Upotreba kompozitnih materijala nudi alternativu tradicionalnoj preši i zamrzavanju koja osigurava ne samo precizno poravnanje, već i dugoročno sigurno mjesto ležaja. Alice Jucquois izvještava
Kritični zahtjev s ležajevima kormila odnosi se na zadržavanje čahure u kućištu. Budući da je čahura proizvedena od različitog metala do bloka ležaja, može doći do lokalne galvanske korozije, što dovodi do prevelike veličine kućišta sve dok konačno nije moguće držati čahuru u ispravnom položaju. Ovo odstupanje može rezultirati razvojem prstenastih zazora između kućišta i ležaja, što rezultira prekomjernim i preuranjenim trošenjem ležajeva, kvarom na kvarovima i, posljedično, skupim popravcima i gubitkom vremena na moru.
Zahvaljujući kombinaciji jakih vibracija, konstantnog fretinga i atmosfere morske vode, instalacija ležaja može biti pravi izazov. Idealna instalacija bi omogućila savršeno brtvljenje između čahure i kućišta uz potpunu zaštitu od korozije.
Tradicionalne tehnike postavljanja
Kod zamjene ležajeva kormila na postojećim brodovima teško je uskladiti unutarnje i vanjske dimenzije starog ležaja. Tri uobičajene tehnike ugradnje ležajeva kormila su presa, montaža i zamrzavanje kućišta.
Prva tehnika, presa, sastoji se od pritiskanja ležaja u kućište. Lakoća montaže varira u zavisnosti od površine kućišta i veličine ležaja. Međutim, prešanje zahteva veliku silu, proporcionalnu veličini ležaja, i može oštetiti ležaj koji nije u liniji prilikom montaže.
Tehnika zamrzavanja ili skupljanja može se koristiti kao alternativna metoda. Dvije metode zamrzavanja tekućim dušikom su potpuno potapanje i zamrzavanje pare. Kod potpunog uranjanja, ležaj se postavlja u spremnik koji se zatim puni tekućim dušikom sve dok se ležište ne smanji na traženi promjer. Kada se postigne željeni prečnik, može se ukloniti iz dušika i onda se drži na mjestu u kućištu dok se ležaj ne vrati u svoju originalnu veličinu. Međutim, ova metoda je veoma spora i dugotrajna, jer je potrebno dosta vremena da se smanji promjer ležaja i da se dobije dovoljno prostora za montažu. Zamrzavanje pare se takođe može koristiti za uklapanje ležaja isparavanjem tečnog azota direktno u ležaj do redukcije. Zatim će biti postavljen u kućište dok se ne vrati u prvobitnu veličinu. Ova metoda je jeftinija i sigurnija od metode uranjanja, ali je stopa kontrakcije ležaja mnogo niža.
Koristeći isti koncept, druga tehnika ugradnje sastoji se u zagrijavanju kućišta kako bi se proširila. Ova tehnika uključuje rad na toplom i može izazvati zdravstvena i sigurnosna pitanja i stoga zahtijeva procjenu rizika prije izvođenja, što može biti vrlo dugotrajno.
Iako su ove metode veoma efikasne, postoje ograničenja u stepenu zaštite od korozije koju pružaju. Zapravo, čahura i kućište su izrađeni od različitih materijala i ostaju u direktnom kontaktu, što uzrokuje ponovnu pojavu lokalne galvanske korozije. Svi procesi će zahtijevati preciznu obradu kućišta i / ili čahure kako bi se osiguralo odstupanje unutar tolerancije za instalaciju.
Kompozitno guranje za montažu ležaja
Kompozitno guranje nudi alternativu tradicionalnoj preši i zamrzavanju koja osigurava ne samo precizno poravnanje, već i dugoročno sigurno mjesto ležaja. Danas se polimerni kompoziti i premazi široko koriste u pomorskoj industriji za ponovno postavljanje ili ugradnju novih ležajeva kormila i košuljica. Zbog svoje izvrsne izdržljivosti, visoke čvrstoće na pritisak i prianjanje, niske apsorpcije vlage i električnih izolacijskih karakteristika, kompozitni materijali su idealni za stabilnu ugradnju i trajno lijepljenje grmlja kormila. Izolujući ležaj u položaj, Belzona smole i kompoziti za pastu osiguravaju 100% kontakt između čahure i kućišta, osiguravajući trajno mjesto bez vibracija, te eliminirajući galvansku i pukotinsku koroziju.
Metode primjene kompozitnih materijala
Belzona preporučuje dvije tehnike ugradnje ležaja sa kompozitnim materijalima: metodom klizanja i metodom ubrizgavanja. Prilikom ugradnje ležaja, posebnu pažnju treba posvetiti metodi koja se koristi za poravnavanje i centralizaciju čahure ležaja unutar oštećenog kućišta. Tehnike opisane u nastavku mogu se koristiti za obnovu, ponovno poravnavanje i električno izoliranje mnogih tipova kućišta ležaja, uključujući:
* Kućišta kormila
* Unutrašnja krmena cijev, kućište čahure
* Kućišta nosača A-okvira
* Stabilizator u kućištima ležaja ležaja vratila
* Ogromna kućišta ležaja za nosače
a) Metoda klizanja
Metoda klizanja sastoji se od jednostavnog klizanja ležaja u kućište. Folija kompozitnog materijala se nanosi na pripremljenu unutrašnju površinu kućišta i na vanjsku površinu čahure. Dodatni materijal se nanosi na unutrašnju površinu kućišta kako bi se spriječilo zarobljavanje zraka nakon montaže.
Zatim se čaura podiže u položaj u kućištu i pravilno poravna. Svaki višak materijala koji se istisne tokom montaže treba odmah ukloniti.
b) Metoda ubrizgavanja
Lepljenje ležajeva može se izvršiti ubrizgavanjem materijala između ležaja i kućišta. Belzonski podmetač preuzima svu ovalnost ili trošenje kućišta, stvarajući tako trajnu barijeru sa 100% površinskim kontaktom, električno izolirajući ležaj. Ova metoda je primijenjena na više situacija, uključujući ležajeve i čahure među ostalim.
Uložak ili čahura treba poravnati u kućištu. Prstenasti prostor između čaure i kućišta je zapečaćen tamo gdje je potrebno kako bi se spriječio gubitak proizvoda tijekom procesa ubrizgavanja. Ovo se može postići mehaničkim sredstvima ili upotrebom proizvoda za brzu stvrdnjavanje paste. Rupe za ubrizgavanje treba pažljivo postaviti zajedno sa otvorima za odzračivanje kako bi se spriječilo stvaranje vazdušnih zamki; idealno, mesta ubrizgavanja ne bi trebalo da budu udaljena više od 600 mm (24 inča).
Odabrani materijal se puni u jednokratne injekcione kertridže i ubrizgava pomoću pneumatske opreme. Aplikacija napreduje od najniže do najviše točke ubrizgavanja. Materijal se ubrizgava dok se ne izluči iz sljedećeg najvećeg mjesta ubrizgavanja, kada se prva rupa zapečati odgovarajućim čepom i injekcija treba započeti u sljedećoj rupi. Ovaj proces se nastavlja sve dok se prstenasti prostor između čahure i kućišta potpuno ne napuni materijalom za zatvaranje. Na to ukazuje curenje materijala kroz male ventilacijske rupe izbušene na najvišoj dostupnoj točki.
Studija slučaja - ugradnja ležajeva Belzona u kućište ležaja
U junu 2010. godine, brod u bugarskom brodogradilištu zahtijevao je ugradnju novog bronzanog ležaja u preveliko kućište ležaja. Pretežno, ozbiljna korozija i udarno habanje doveli su do razaranja starog bronzanog ležaja i nepravilnog oblika kućišta što je dovelo do povećanog prstenastog prostora između novog proizvedenog ležaja i kućišta. Kao rezultat toga, proizveden je novi ležaj od bronzane čahure koji je morao biti ponovo smješten u nepravilnom kućištu ležaja.
Lepljenje grmlja sa Belzoninim materijalima dokazana je primjena u pomorskoj industriji. Upotreba kompozitnih materijala Belzona za ugradnju ležajeva kormila počela je 1977. godine u saradnji Belzone i Germanischer Lloyd. Projekat je istraživao upotrebu Belzoninih materijala kako bi se eliminisao problem galvanske korozije između čeličnih kućišta i grmlja kormila, kotura i košuljica. Pokazalo se da je to postupak uštede vremena i troškova u poređenju sa tradicionalnim popravcima, koji bi uključivali zavarivanje i bušenje.
Metoda ubrizgavanja Belzone izabrana je kao druge alternative koje bi imale duže zastoje. Injekcija Belzona 1321 (keramički S-metal), dvokomponentni keramički ispunjeni epoksidni materijal dizajniran da obezbedi otpornost na eroziju i koroziju metalnih površina, izveden je kroz fleksibilno crijevo smješteno u četiri kanala napravljena u stražnjem dijelu ležaja.
Uštede su napravljene upotrebom ovog rešenja protiv skupih obrada kućišta i snabdevanja većih bronzanih čaura. Ovaj standardni postupak popravke eliminira galvansku koroziju i osigurava dugotrajnu lokaciju ležaja.
Alice Jucquois je sa Belzona Polymerics Ltd.