Guia de rodaments en aigua de mar

Guia de rodaments en aigua de mar

Amb el desenvolupament i la utilització continus dels recursos marins, la demanda d'equips d'enginyeria marina està creixent. Com a component bàsic de l'equip mecànic, el rendiment i la qualitat dels coixinets són crucials per al funcionament de tot l'equip. En el medi marí, la corrosió és un problema comú, de manera que els coixinets utilitzats en enginyeria marina han de fer front al risc de corrosió sempre present. A causa del poder corrosiu de l'aigua de mar, la selecció de coixinets ha d'equilibrar la capacitat de càrrega i la resistència a la corrosió per allargar la vida útil dels coixinets.

Les aplicacions submarines es caracteritzen per condicions dures contínues i entorns extrems. En l'entorn marí, diverses aplicacions inclouen eixos d'hèlix i components per a robots submarins i sistemes de telecomunicacions. No obstant això, en aigua, sal i condicions dures, no n'hi ha prou amb triar qualsevol coixinet: és essencial triar el coixinet adequat per obtenir un rendiment i una durabilitat òptims. L'Organització Mundial de la Corrosió informa que el cost global de la corrosió és de 2.2 bilions de dòlars anuals, equivalent al 3% del PIB mundial. Quan els coixinets en aplicacions industrials submarines comencen a corroir-se, es desencadenen una sèrie d'efectes nocius.

Perills de corrosió de l'aigua de mar

La corrosió accelera el desgast de les pistes de rodament, els elements rodants i les gàbies. Aquest augment del desgast, combinat amb la integritat de la superfície compromesa, augmenta la susceptibilitat del coixinet a la intrusió de partícules abrasives i contaminants. Aquests contaminants poden augmentar encara més el desgast i els danys als components crítics com ara segells, engranatges i altres coixinets, provocant, en última instància, més fallades i un augment dels costos de manteniment i substitució. La intervenció ràpida i l'ús de coixinets resistents a la corrosió són fonamentals per mitigar aquests riscos i garantir la integritat i la longevitat dels equips submarins.

Materials de suport adequats per al medi marí

Els materials de coixinets resistents a la corrosió han de tenir una alta resistència a la corrosió i al desgast, de manera que es puguin utilitzar durant molt de temps en esprai de sal, aigua de mar i altres mitjans corrosius. Els materials de coixinets resistents a la corrosió utilitzats habitualment inclouen acer inoxidable, ceràmica i plàstics.

Els materials d'acer inoxidable tenen una bona resistència a la corrosió i al desgast i s'utilitzen habitualment en materials de suport en equips d'enginyeria marina. Els coixinets d'acer inoxidable són un tipus de coixinet molt utilitzat a l'aigua. El seu material té les característiques de resistència a la corrosió, resistència àcid i àlcali, resistència a l'oxidació i resistència a altes temperatures, que són molt adequades per a entorns aquàtics com oceans, rius i llacs. I els coixinets d'acer inoxidable poden adaptar-se a càrregues i velocitats més grans. En aplicacions pràctiques, no només poden reduir el nombre de temps de manteniment, sinó que també poden augmentar la vida útil dels equips.

L'acer inoxidable 440 és un acer inoxidable martensític d'alt carboni i crom que té una certa resistència a l'aigua de mar o a l'esprai de sal, té una bona resistència a la corrosió i al desgast, i és adequat per a la corrosió i el desgast en entorns marins. No obstant això, la seva resistència a l'aigua de mar o a l'esprai de sal és limitada. Passivant-los, també es pot millorar la seva resistència a la corrosió. La passivació és un procés d'acabat de metalls que utilitza àcid nítric o àcid cítric per eliminar el ferro lliure de la superfície. El tractament químic dóna com a resultat una capa d'òxid protectora que té menys probabilitats de reaccionar químicament amb l'aire i provocar corrosió. Tanmateix, tret que estigui protegit, això acabarà corroint en un medi marí.

Coixinet d'acer inoxidable 440

L'acer inoxidable 316 és un material d'acer inoxidable de níquel baix en carboni, alt crom i amb bona resistència a la corrosió i al desgast, adequat per a la corrosió i el desgast en un entorn marí. En comparació amb l'acer inoxidable 440, l'acer inoxidable 316 és més barat, de manera que s'utilitza àmpliament en equips d'enginyeria marina.

Coixinets d'acer inoxidable 316

Casos d'aplicació de coixinets d'acer inoxidable

Coixinets d'acer inoxidable s'utilitzen àmpliament en enginyeria marina, incloses les hèlixs de vaixells, plataformes offshore, bombes d'aigua de mar, vàlvules i canonades. La seva excel·lent resistència a la corrosió i resistència al desgast poden garantir l'estabilitat i la fiabilitat dels equips en entorns marins durs. Quan es seleccionen coixinets d'acer inoxidable, cal tenir en compte exhaustivament l'entorn d'ús específic i les condicions de treball per seleccionar el material i el tipus de coixinets més adequats.

Propulsió del vaixell

Hélice de vaixell

Les hèlixs de vaixells són components clau dels sistemes d'alimentació dels vaixells i han de suportar la corrosió de l'aigua de mar i el desgast de l'operació a llarg termini. Els coixinets d'acer inoxidable són ideals per a les hèlixs de vaixells a causa de la seva excel·lent resistència a la corrosió i al desgast. Els materials de coixinets d'acer inoxidable d'ús habitual inclouen acer inoxidable 440 i acer inoxidable 316. Aquests materials tenen una bona resistència a la corrosió a l'aigua de mar i poden garantir el funcionament estable a llarg termini de l'hèlix.

Plataforma offshore

Plataforma offshore

Les plataformes offshore són instal·lacions importants per a les operacions offshore i necessiten suportar una varietat d'entorns durs com la corrosió de l'aigua de mar i l'impacte del vent i les onades. L'aplicació de coixinets d'acer inoxidable a plataformes marítimes es concentra principalment en components de transmissió clau, com bogies, ascensors, etc. La resistència a la corrosió i al desgast dels coixinets d'acer inoxidable poden garantir l'estabilitat i la fiabilitat de les plataformes marí en entorns durs.

Bomba d'aigua de mar

Bomba d'aigua de mar

Les bombes d'aigua de mar són equips d'ús habitual en enginyeria marina, utilitzats per extreure aigua de mar per a la dessalinització, refrigeració i altres tractaments. L'aplicació de coixinets d'acer inoxidable a les bombes d'aigua de mar es concentra principalment en peces clau com ara impulsors i eixos principals. La combinació d'impulsors d'acer inoxidable fos CF-8M (equivalent a l'acer inoxidable 316) i els eixos principals d'acer inoxidable 316 poden funcionar de manera estable durant molt de temps en entorns d'aigua de mar, reduint la corrosió i el desgast.

Vàlvules i canonades

Vàlvules i canonades

Les vàlvules i les canonades són components importants per al transport de fluids en enginyeria marina i necessiten suportar condicions com la corrosió de l'aigua de mar i l'alta pressió. L'aplicació de coixinets d'acer inoxidable en vàlvules i canonades es concentra principalment en mecanismes de control i components de segellat. La resistència a la corrosió i el rendiment de segellat dels coixinets d'acer inoxidable poden garantir el funcionament estable de les vàlvules i canonades en entorns marins, evitant fuites i corrosió.

Els coixinets ceràmics complets estan fets de materials de zirconi o nitrur de silici, que tenen les característiques d'alta resistència a la corrosió, alta duresa i alta resistència al desgast, i són adequats per a la corrosió i el desgast en entorns marins. Tanmateix, els coixinets de ceràmica complets són cars i relativament trencadissos, per la qual cosa s'ha de tenir cura d'evitar impactes durant l'ús. Els coixinets ceràmics complets no es recomanen en entorns que han de suportar càrregues d'impacte pesades.

Coixinets complets de ceràmica

No magnètic

Un dels principals avantatges dels coixinets ceràmics és la seva naturalesa no magnètica, que juga un paper vital en la prevenció de la transmissió de senyals d'interferència electromagnètica. Com que els sistemes de telecomunicacions submarins es basen en una transmissió de dades precisa a llargues distàncies, qualsevol interferència magnètica pot provocar interrupcions del senyal i pèrdua de dades. Mitjançant l'ús de coixinets ceràmics no magnètics, aquests sistemes mantenen la integritat de la transmissió del senyal, assegurant comunicacions ininterrompudes entre continents i millorant la fiabilitat i el rendiment globals de les xarxes de telecomunicacions submarines.

Coixinets ceràmics no magnètics

Redueix la fricció i el desgast

En comparació amb els coixinets d'acer, els coixinets de ceràmica tenen un coeficient de fricció significativament més baix, que redueix el consum d'energia, augmenta l'eficiència de tot el sistema i allarga la vida útil. Tant l'òxid de zirconi (ZrO2) com el nitrur de silici (Si3N4) tenen coeficients de fricció baixos, i fins i tot es poden utilitzar sense lubricació en aplicacions de baixa velocitat. La duresa especial dels materials ceràmics també ajuda a reduir les taxes de desgast, allargant la vida útil dels coixinets i reduint el temps d'inactivitat per al manteniment i la substitució.

Resistent a residus i contaminació

L'entorn submarí sovint posa en perill els coixinets per les deixalles, la sorra i altres contaminants. En aquest cas, els coixinets d'acer convencionals patiran un desgast i una fallada accelerats. Com que els coixinets de ceràmica són molt més durs, augmenta la seva resistència a la intrusió de partícules, tot i que s'ha de tenir cura d'evitar que els contaminants entrin a qualsevol coixinet per garantir un funcionament fiable. Aquesta característica redueix el risc de fallada i augmenta la durabilitat dels equips submarins.

Els coixinets de ceràmica proporcionen una excel·lent resistència a la corrosió en aplicacions marines. Com que els coixinets de ceràmica no es veuen afectats per l'aigua de mar, es poden utilitzar en entorns marins submergits permanentment i poden suportar càrregues més altes. Els coixinets de ceràmica s'utilitzen principalment en entorns massa desfavorables per als coixinets d'acer. A causa de la fragilitat de la ceràmica, és poc probable que suportin grans càrregues d'impacte.

Coixinets de plàstic

Coixinets de plàstic

Els coixinets de plàstic són un tipus de coixinet lleuger, de baix soroll, fàcil d'instal·lar i sense manteniment, i s'utilitzen sovint en equips com petites bombes d'aigua. No obstant això, els materials plàstics tenen una resistència baixa i una capacitat de càrrega baixa i no són adequats per a la rotació d'alta càrrega i velocitat. La capacitat dels coixinets de plàstic es pot augmentar utilitzant materials alternatius com el PEEK, però aquests materials encara es classifiquen com a coixinets de semiprecisió i de baixa càrrega.

Coixinets de goma

Coixinets de goma

Els coixinets de goma també són un tipus de coixinet que s'utilitza àmpliament a l'aigua. El cautxú té una excel·lent elasticitat, resistència a la tracció i propietats autolubricants. Els coixinets de goma tenen un baix coeficient de fricció sota la lubricació d'aigua i poden prevenir o frenar l'impacte de manera efectiva i reduir el soroll. Els coixinets de goma tenen una bona resistència sísmica i poden adaptar-se a grans desplaçaments i deformacions. S'utilitzen àmpliament en entorns com les canonades submarines que necessiten absorbir els xocs i les vibracions.

Conclusió

Els coixinets són components molt importants en l'enginyeria marina. El medi marí exigeix ​​extremadament la qualitat i la fiabilitat dels coixinets, per la qual cosa s'han de seleccionar coixinets especials adequats per a entorns marins. Aquests coixinets tenen característiques amigables com la resistència a la corrosió i la resistència a l'impacte, que poden garantir l'estabilitat i la fiabilitat dels coixinets. La selecció del tipus de coixinet i l'especificació adequats en enginyeria marina pot garantir el funcionament segur i estable de l'enginyeria marina. Els coixinets d'acer inoxidable de grau 440 són adequats per a entorns marins, però necessiten tractament de passivació; Els coixinets d'acer inoxidable de grau 316 tenen classificacions de càrrega i velocitat més baixes; els coixinets de ceràmica són resistents a la corrosió però són cars i fràgils; Els coixinets de resina acetal i els coixinets de plàstic són adequats per a aplicacions de baixa precisió, baixa càrrega i baixa velocitat.