Nguyên nhân chính gây cháy mỡ ở vòng bi nhà máy thép là do điều kiện vận hành vượt quá giới hạn phục hồi của mỡ bôi trơn, dẫn đến mất màng bôi trơn và phản ứng oxy hóa dây chuyền.
Khi nhiệt độ vượt ngưỡng, theo quy luật Arrhenius, tốc độ oxy hóa dầu gốc tăng gấp đôi mỗi 10°C, nhanh chóng làm cạn kiệt phụ gia chống oxy hóa. Trong nhà máy thép, nhiệt bức xạ từ phôi hoặc lò có thể khiến ổ bi nóng hơn 80–100°C so với môi trường, phá vỡ cấu trúc mỡ.
Tải trọng lớn tạo áp lực cơ học làm “vắt” dầu khỏi hệ ma trận, gây ra tình trạng “đói dầu” dù mỡ vẫn còn. Đồng thời, bụi kim loại (sắt, đồng) đóng vai trò xúc tác, thúc đẩy quá trình oxy hóa, làm suy giảm tính năng của dầu nhanh chóng.
Khi màng bôi trơn mất, ổ bi rơi vào tình trạng tiếp xúc kim loại – kim loại, ma sát tăng vọt, tạo ra các điểm nhiệt cục bộ. Mỡ sẽ bị than hóa, hình thành cặn carbon cứng gây tắc nghẽn dòng mỡ mới, dẫn đến kẹt vòng bi.
Dấu hiệu rõ nhất là mỡ cũ có độ sụt giảm mạnh điểm nhỏ giọt hoặc bị khô cứng, trong khi đường lăn của ổ bi chuyển màu xanh lam hoặc đen – chứng tỏ mức nhiệt vượt xa mức an toàn.
Việc chọn mỡ vòng bi nhà máy thép phải dựa vào sự tương thích với điều kiện tải trọng, nhiệt độ và tốc độ quay để tránh hiện tượng cháy mỡ, mòn vòng bi và ngừng máy đột ngột.
Dưới đây là bảng tiêu chí kỹ thuật cần xem xét trước khi chọn mỡ bôi trơn cho ứng dụng chịu nhiệt trong ngành thép:
| Tiêu chí | Chỉ số kỹ thuật khuyến nghị | Vai trò trong vận hành ngành thép |
|---|---|---|
| Giới hạn tốc độ (DN) | So sánh với tốc độ vận hành (n × dₘ) | Tránh chảy mỡ do ma sát (quá nhanh) hoặc mòn khô (quá chậm) |
| Tuổi thọ L10 (FE9) | F50 > 100 giờ ở nhiệt độ vận hành | Đảm bảo tuổi thọ vòng bi trong môi trường nhiệt cao |
| Tải trọng chịu đựng | 4-Ball Weld > 315–620 kgf, Timken OK > 60 lbs | Ngăn kẹt do va đập, bảo vệ trong điều kiện sốc tải |
| Ổn định cơ học | <10% thay đổi độ xuyên sau 100 giờ (ASTM D1831) | Mỡ giữ nguyên tính chất dưới rung động hoặc làm việc kéo dài |
| Khả năng chịu nhiệt | Điểm nhỏ giọt > 50°C so với nhiệt độ vận hành (ASTM D2265) | Tránh mỡ chảy lỏng gây mất bôi trơn và hỏng hóc |
| Kháng nước | <5% mất mỡ theo ASTM D1264 | Bảo vệ trong môi trường có nước làm mát như máy đúc liên tục |
Để tránh chọn sai loại mỡ, hãy yêu cầu báo cáo thử nghiệm tương ứng với các chỉ tiêu trên từ nhà cung cấp - đây là cơ sở định lượng giúp giảm thiểu rủi ro ngay từ đầu.
Quy trình bôi mỡ vòng bi chịu nhiệt phải đảm bảo đúng tỷ lệ, đúng thời điểm và giữ sạch tuyệt đối để tránh cháy mỡ và hư hỏng vòng bi.
Việc nạp quá nhiều (trên 40–50% khoang trống) sẽ gây hiện tượng “khuấy”, tạo ma sát chất lỏng lớn và sinh nhiệt nội bộ, còn thiếu mỡ (dưới 20%) dẫn đến hiện tượng “đói mỡ”, làm tăng ma sát kim loại.
Chọn mỡ vòng bi nhà máy thép đúng cách không chỉ là chọn loại mỡ, mà còn là thực hiện định kỳ tra mỡ theo đúng chu kỳ chảy dầu (bleed rate), nhằm duy trì lớp màng bôi trơn ổn định trước khi chất chống oxi hóa bị cạn kiệt.
Ngoài ra, vệ sinh kém tạo điều kiện cho bụi sắt và đồng lọt vào, đóng vai trò như chất xúc tác đẩy nhanh quá trình oxy hóa, khiến mỡ biến chất sớm.
Để đảm bảo hiệu quả, kỹ thuật viên cần:
G = 0.005 × D × B.Sai lệch quá 10% cho thấy kỹ thuật chưa tuân thủ đúng chuẩn, tiềm ẩn rủi ro cháy mỡ hoặc hỏng vòng bi.
Nên chọn mỡ Polyurea hoặc Calcium Sulfonate gốc tổng hợp khi bôi trơn vòng bi vận hành ở 180–220°C trong nhà máy thép. Hai loại này duy trì cấu trúc tốt, bền oxy hóa và chịu được điều kiện nhiệt – tải – độ ẩm khắc nghiệt mà mỡ Lithium Complex thông thường không đáp ứng được.
Với môi trường khô hoặc ít nước, Polyurea là lựa chọn tối ưu nhờ không chứa kim loại, chịu nhiệt lên đến 220°C và tuổi thọ cao gấp 3–5 lần mỡ lithium. Trong khi đó, Calcium Sulfonate Complex vượt trội trong môi trường ẩm và tải trọng lớn nhờ điểm nhỏ giọt >300°C và khả năng chống nước vượt trội.
Để đảm bảo hiệu quả thực tế, luôn yêu cầu nhà cung cấp cung cấp dữ liệu từ bài test DIN 51821 (FAG FE9) tại nhiệt độ 200°C. Giá trị F50 phải >100 giờ mới được xem là đạt chuẩn. Ngoài ra, tỷ lệ bay hơi theo ASTM D972 cũng nên <5% sau 22 giờ ở nhiệt độ cao, nhằm tránh khô mỡ và kẹt vòng bi.
Đừng chỉ nhìn điểm nhỏ giọt – hãy yêu cầu chứng minh bằng dữ liệu thử nghiệm thực tế. Bạn đang bảo vệ cả dây chuyền sản xuất, không chỉ một ổ bi.
Để tránh hiện tượng cháy mỡ vòng bi trong nhà máy thép, hãy bắt đầu bằng một checklist vận hành chi tiết trước khi khởi động thiết bị.
Trước tiên, kiểm tra tình trạng xả mỡ và độ kín phớt để phát hiện sớm các dấu hiệu suy giảm như mỡ xỉn màu hay nhiệt độ tăng nhẹ. Xác nhận mức dầu trong bình bôi trơn tự động, vì thiếu kiểm tra này khiến kỹ thuật viên mới dễ bỏ sót dấu hiệu thiếu mỡ hoặc hỏng phớt.
Tiếp theo, đảm bảo đúng loại mỡ theo khuyến nghị—không trộn lẫn mỡ nền lithium với polyurea để tránh tách dầu hoặc đóng cặn cứng trong vùng nhiệt cao. Điều chỉnh chu kỳ bôi trơn tùy theo điều kiện môi trường hiện tại (như nhiệt độ đúc cao), nhằm tránh thiếu mỡ hoặc bơm quá nhiều gây ma sát và quá nhiệt.
Cuối cùng, luôn đối chiếu nhiệt độ vận hành với giới hạn của loại mỡ sử dụng. Nếu không, độ nhớt dầu giảm đột ngột, màng bôi trơn mất hiệu lực, gây mài mòn điểm và carbon hóa mỡ còn lại.
Việc áp dụng checklist giúp giảm lỗi con người, tăng tuổi thọ thiết bị và chuyển từ sửa chữa khẩn cấp sang bảo trì theo kế hoạch—một lợi ích quan trọng cho các quản lý bảo trì và chủ nhà máy.
Khi nhiệt độ, tải trọng hoặc tốc độ tăng trên 20% so với thiết kế ban đầu, bạn nên cân nhắc thay đổi loại mỡ chịu nhiệt. Đây là ngưỡng thực tiễn vì tuổi thọ mỡ bị ảnh hưởng phi tuyến, đặc biệt trong vùng nhiệt “ấm” (70–160 °C) và “nóng” (trên 160 °C), nơi các cơ chế hư hỏng tăng tốc đáng kể.
Với mức nhiệt từ 120–150 °C thường gặp trong nhà máy thép, chỉ cần thay đổi nhỏ về tải, tốc độ hoặc nhiệt môi trường cũng có thể đẩy mỡ vào vùng hư hỏng do oxi hóa hoặc mất dầu. Ngoài nhiệt, các yếu tố như hệ số tốc độ (DN/ndm), cơ chế văng mỡ do ly tâm và chu trình tải nặng đều có thể làm mỡ khô nhanh, gây thiếu dầu bôi trơn và hỏng vòng bi.
Để xác định thời điểm chuyển đổi hợp lý, bạn cần dữ liệu đo thực tế về nhiệt ổn định, tốc độ quay, tải quy đổi, và tuổi thọ mỡ trong điều kiện vận hành mới. Nếu tuổi thọ dự đoán không đảm bảo chu kỳ tra mỡ yêu cầu, thì việc chuyển sang loại mỡ mới là cần thiết.
Chia sẻ loại vòng bi, tốc độ, nhiệt độ hiện tại và chu kỳ tra mỡ mong muốn, bạn sẽ nhận được ma trận thử nghiệm và ngưỡng ra quyết định tối ưu.
Cháy mỡ không chỉ là lỗi kỹ thuật – đó là nguyên nhân âm thầm bào mòn lợi nhuận, làm tăng chi phí và rủi ro dừng máy. Việc chọn mỡ vòng bi nhà máy thép đúng chuẩn không chỉ giúp tăng tuổi thọ vòng bi, mà còn giảm thiểu can thiệp bảo trì và tiết kiệm hàng trăm triệu mỗi năm. Với các sản phẩm từ ZWZ – thương hiệu được ví như "SKF của Trung Quốc" – Bejako cam kết giải pháp bền vững, có chứng nhận và luôn sẵn hàng trong 48h. Khám phá giải pháp tối ưu tại https://bejako.vn.
Tại sao không nên chọn mỡ lithium cho vòng bi khu vực nhiệt cao trong nhà máy thép?
Vì mỡ lithium dễ bị hiểu sai là "chịu nhiệt tốt" do điểm nhỏ giọt cao (~260°C), nhưng thực tế, nhiệt độ vận hành tối đa an toàn thường thấp hơn ít nhất 66°C. Gần mức này, mỡ sẽ mất ổn định cơ học, gây rò rỉ dầu và thiếu bôi trơn.
Trộn mỡ khác thương hiệu có gây hỏng vòng bi không?
Có. Ngay cả khi cùng chất làm đặc, sự khác biệt về dầu gốc và phụ gia vẫn có thể khiến hỗn hợp bị mềm (gây rò rỉ), tách dầu nhanh, hoặc cứng lại – làm giảm khả năng di chuyển và gây quá nhiệt.
Vì sao không nên kéo dài chu kỳ thay mỡ?
Mỡ suy thoái theo thời gian do oxy hóa và cắt cơ học, khiến độ đặc và khả năng giữ dầu thay đổi – làm tăng nguy cơ thiếu dầu trước khi người vận hành phát hiện ra.
Dấu hiệu mỡ bị hỏng có thể thấy bằng mắt thường?
Không đáng tin. Mắt thường không phát hiện được tình trạng oxy hóa, mất phụ gia hay nhiễm nước. Cần dùng FT‑IR để theo dõi xu hướng xuống cấp theo chuẩn ASTM E2412.
Làm thế nào để thiết lập quy trình chọn mỡ đúng chuẩn?
Phải định nghĩa rõ môi trường làm việc của từng vòng bi (nhiệt độ, tốc độ, chu kỳ thay mỡ), áp dụng giới hạn nhiệt OEM thay vì “điểm nhỏ giọt”, và yêu cầu test tương thích nếu đổi mỡ.
