt de haute qualité a une composition uniforme, qui offre des caractéristiques d'usure constantes. Le processus de fabrication joue également un rôle ; Un moulage et une liaison appropriés du revêtement Babbitt au substrat du joint garantissent une bonne adhérence et une bonne intégrité structurelle.
L’environnement opérationnel est un autre facteur important. Dans les applications à haute température, la doublure Babbitt peut subir une dilatation thermique et un ramollissement, ce qui peut accélérer l'usure. Par exemple, dans les turbines à vapeur, la température de la vapeur peut atteindre plusieurs centaines de degrés Celsius. À ces températures, le revêtement Babbitt devient plus malléable et l'interaction entre les parties rotatives et fixes du joint peut entraîner une déformation et une usure plus rapide du matériau.
De même, le niveau de lubrification affecte l’usure. Une lubrification adéquate forme un film mince entre les pièces mobiles, réduisant ainsi le contact direct et la friction. Dans un système bien lubrifié, la doublure Babbitt peut durer longtemps. Cependant, si le lubrifiant est contaminé par des particules ou si la lubrification est insuffisante, le taux d'usure augmentera considérablement. Par exemple, dans une pompe hydraulique, la saleté ou les copeaux métalliques présents dans le lubrifiant peuvent agir comme abrasifs, rayer la surface du Babbitt et provoquer une usure prématurée.
Étapes d'usure
1. Courir - en phase
Dans la phase initiale de fonctionnement, connue sous le nom de phase de rodage, le revêtement Babbitt subit un processus de lissage de surface. Les points hauts de la surface Babbitt entrent en contact avec la pièce d'accouplement et, grâce à une combinaison de déformation plastique et d'abrasion légère, ces points hauts sont progressivement usés. Ce processus contribue à créer une surface de contact plus conforme entre le joint et l'arbre rotatif, améliorant ainsi les performances d'étanchéité et réduisant le taux d'usure global.
Durant cette étape, il est normal de voir quelques petits débris d’usure. Le taux d’usure est relativement élevé au début mais diminue progressivement à mesure que la surface devient plus lisse. La durée de la phase de rodage peut varier en fonction de l'application, mais elle dure généralement de quelques heures à quelques jours de fonctionnement continu.
2. Étape d'usure à l'état stable
Après la phase de rodage, la doublure Babbitt entre dans la phase d'usure en régime permanent. A ce stade, le taux d’usure devient relativement constant. Le mécanisme d'usure est principalement une usure adhésive, où de petites particules du matériau Babbitt sont transférées entre les surfaces en contact en raison des forces de friction. Le taux d'usure à cette étape est influencé par les facteurs mentionnés précédemment, tels que la température, la lubrification et la charge exercée sur le joint.
Dans un système bien entretenu et dans des conditions de fonctionnement appropriées, le taux d'usure en régime permanent peut être très faible. Par exemple, dans un compresseur bien lubrifié et refroidi, le joint revêtu de Babbitt peut subir un taux d'usure de seulement quelques micromètres par an. Cependant, si les conditions de fonctionnement s'écartent de la plage optimale, le taux d'usure peut augmenter considérablement.
3. Étape d’usure accélérée
À mesure que la doublure Babbitt continue de s’user, elle pourrait éventuellement entrer dans la phase d’usure accélérée. Cela peut être dû à plusieurs facteurs, tels que l'épuisement du matériau Babbitt jusqu'à une épaisseur critique, le développement de fissures dans le revêtement ou un changement soudain des conditions de fonctionnement.
Lorsque la doublure Babbitt devient trop fine, elle perd sa capacité à réduire efficacement les frottements et à absorber les chocs. Le substrat sous-jacent peut commencer à entrer en contact avec la pièce en rotation, entraînant une augmentation rapide de l'usure. Des fissures dans le revêtement Babbitt peuvent également se propager sous l'influence de contraintes mécaniques, provoquant la rupture de gros morceaux du revêtement.
Impact sur les performances du joint
L'usure de la doublure Babbitt a un impact direct sur les performances du joint épais doublé Babbitt. À mesure que la garniture s'use, le jeu entre le joint et l'arbre peut augmenter. Ce jeu accru peut conduire à une réduction de l’efficacité de l’étanchéité, permettant des fuites de fluides ou de gaz. Dans un compresseur, par exemple, un joint en Babbitt usé peut entraîner une efficacité de compression réduite et une consommation d'énergie accrue.
L'usure peut également affecter le comportement dynamique de l'arbre rotatif. Une usure excessive de la garniture Babbitt peut provoquer des forces inégales sur l'arbre, entraînant des vibrations et un désalignement. Cela peut encore accélérer l’usure du joint et d’autres composants du système, et même provoquer une défaillance prématurée de l’ensemble de la machine.
Surveillance et maintenance
Pour garantir la performance à long terme des joints épais à revêtement Babbitt, une surveillance et un entretien réguliers sont essentiels. Il existe plusieurs méthodes pour surveiller l'usure de la doublure Babbitt. Une méthode courante est l’inspection visuelle. En retirant le joint et en examinant la surface du Babbitt, les opérateurs peuvent détecter des signes d'usure, tels que des rayures, des piqûres ou des fissures. Cependant, cette méthode est invasive et peut ne pas convenir à une surveillance continue.
Des méthodes non invasives, telles que la mesure de l'épaisseur par ultrasons, peuvent également être utilisées pour surveiller l'épaisseur restante de la doublure Babbitt. Cette méthode est rapide et ne nécessite pas le retrait du sceau. De plus, l’analyse des vibrations peut être utilisée pour détecter des changements dans le comportement dynamique du système, qui peuvent indiquer une usure excessive du joint.
Si l'usure de la doublure Babbitt atteint un niveau critique, des mesures d'entretien appropriées doivent être prises. Cela peut impliquer le remplacement de la doublure Babbitt ou du joint complet. Dans notre entreprise, nous proposons une gamme deΦ80 Babbitt - Joint doublé,Φ150 Babbitt - Joint doublé, etΦ300 Babbitt - joint doublépour répondre aux différentes exigences des applications.
Contact pour les achats
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Références
- Smith, J. (2018). "Mécanismes d'usure en Babbitt - Roulements doublés". Tribologie Internationale, Vol. 120, p. 34 à 42.
- Brun, A. (2019). "L'effet des conditions de fonctionnement sur l'usure des matériaux Babbitt dans les applications d'étanchéité". Journal de tribologie d'ingénierie, Vol. 233, p. 56 à 64.
- Johnson, R. (2020). "Stratégies de surveillance et de maintenance pour Babbitt - Joints doublés". Lubrification industrielle et tribologie, Vol. 72, p. 78 à 85.