Использование композитных материалов предлагает альтернативу традиционным прессовым и замораживающим фитингам, которые обеспечивают не только точное выравнивание, но и долговременное надежное расположение подшипника. Алиса Жуквойс сообщает
Критическое требование к подшипникам руля касается удержания втулки в корпусе. Поскольку втулка изготовлена из металла, отличного от блока подшипников, может произойти локальная гальваническая коррозия, которая приводит к чрезмерному размеру корпуса до тех пор, пока втулка больше не сможет удерживаться в правильном положении. Это смещение может привести к образованию кольцевых зазоров между корпусом и подшипниковой втулкой, что приведет к чрезмерному и преждевременному износу подшипника, неисправному рулю и, следовательно, дорогостоящему ремонту и потере времени в море.
Из-за сочетания сильной вибрации, постоянного фреттинга и газированной морской воды установка подшипников может стать реальной проблемой. Идеальная установка обеспечит идеальное уплотнение между втулкой и корпусом, обеспечивая полную защиту от коррозии.
Традиционные приемы
При замене рулевых подшипников на существующих лодках трудно подобрать внутренние и наружные размеры старого подшипника. Три обычных способа установки подшипников руля - это запрессовка, замораживание и нагрев корпуса.
Первая техника, запрессовка, состоит в вдавливании подшипника в корпус. Легкость установки зависит от отделки корпуса и размера подшипника. Однако прессование требует большого усилия, пропорционального размеру подшипника, и может повредить подшипник, который не находится на одной линии при установке.
В качестве альтернативного метода можно использовать метод замораживания или усадки. Два метода замораживания с использованием жидкого азота - полное погружение и замораживание паром. При полном погружении подшипник помещают в контейнер, который затем заполняют жидким азотом до уменьшения размера подшипника до требуемого диаметра. Как только необходимый диаметр будет достигнут, он может быть удален из азота и будет удерживаться на месте в корпусе, пока подшипник не вернется к своему первоначальному размеру. Однако этот метод является очень медленным и трудоемким, поскольку для уменьшения диаметра подшипника и создания достаточного зазора для установки требуется много времени. Замораживание паром также можно использовать для установки подшипника путем испарения жидкого азота непосредственно в подшипнике до момента его восстановления. Затем он будет помещен в корпус, пока не вернется к своему первоначальному размеру. Этот метод является более экономичным и безопасным, чем метод погружения, но скорость сжатия подшипника намного ниже.
Используя ту же концепцию, другой способ установки состоит в нагревании корпуса для его расширения. Этот метод включает горячую работу и может повлечь за собой проблемы со здоровьем и безопасностью и, следовательно, требует оценки рисков перед выполнением, что может занять много времени.
Хотя эти методы очень эффективны, будут существовать ограничения в уровне защиты от коррозии, которую они обеспечивают. Действительно, втулка и корпус изготовлены из разнородного материала, и они останутся в прямом контакте, что вызовет проблему локальной гальванической коррозии. Все процессы потребуют точной обработки корпуса и / или втулки, чтобы обеспечить зазоры в пределах допуска для установки.
Композитная колодка для установки подшипников
Композитная колодка представляет собой альтернативу традиционному прессу и замораживающему фитингу, который обеспечивает не только точное выравнивание, но и долговременное надежное расположение подшипника. В настоящее время полимерные композиты и покрытия широко используются в морской промышленности для повторной установки или установки новых рулевых подшипников и вкладышей. Благодаря своей превосходной долговечности, высокой прочности на сжатие и адгезию, низкому влагопоглощению и электроизоляционным характеристикам, композитные материалы идеально подходят для стабильной установки и постоянного соединения рулей. Изолируя подшипник на месте, смола и пастообразные композитные материалы Belzona обеспечивают 100% контакт между втулкой и корпусом, обеспечивая постоянное отсутствие вибрации и устраняя гальваническую и щелевую коррозию.
Методы нанесения композиционных материалов
Belzona рекомендует два метода установки подшипников из композитных материалов: метод скольжения и метод впрыска. При установке подшипника особое внимание следует уделить способу выравнивания и централизации втулки подшипника в поврежденном корпусе. Методы, описанные ниже, могут быть использованы для восстановления, выравнивания и электрической изоляции многих типов корпусов подшипниковых втулок, включая:
* Корпуса руля
* Внутренняя кормовая труба, корпуса втулок
* Кронштейн A-образного корпуса
* Стабилизатор в корпусах подшипников вала
* Большие подшипниковые корпуса
а) метод скольжения
Метод скольжения состоит из простого скольжения подшипника в корпус. Пленка из композитного материала наносится на подготовленную внутреннюю поверхность корпуса, а также на наружную поверхность втулки. Дополнительный материал наносится в избытке на внутреннюю поверхность корпуса, чтобы предотвратить захват воздуха после сборки.
Затем втулка устанавливается на место в корпусе и правильно выравнивается. Любой лишний материал, выдавливаемый во время сборки, должен быть немедленно удален.
б) метод инъекций
Соединение подшипника может быть выполнено путем введения материала между подшипником и корпусом. Прокладка Belzona принимает на себя любую овальность или износ корпуса, создавая прочный барьер со 100% поверхностным контактом, электрически изолируя подшипник. Этот метод был применен для множества ситуаций, включая подшипники и втулки райзера.
Подкладка или втулка должны быть выровнены в корпусе. Кольцевое пространство между втулкой и корпусом закрыто, где это необходимо, чтобы предотвратить потерю продукта во время процесса впрыска. Это может быть достигнуто с помощью механических средств или с использованием быстродействующего пастообразного продукта. Инъекционные отверстия должны быть аккуратно расположены вместе с вентиляционными отверстиями, чтобы предотвратить образование воздушных ловушек; в идеале точки впрыска должны быть расположены на расстоянии не более 600 мм (24 дюйма) друг от друга.
Выбранный материал загружается в одноразовые инъекционные картриджи и впрыскивается с помощью пневматического оборудования. Приложение прогрессирует от самой низкой до самой высокой точки впрыска. Материал впрыскивается до тех пор, пока он не будет вытекать из следующей наивысшей точки впрыска, после чего первое отверстие герметизируется подходящей пробкой, и впрыск должен начинаться со следующего отверстия. Этот процесс продолжается до тех пор, пока кольцевое пространство между втулкой и корпусом не будет полностью заполнено противоударным материалом. На это указывает утечка материала через небольшие вентиляционные отверстия, просверленные в самой высокой доступной точке.
Пример из практики - установка подшипников Belzona в корпусе подшипников большого размера
В июне 2010 года судно на болгарской верфи потребовало установки нового бронзового подшипника в корпусе большого размера. Преимущественно сильная коррозия и ударный износ привели к разрушению старого бронзового подшипника и неправильной форме корпуса, что привело к увеличению кольцевого пространства между новым изготовленным подшипником и корпусом. В результате был изготовлен новый бронзовый подшипник втулки, и его пришлось заново установить в корпус неправильного подшипника.
Склеивание втулки с материалами Belzona является проверенным применением в морской промышленности. Использование композитных материалов Belzona для установки рулевых подшипников началось в 1977 году в сотрудничестве с Belzona и Germanischer Lloyd. В рамках проекта было исследовано использование материалов Belzona для устранения проблемы гальванической коррозии между стальными корпусами и втулками рулей направления, конусами иголок и вкладышами. Было доказано, что это экономия времени и средств по сравнению с традиционным ремонтом, который включал бы сварку и расточку.
Метод инъекции Belzona был выбран, так как другие альтернативы были бы более длительными. Инжекция Belzona 1321 (Ceramic S-Metal), двухкомпонентного эпоксидного материала с керамическим наполнителем, предназначенного для обеспечения устойчивости металлических поверхностей к эрозии и коррозии, осуществлялась через гибкий шланг, расположенный в четырех каналах, выполненных в задней части подшипника.
Благодаря этому решению была достигнута экономия на дорогостоящей обработке корпуса и поставке более толстой бронзовой втулки. Эта стандартная процедура ремонта устраняет гальваническую коррозию и обеспечивает долговременное расположение подшипника.
Алиса Жуквойс с Belzona Polymerics Ltd.