Habt ihr schon einmal etwas von Korrosion gehört? Korrosion wird nach ISO 15243 grundlegend in zwei Hauptformen unterteilt: Korrosion durch Feuchtigkeit und Reibkorrosion. Reibkorrosion lässt sich wiederum in Passungsrost (englisch: „Fretting Corrosion“), und Stillstandsmarkierungen (englisch: „False Brinelling“) unterteilen.
Die wohl geläufigste Art ist die Korrosion durch Feuchtigkeit. Diese entsteht als Folge einer chemischen Reaktion an einer metallischen Oberfläche und aufgrund des Vorhandenseins von Feuchtigkeit und/oder aggressiven Medien (beispielsweise Säuren). Mögliche Ursachen können zum Beispiel eine schlechte, feuchte Lagerung, eine unzureichende Verpackung oder ein mangelhafter Korrosionsschutz sein. Wälzlagerhersteller wie NTN geben daher Empfehlungen in ihren Katalogen für die richtige Lagerung von Wälzlagern. Außerdem kann ein Handling ohne Handschutz zu Korrosion führen (beispielsweise zu erkennen anhand von Fingerabdrücken auf dem Außenring).
Korrosion durch Feuchtigkeit
Korrosion durch Einwirkung von Feuchtigkeit tritt am häufigsten auf und entsteht nach Kontakt des Wälzlagers mit Feuchtigkeit oder aggressiven (chemischen) Elementen wie beispielsweise Säuren. Diese Art der Korrosion kann zum Beispiel aufgrund von zu hoher Luftfeuchtigkeit auftreten. So lässt es sich auch beobachten, dass ein Wälzlager bislang ohne Probleme lief und zum Beispiel nach einem längeren Stillstand Geräusche macht. In diesem Fall könnte das Schmiermittel Wasser aufgenommen haben, wodurch es aufgrund des Stillstands zu Korrosionsschäden kam.
Reibkorrosion
Reibkorrosion, übrigens auch Tribo-Korrosion oder Tribo-Oxidation genannt, lässt sich in zwei Unterarten einteilen: in Fretting Corrosion und False Brinelling. Auf diese beiden Arten wird nachfolgend eingegangen.
Der Ring eines Rillenkugellagers ist von Korrosion in Form von Rost betroffen – entstanden durch Eindringen korrosiver Medien wie Wasser ins Wälzlager.
1. Fretting Corrosion (Passungsrost)
Für „Fretting Corrosion“ findet man verschiedene Übersetzungen, wie „Kontaktkorrosion“, „Reibkorrosion“, „Passungsrost“ und auch „Stillstandsrost“. In Anlehnung an ISO 15243 und um die Lesbarkeit zu vereinfachen, wird nachfolgend das Wort „Passungsrost“ verwendet.
Im rechts dargestellten Bild kann man einen Innenring eines Kegelrollenlagers erkennen. Die schwarz-braune Spur bezeichnet man als Passungsrost. Ursache für die Entstehung des Passungsrostes waren Mikrogleitbewegungen zwischen der Welle und dem Innenring. Diese Mikrogleitbewegungen entstehen aufgrund von Schwingungen bzw. aufgrund von Lasten, die auf das Lager wirken, wodurch es zu einem Schlupf zwischen der Welle und auch dem Innenring kam. In Kombination mit Sauerstoff oxidieren die abgelösten Partikel. Die Folge kann ein Lagerschaden sein.
Natürlich lässt sich Passungsrost nicht nur am Innenring eines Wälzlagers, sondern auch am Außenring und an weiteren Maschinenelementen (zum Beispiel Welle-Nabe-Verbindungen etc.) finden. Im Falle von Wälzlagern muss geprüft werden, ob Faktoren wie die Oberflächengüte, Passungsqualität und Form- sowie Lagetoleranzen des Wälzlagersitzes den Qualitätsvorgaben des Wälzlagerherstellers entsprechen. Wenn diese unzureichend sind, können sie die Bildung von Passungsrost begünstigen.
2. False Brinelling (Stillstandsmarkierungen)
Für die zweite Form der Reibkorrosion, dem sogenannten „False Brinelling“, findet man ebenfalls wieder etliche Übersetzungsvarianten, zum Beispiel „Stillstandsmarkierungen“, „Riffelbildung“ oder auch „Muldenbildung“. Zur Vereinfachung wird im Folgenden nur ein Begriff, nämlich „Stillstandsmarkierung“, verwendet.
Stillstandsmarkierungen treten in den Wälzkontakten von Lagern auf. Verursacht werden diese durch Mikrobewegungen unter zyklischen Vibrationen. Je nach Intensität von Vibrationen, Lasten und Schmierbedingungen bilden sich Vertiefungen auf den Laufflächen. Des Weiteren verursachen diese Mikrobewegungen, dass der Schmierfilm aus dem Kontaktbereich verdrängt wird. Die ungeschützte Oberfläche kann nun korrodieren. Folglich können die entstandenen Partikel aus den korrodierten Bereichen zum abrasiven Verschleiß führen.
Prävention von Korrosion
Korrosion kann durch verschiedene Stellschrauben reduziert/verhindert werden. Nachfolgend sind ein paar Punkte aufgelistet:
Konstruktion
- Verbesserung der Dichtungseigenschaften
- Verwendung eines geeigneten Schmierstoffs (Korrosionsschutzadditive)
- Wälzlagersitz
- Richtige Oberflächengüte
- Passungsqualität und Form- sowie Lagetoleranzen entsprechend den Empfehlungen des Wälzlagerherstellers
Anlieferung/Lagerungsbedingungen
- VCI-Papier/Folie
- Richtige Temperatur und niedrige Luftfeuchtigkeit (siehe Lagerungsvorschriften des Wälzlagerherstellers)
Montage
- Tragen von Handschuhen
- Entnahme des Wälzlagers aus der Verpackung kurz vor der Montage
- Saubere Montageumgebung
Auslieferung
- Beseitigung von Vibrationsquellen
- Vorspannung der Lagerung, um Stillstandsmarkierungen zu verhindern
Im Betrieb
- Beseitigung von Vibrationsquellen bzw. kein Stillstand der Maschine
- Regelmäßige Prüfung des Schmierstoffs
- Einhaltung der Nachschmierfristen
- Tausch des Schmierstoffs
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