在依赖过程泵的工业中，水以自由水、蒸汽或空气中的湿度的形式是一种普遍的BETVICTOR体育官网污染物。水不仅会导致生锈和腐蚀，而且还会导致油膜强度降低，导致整体润滑条件差，可使轴承的预期寿命降低50%。因此，在轴承座中保持低水平的水分和湿度对泵的整体寿命至关重要。
为什么水如此有影响力?
大多数泵使BETVICTOR体育官网用滚动轴承。在元件轴承中，轴承滚道与旋转元件的分离是由于弹性流体动力润滑(EHL)而发生的。在EHL条件下，困在运动元件和滚道之间的油承受极高的局部压力，通常在每平方英寸数十万磅(psi)的范围内。在这些压力下，由于油的压力-粘度系数，油的粘度会迅速增加。这种粘度的增加导致配合轴承表面弹性变形。因此，这将负载分布在更宽的表面区域。如果载荷区存在任何水，则会影响弹性水动力油膜，在某些情况下，会引起水的闪变汽化。
水和油一定要混合
虽然传统观点认为，水等极性流体不会与油等非极性流体混合，但在泵油和其他润滑剂中，油和水可以在一定条件下混合。当水和油混合时，水可以存在于三个不同的阶段:溶解、乳化和游离。溶解水是指在分子水平上分散在整个油中的水。所有的油都会在溶解阶段保留一定量的水。即使油中有水，具有溶解水分的油也会显得清澈明亮。溶解水的数量取决于油的种类、温度和流体的状况。
大多数泵油在工作温度下将保持在100 - 150ppm(每容积0.01% - 0.015% [v/v])之间。一旦超过这个浓度，油被水分饱和，额外的水将以自由水的形式存在，坐在轴承座底部或乳化，导致油出现乳白色或朦胧。虽然所有形式的水分都对轴承有害，但自由和乳化水是最有害的。
图1显示了轴承寿命作为油中水浓度函数的实证研究结果1为标准矿物为基础的国际标准组织粘度等级(ISO VG) 68防锈和氧化(R&O)抑制泵液。根据这条曲线，任意设置油中水浓度为100 ppm作为100%轴承寿命的基线，可以看到，一旦水浓度超过油的饱和点，轴承寿命就会显著降低。事实上，只有300ppm，相当于10升(L)油底壳中的3毫升(ml)，轴承的预期寿命减少了一半。
水和其他污染物对泵寿命的影响是众所周知的，也是轴承隔离器成为许多美国国家标准协会(ANSI)和美国石油协会(API)泵标准的主要原因。BETVICTOR体育官网现代轴承隔振器可同时提供动态和静态密封，已被证明可以有效提高泵的使用寿命。然而，研究表明，使用轴承隔离器并不能完全消除水对泵寿命的影响。
造成这种现象的原因是水和潮湿空气相互作用的方式——这一效应可以用亨利定律来解释。亨利定律指出，在恒定温度下，溶解在每种类型和体积的液体(油)中的特定气体(水蒸气)的量与该气体与该液体平衡时的分压成正比。换句话说，如果油上方的空气相对湿度为60%，那么油也会达到60%的饱和状态，这意味着水的浓度为60 - 100ppm。图2显示了空气湿度如何影响相同ISO VG 68 R&O流体中的水浓度。图2中的推断很清楚:将泵油暴露在较高的环境湿度中会导致更高的油中水浓度，有效地降低轴承的预期寿命。
为了研究环境湿度对泵顶空间湿度水平的影响，两台泵上安装了配备智能湿度传感器的干燥剂呼吸器。BETVICTOR体育官网密封一个呼吸器并移除硅胶干燥介质作为参考，而第二个呼吸器安装在轴承填充端口，允许硅胶对顶空间进行除湿。两个泵轴承座都配备了领先品牌的轴承隔离器。该测试于夏季在佛罗里达州中部进行，平均环境湿度为相对湿度的74%，白天的温度约为93华氏度(34摄氏度)。
研究结果如图3所示。如图所示，没有顶空保护的泵显示顶空湿度很高，相对湿度从50%到65%不等。有趣的是，湿度水平在24小时内波动，反映了白天/夜间温度波动对泵顶空间湿度的影响。相比之下，有硅胶保护的泵显示出较低的湿度，尽管条件与参考泵相同。根据这些数据，如图2所示的泵油饱和度图和如图1所示的相对轴承寿命预测，可以合理地得出结论，没有顶空湿度保护的泵轴承寿命可能会减少20%至40%。
哪些泵受影响BETVICTOR体育官网最大?
当泵间歇运行时，顶空湿度对泵寿命的影响可能最为明显。BETVICTOR体育官网由于相对湿度依赖于温度，在停止/启动模式下运行或长时间关闭的泵通常被发现完全饱和水分，这意味着轴承处BETVICTOR体育官网于被游离水或乳化水污染的油中。这在石化或炼油等过程工业中很普遍，在这些工业中，通常都有工作泵和备用泵。BETVICTOR体育官网在这种情况下，应优先考虑控制顶空湿度，以防止泵启动过程中出现意外故障。
顶部空间湿度
如何控制顶空湿度?
控制顶空湿度有三个步骤。
- 新油应预先过滤以去除颗粒和水分，并在不使用时储存在可重复密封的容器中。
- 安装轴承隔离器是在正常运行和关闭期间排除颗粒和总水分的一种策略。
- 使用与泵顶空间接触的硅胶干燥剂呼吸器将有助于降低顶空间湿度，这样做可以增加轴承寿命。
参考文献
R. E.坎特利ASLE交易第20卷。3.244 - 248年,1977年