Оптимальный выбор подшипника продляет срок службы и повышает  производительность компрессора.

На протяжении последних десяти лет использование винтовых компрессоров в газодобывающей отрасли неуклонно растет. Это объясняется снижением давления в газоносных пластах на многих месторождениях по мере их выработки, что делает использование поршневых компрессоров экономически нецелесообразным. Сегодня винтовые компрессоры находят свое применение на месторождениях как высокосернистого, так и малосернистого газа. Они используются на устьях скважин для откачки природного газа из-под земли, а также на дожимных газокомпрессорных станциях газопроводов.

Вместе с ростом использования винтовых компрессоров все более пристальное внимание уделяется одной из главных деталей винтового компрессора – роликовому подшипнику. Подшипники играют ключевую роль в обеспечении производительности компрессора. С другой стороны, проблемы в работе подшипников вызывают снижение надежности работы компрессора. В наихудшем случае, они приводят к авариям, которые могут иметь катастрофические последствия для работы всей газодобывающей компании. Скважины и газоочистные станции зачастую находятся в отдаленных труднодоступных местах, что осложняет ремонтные работы и увеличивает затраты на их проведение.

В двухступенчатых винтовых компрессорах два винтовых ротора вращаются в противоположных направлениях внутри корпуса компрессора. На стороне всасывания газ втягивается в полость, образуемую между стенкой корпуса и двумя роторами. Во время вращения роторов размер полости уменьшается, за счет чего происходит сжатие и окончательное вытеснение газа.

Функция роликовых подшипников в винтовых компрессорах состоит в том, чтобы обеспечить точную радиальную и осевую ориентацию роторов компрессора и надлежащее восприятие испытываемых ротором нагрузок.

Обычно на стороне всасывания используют два цилиндрических роликоподшипника по числу роторов компрессора. Вторая пара цилиндрических роликоподшипников устанавливается на стороне выхода. В некоторых типах компрессоров в качестве радиальной опоры используют подшипники скольжения, а на стороне выхода устанавливают два или несколько упорных подшипников, которые воспринимают только осевые нагрузки.

По мере сжатия газа его температура возрастает. Масло, вводимое в полость сжатия, служит для смазывания винтов, герметизации путей утечки и охлаждения газа. По окончании процесса сжатия маслогазовая смесь поступает в сепаратор, где происходит отделение масла от газа, после чего масло возвращается в систему и используется для смазывания и охлаждения подшипников.

Используемое масло должно обладать соответствующей вязкостью и не должно содержать присадок, вызывающих образование водяной эмульсии.

Природный газ также содержит твердые частицы, которые могут стать причиной повреждения подшипников и других деталей.

Сернистый газ, содержащий сероводород, представляет особо трудную задачу. Закаленная сталь и материалы, имеющие остаточные напряжения, подвержены трещинообразованию в усло- виях сернистой среды. Помимо этого, сероводород способен смешиваться с водой и образовывать серную кислоту, которая вызывает коррозию.

Во избежание повреждений в результате трещинообразования в условиях сернистой среды, сепараторы подшипников должны изготавливаться из ненапряженных материалов.

Полиамидные сепараторы, изготавливаемые из армированного стекловолокном полимера, являются одним из возможных решений. Эти сепараторы успешно применяются в подшипниках, работающих в условиях высоко сернистой среды при температурах до +70 °C. Однако более высокие температуры вызывают ускоренное старение полиамида. В настоящее время предлагается новое решение – сепараторы из полимерного материала РЕЕК, который обладает прекрасной термостойкостью и сопротивлением старению.

Традиционно специалисты газовой отрасли предпочитают не использовать латунь и другие цветные металлы для изготовления деталей компрессоров и оборудования газопроводов из-за трещинообразования в условиях сернистой среды.

Как правило, пользователи компрессоров останавливают свой выбор на механически обработанных стальных сепараторах. Несмотря на то, что механически обработанная сталь не подвержена трещинообразованию, существует еще больший риск разма зывания металла между карманами сепаратора и телами качения, особенно в условиях недостаточного смазывания. С появлением таких материалов как PEEK и механически обработанная латунь дальнейшее использование механически обработанных стальных сепараторов лишено каких-либо оснований.

SKF провела исследования эффективности использования специальных защитных покрытий для подшипниковых сталей в условиях высокосернистой среды.

Во время эксплуатационных испытаний винтовых компрессоров, оборудованных новыми подшипниками для высокосернистой среды, были получены многообещающие результаты. Шарики и ролики этих новых подшипников изготовлены из керамических материалов. Другие возможные решения – использование подшипников типа SKF  NoWear с износоустойчивым покрытием шариков и роликов, изготовленных из стали с высоким содержанием азота.

Подшипники элитной серии SKF Explorer изготавливаются из высококачественной закаленной на бейнит стали и предназначены для универсального монтажа с возможностью согласования с подшипниками других комплектов. Эта серия представлена однорядными радиально-упорными шарикоподшипниками, шарико- подшипниками с четырехточечным контактом и цилиндрическими роликоподшипниками, которые обеспечивают более продолжительный срок службы по сравнению с обычными подшипниками при работе в винтовых компрессорах в тяжелых условиях применения.

Еще одно, даже еще более обнадеживающее решение связано с использованием новой марки особо прочной нержавеющей подшип- никовой стали, которая устойчива к трещинообразованию от напря- жений в сернистой среде. В настоящее время SKF занимается разработкой и испытанием этой марки стали.

После выбора подшипников для компрессора и их установки необходимо обеспечить их мониторинг. Портативные приборы для периодического мониторинга или стационарные устройства для контроля работы подшипников в режиме он-лайн обеспечивают получение данных, требуемых для анализа состояния, а также раннее предупреждение о выходе из строя подшипников, что позволяет операторам месторождений планировать проведение работ по техобслуживанию и ремонту в плановые сроки остановки оборудования.