من را دنبال کنید:
راهنمای بلبرینگ در آب دریا
با توسعه مداوم و استفاده از منابع دریایی، تقاضا برای تجهیزات مهندسی دریایی در حال رشد است. به عنوان جزء اصلی تجهیزات مکانیکی، عملکرد و کیفیت بلبرینگ ها برای عملکرد کل تجهیزات بسیار مهم است. در محیط های دریایی، خوردگی یک مشکل رایج است، بنابراین یاتاقان های مورد استفاده در مهندسی دریایی باید با خطر همیشه موجود خوردگی مقابله کنند. با توجه به قدرت خورندگی آب دریا، انتخاب یاتاقان ها باید ظرفیت بار و مقاومت در برابر خوردگی را متعادل کند تا عمر مفید یاتاقان ها افزایش یابد.
کاربردهای زیر دریا با شرایط سخت مداوم و محیط های شدید مشخص می شوند. در محیط دریایی، کاربردهای مختلف شامل شفت پروانه و اجزای ربات های زیر آب و سیستم های مخابراتی است. با این حال، در آب، نمک و شرایط سخت، فقط انتخاب هر یاتاقان کافی نیست - انتخاب بلبرینگ مناسب برای عملکرد و دوام بهینه ضروری است. سازمان جهانی خوردگی گزارش می دهد که هزینه جهانی خوردگی 2.2 تریلیون دلار در سال است که معادل 3 درصد از تولید ناخالص داخلی جهان است. هنگامی که یاتاقان ها در کاربردهای صنعتی زیر آب شروع به خوردگی می کنند، یک سری اثرات مضر ایجاد می شود.
خوردگی باعث تسریع سایش مسیرهای بلبرینگ، عناصر نورد و قفس می شود. این افزایش سایش، همراه با یکپارچگی سطح به خطر افتاده، حساسیت بلبرینگ را در برابر نفوذ ذرات ساینده و آلاینده ها افزایش می دهد. این آلاینده‌ها می‌توانند سایش و آسیب به اجزای حیاتی مانند مهر و موم، چرخ دنده‌ها و سایر بلبرینگ‌ها را افزایش دهند و در نهایت منجر به خرابی‌های بیشتر و افزایش هزینه‌های نگهداری و تعویض شوند. مداخله سریع و استفاده از یاتاقان های مقاوم در برابر خوردگی برای کاهش این خطرات و تضمین یکپارچگی و طول عمر تجهیزات زیر دریا بسیار مهم است.
مواد بلبرینگ مناسب برای محیط های دریایی
مواد یاتاقان مقاوم در برابر خوردگی باید مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش بالایی داشته باشند تا بتوان از آنها برای مدت طولانی در نمک پاشی، آب دریا و سایر رسانه های خورنده استفاده کرد. مواد یاتاقان مقاوم در برابر خوردگی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند فولاد ضد زنگ، سرامیک و پلاستیک.
مواد فولادی ضد زنگ دارای مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش هستند و معمولاً از مواد باربری در تجهیزات مهندسی دریایی استفاده می شوند. بلبرینگ های فولادی ضد زنگ نوعی یاتاقان هستند که به طور گسترده در آب استفاده می شود. مواد آن دارای ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر اسید و قلیایی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر دمای بالا است که برای محیط های آبی مانند اقیانوس ها، رودخانه ها و دریاچه ها بسیار مناسب است. و یاتاقان های فولادی ضد زنگ می توانند با بارها و سرعت های بزرگتر سازگار شوند. در کاربردهای عملی، آنها نه تنها می توانند تعداد دفعات تعمیر و نگهداری را کاهش دهند، بلکه طول عمر تجهیزات را نیز افزایش می دهند.
فولاد ضد زنگ 440 یک فولاد ضد زنگ مارتنزیتی با کربن بالا و کروم بالا است که مقاومت خاصی در برابر آب دریا یا اسپری نمک دارد، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش خوبی دارد و برای خوردگی و سایش در محیط های دریایی مناسب است. با این حال، مقاومت آنها در برابر آب دریا یا اسپری نمک محدود است. با غیرفعال کردن آنها می توان مقاومت در برابر خوردگی آنها را نیز بهبود بخشید. غیرفعال سازی یک فرآیند تکمیل فلز است که از اسید نیتریک یا اسید سیتریک برای حذف آهن آزاد روی سطح استفاده می کند. عملیات شیمیایی منجر به ایجاد یک لایه اکسید محافظ می شود که کمتر با هوا واکنش شیمیایی می دهد و باعث خوردگی می شود. با این حال، مگر اینکه محافظت شود، در نهایت در یک محیط دریایی خورده می شود.
فولاد ضد زنگ 316 یک ماده فولادی ضد زنگ با کربن کم، کروم بالا، نیکل با مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش است که برای خوردگی و سایش در محیط های دریایی مناسب است. در مقایسه با فولاد ضد زنگ 440، فولاد ضد زنگ 316 ارزان تر است، بنابراین به طور گسترده در تجهیزات مهندسی دریایی استفاده می شود.
موارد کاربرد بلبرینگ های فولادی ضد زنگ
بلبرینگ فولاد ضد زنگ به طور گسترده در مهندسی دریایی، از جمله پروانه های کشتی، سکوهای دریایی، پمپ های آب دریا، دریچه ها و خطوط لوله استفاده می شود. مقاومت عالی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش می تواند ثبات و قابلیت اطمینان تجهیزات را در محیط های سخت دریایی تضمین کند. هنگام انتخاب بلبرینگ های فولادی ضد زنگ، لازم است به طور جامع محیط استفاده و شرایط کاری خاص را در نظر بگیرید تا مناسب ترین ماده و نوع بلبرینگ را انتخاب کنید.
پروانه کشتی
ملخ های کشتی اجزای کلیدی سیستم های قدرت کشتی هستند و باید در برابر خوردگی آب دریا و فرسودگی طولانی مدت عملیات مقاومت کنند. بلبرینگ های فولادی ضد زنگ به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش برای پروانه های کشتی ایده آل هستند. مواد یاتاقان فولاد ضد زنگ معمولاً شامل فولاد ضد زنگ 440 و فولاد ضد زنگ 316 است. این مواد مقاومت خوبی در برابر خوردگی در آب دریا دارند و می توانند عملکرد پایدار پروانه را در طولانی مدت تضمین کنند.
سکوی فراساحلی
سکوهای دریایی امکانات مهمی برای عملیات دریایی هستند و نیاز به مقاومت در برابر انواع محیط های سخت مانند خوردگی آب دریا و ضربه باد و امواج دارند. استفاده از یاتاقان های فولادی ضد زنگ در سکوهای دریایی عمدتاً در اجزای کلیدی انتقال مانند بوژی ها، آسانسورها و غیره متمرکز است. مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش یاتاقان های فولادی ضد زنگ می تواند پایداری و قابلیت اطمینان سکوهای دریایی را در محیط های سخت تضمین کند.
پمپ آب دریا
پمپ‌های آب دریا معمولاً تجهیزات مورد استفاده در مهندسی دریایی هستند که برای استخراج آب دریا برای نمک‌زدایی، خنک‌سازی و سایر تصفیه‌ها استفاده می‌شوند. کاربرد بلبرینگ های فولادی ضد زنگ در پمپ های آب دریا عمدتاً در قسمت های کلیدی مانند پروانه ها و شفت های اصلی متمرکز است. ترکیبی از پروانه های فولادی ضد زنگ ریخته گری CF-8M (معادل فولاد ضد زنگ 316) و شفت های اصلی فولاد ضد زنگ 316 می تواند برای مدت طولانی در محیط های آب دریا به طور پایدار عمل کند و باعث کاهش خوردگی و سایش شود.
شیرها و خطوط لوله
شیرها و خطوط لوله اجزای مهمی برای انتقال سیالات در مهندسی دریایی هستند و نیاز به مقاومت در برابر شرایطی مانند خوردگی آب دریا و فشار بالا دارند. کاربرد بلبرینگ های فولادی ضد زنگ در شیرها و خطوط لوله عمدتاً در مکانیسم های کنترل و اجزای آب بندی متمرکز است. مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد آب بندی بلبرینگ های فولادی ضد زنگ می تواند عملکرد پایدار شیرها و خطوط لوله را در محیط های دریایی تضمین کند و از نشت و خوردگی جلوگیری کند.
بلبرینگ های سرامیکی کامل از مواد زیرکونیا یا نیترید سیلیکون ساخته شده اند که دارای ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی بالا، سختی بالا و مقاومت در برابر سایش بالا هستند و برای خوردگی و سایش در محیط های دریایی مناسب هستند. با این حال، بلبرینگ های سرامیکی کامل گران و نسبتا شکننده هستند، بنابراین باید مراقب باشید که در طول استفاده از ضربه جلوگیری شود. یاتاقان های سرامیکی کامل در محیط هایی که باید بارهای ضربه ای سنگین را تحمل کنند توصیه نمی شود.
غیر مغناطیسی
یکی از مزیت های اصلی بلبرینگ های سرامیکی غیر مغناطیسی بودن آنهاست که نقش حیاتی در جلوگیری از انتقال سیگنال های تداخل الکترومغناطیسی ایفا می کند. از آنجایی که سیستم های مخابراتی زیر دریا به انتقال دقیق داده در فواصل طولانی متکی هستند، هرگونه تداخل مغناطیسی می تواند باعث قطع سیگنال و از دست رفتن داده ها شود. با استفاده از یاتاقان‌های سرامیکی غیر مغناطیسی، این سیستم‌ها یکپارچگی انتقال سیگنال را حفظ می‌کنند و ارتباطات بی‌وقفه بین قاره‌ها را تضمین می‌کنند و قابلیت اطمینان و عملکرد کلی شبکه‌های مخابراتی زیر دریا را بهبود می‌بخشند.
اصطکاک و سایش را کاهش دهید
در مقایسه با یاتاقان های فولادی، بلبرینگ های سرامیکی دارای ضریب اصطکاک قابل توجهی کمتری هستند که مصرف انرژی را کاهش می دهد، کارایی کل سیستم را افزایش می دهد و عمر مفید را افزایش می دهد. هر دو اکسید زیرکونیوم (ZrO2) و نیترید سیلیکون (Si3N4) ضریب اصطکاک پایینی دارند و حتی می‌توان آنها را بدون روغن کاری در کاربردهای با سرعت کم استفاده کرد. سختی ویژه مواد سرامیکی همچنین به کاهش نرخ سایش، افزایش عمر یاتاقان و کاهش زمان خرابی برای تعمیر و نگهداری و تعویض کمک می کند.
مقاوم در برابر زباله و آلودگی
محیط زیر دریا اغلب یاتاقان ها را در معرض خطر آوار، ماسه و سایر آلاینده ها قرار می دهد. در این حالت، یاتاقان های فولادی معمولی دچار سایش و خرابی تسریع می شوند. از آنجایی که یاتاقان‌های سرامیکی سخت‌تر هستند، مقاومت آنها در برابر نفوذ ذرات افزایش می‌یابد، اگرچه باید مراقب بود که از ورود آلاینده‌ها به هر یاتاقانی برای اطمینان از عملکرد مطمئن جلوگیری شود. این ویژگی باعث کاهش خطر خرابی و افزایش دوام تجهیزات زیر دریا می شود.
یاتاقان های سرامیکی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در کاربردهای دریایی ایجاد می کنند. از آنجایی که یاتاقان های سرامیکی تحت تأثیر آب دریا قرار نمی گیرند، می توانند در محیط های دریایی دائماً زیر آب استفاده شوند و بارهای بیشتری را تحمل کنند. یاتاقان‌های سرامیکی عمدتاً در محیط‌هایی استفاده می‌شوند که برای یاتاقان‌های فولادی خیلی نامطلوب هستند. به دلیل شکنندگی سرامیک ها، بعید است که بارهای ضربه ای بزرگ را تحمل کنند.
بلبرینگ های پلاستیکی
بلبرینگ های پلاستیکی نوعی بلبرینگ هستند که سبک وزن، کم صدا، نصب آسان و بدون تعمیر و نگهداری هستند و اغلب در تجهیزاتی مانند پمپ های آب کوچک استفاده می شوند. با این حال، مواد پلاستیکی دارای استحکام کم و ظرفیت بارگذاری کم هستند و برای چرخش با بار و سرعت بالا مناسب نیستند. ظرفیت یاتاقان های پلاستیکی را می توان با استفاده از مواد جایگزین مانند PEEK افزایش داد، اما این مواد همچنان به عنوان بلبرینگ های نیمه دقیق و کم بار طبقه بندی می شوند.
بلبرینگ لاستیکی
بلبرینگ های لاستیکی نیز نوعی یاتاقان هستند که در آب کاربرد فراوانی دارند. لاستیک دارای خاصیت ارتجاعی، استحکام کششی و خاصیت خود روانکاری عالی است. بلبرینگ های لاستیکی دارای ضریب اصطکاک پایینی در زیر روغن کاری آب هستند و می توانند به طور موثر از ضربه جلوگیری یا کاهش دهند و صدا را کاهش دهند. بلبرینگ های لاستیکی مقاومت لرزه ای خوبی دارند و می توانند با جابجایی ها و تغییر شکل های بزرگ سازگار شوند. آنها به طور گسترده در محیط هایی مانند خطوط لوله زیردریایی که نیاز به جذب شوک و ارتعاش دارند استفاده می شوند.
نتیجه
بلبرینگ ها اجزای بسیار مهمی در مهندسی دریایی هستند. محیط دریایی تقاضاهای بسیار زیادی را برای کیفیت و قابلیت اطمینان یاتاقان ها ایجاد می کند، بنابراین یاتاقان های ویژه مناسب برای محیط های دریایی باید انتخاب شوند. این یاتاقان ها دارای ویژگی های دوستانه ای مانند مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر ضربه هستند که می تواند پایداری و قابلیت اطمینان یاتاقان ها را تضمین کند. انتخاب نوع یاتاقان و مشخصات مناسب در مهندسی دریا می تواند عملکرد ایمن و پایدار مهندسی دریایی را تضمین کند. بلبرینگ های فولاد ضد زنگ درجه 440 برای محیط های دریایی مناسب هستند، اما نیاز به عملیات غیرفعال سازی دارند. بلبرینگ های فولاد ضد زنگ درجه 316 دارای بار و سرعت پایین تری هستند. بلبرینگ های سرامیکی مقاوم در برابر خوردگی هستند اما گران و شکننده هستند. بلبرینگ های رزین استال و یاتاقان های پلاستیکی برای کاربردهای کم دقت، کم بار و سرعت کم مناسب هستند.