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Guide des roulements dans l'eau de mer
Avec le développement et l'utilisation continus des ressources marines, la demande en équipements de génie maritime augmente. En tant que composant principal de l'équipement mécanique, les performances et la qualité des roulements sont cruciales pour le fonctionnement de l'ensemble de l'équipement. Dans l'environnement marin, la corrosion est un problème courant, de sorte que les roulements utilisés dans le génie maritime doivent faire face au risque omniprésent de corrosion. En raison du pouvoir corrosif de l'eau de mer, la sélection des roulements doit équilibrer la capacité de charge et la résistance à la corrosion pour prolonger la durée de vie des roulements.
Les applications sous-marines se caractérisent par des conditions et des environnements extrêmes et rigoureux. En milieu marin, diverses applications impliquent des arbres d'hélice et des composants pour robots sous-marins et systèmes de télécommunications. Cependant, dans l'eau, le sel et les conditions difficiles, il ne suffit pas de choisir n'importe quel roulement : il est essentiel de choisir le bon roulement pour des performances et une durabilité optimales. L'Organisation mondiale de la corrosion rapporte que le coût mondial de la corrosion s'élève à 2.2 3 milliards de dollars par an, soit l'équivalent de plus de XNUMX % du PIB mondial. La corrosion des roulements des applications industrielles sous-marines déclenche une série d'effets néfastes.
La corrosion accélère l'usure des chemins de roulement, des éléments roulants et des cages. Cette usure accrue, combinée à une intégrité de surface compromise, augmente la sensibilité du roulement à l'intrusion de particules abrasives et de contaminants. Ces contaminants peuvent encore accroître l'usure et les dommages aux composants critiques tels que les joints, les engrenages et autres roulements, entraînant à terme de nouvelles défaillances et une augmentation des coûts de maintenance et de remplacement. Une intervention rapide et l'utilisation de roulements résistants à la corrosion sont essentielles pour atténuer ces risques et garantir l'intégrité et la longévité des équipements sous-marins.
Matériaux de roulement adaptés à l'environnement marin
Les matériaux de roulement résistants à la corrosion doivent avoir une résistance élevée à la corrosion et à l'usure pour pouvoir être utilisés pendant une longue période dans les embruns, l'eau de mer et d'autres milieux corrosifs. Les matériaux de roulement résistants à la corrosion couramment utilisés comprennent l'acier inoxydable, la céramique et les plastiques.
Les matériaux en acier inoxydable ont une bonne résistance à la corrosion et à l'usure et sont couramment utilisés comme matériaux de roulement dans les équipements de génie maritime. Les roulements en acier inoxydable sont un type de roulement largement utilisé dans l'eau. Son matériau présente les caractéristiques de résistance à la corrosion, de résistance aux acides et aux alcalis, de résistance à l'oxydation et de résistance aux hautes températures, qui sont très adaptées aux environnements aquatiques tels que les océans, les rivières et les lacs. Et les roulements en acier inoxydable peuvent s'adapter à des charges et des vitesses plus importantes. Dans les applications pratiques, ils peuvent non seulement réduire le nombre de temps de maintenance, mais également augmenter la durée de vie des équipements.
L'acier inoxydable 440 est un acier inoxydable martensitique à haute teneur en carbone et en chrome qui présente une certaine résistance à l'eau de mer ou au brouillard salin, une bonne résistance à la corrosion et à l'usure, et convient à la corrosion et à l'usure dans les environnements marins. Cependant, leur résistance à l'eau de mer ou au brouillard salin est limitée. En les passivants, leur résistance à la corrosion peut également être améliorée. La passivation est un processus de finition des métaux qui utilise de l'acide nitrique ou de l'acide citrique pour éliminer le fer libre à la surface. Le traitement chimique produit une couche d'oxyde protectrice qui est moins susceptible de réagir chimiquement avec l'air et de provoquer de la corrosion. Cependant, à moins d'être protégé, celui-ci finira par se corroder dans un environnement marin.
L'acier inoxydable 316 est un matériau en acier inoxydable à faible teneur en carbone, à haute teneur en chrome et en nickel, qui présente une bonne résistance à la corrosion et à l'usure, adapté à la corrosion et à l'usure dans un environnement marin. Comparé à l'acier inoxydable 440, l'acier inoxydable 316 est moins cher, il est donc largement utilisé dans les équipements de génie maritime.
Cas d'application des roulements en acier inoxydable
Roulements en acier inoxydable Les roulements en acier inoxydable sont largement utilisés dans l'ingénierie marine, notamment dans les hélices de navires, les plates-formes offshore, les pompes à eau de mer, les vannes et les canalisations. Leur excellente résistance à la corrosion et à l'usure peut assurer la stabilité et la fiabilité des équipements dans des environnements marins difficiles. Lors de la sélection des roulements en acier inoxydable, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive l'environnement d'utilisation spécifique et les conditions de travail pour sélectionner le matériau et le type de roulement les plus appropriés.
Hélice de navire
Les hélices de navire sont des composants clés des systèmes d'alimentation des navires et doivent résister à la corrosion de l'eau de mer et à l'usure à long terme. Les roulements en acier inoxydable sont idéaux pour les hélices de navire en raison de leur excellente résistance à la corrosion et à l'usure. Les matériaux de roulement en acier inoxydable couramment utilisés comprennent l'acier inoxydable 440 et l'acier inoxydable 316. Ces matériaux ont une bonne résistance à la corrosion dans l'eau de mer et peuvent assurer le fonctionnement stable à long terme de l'hélice.
Plate-forme offshore
Les plates-formes offshore sont des installations importantes pour les opérations offshore et doivent résister à une variété d'environnements difficiles tels que la corrosion de l'eau de mer et l'impact du vent et des vagues. L'application de roulements en acier inoxydable sur les plates-formes offshore se concentre principalement sur les composants de transmission clés, tels que les bogies, les ascenseurs, etc. La résistance à la corrosion et à l'usure des roulements en acier inoxydable peut assurer la stabilité et la fiabilité des plates-formes offshore dans des environnements difficiles.
Pompe à eau de mer
Les pompes à eau de mer sont des équipements couramment utilisés dans l'ingénierie marine, utilisés pour extraire l'eau de mer pour le dessalement, le refroidissement et d'autres traitements. L'application de roulements en acier inoxydable dans les pompes à eau de mer est principalement concentrée dans les pièces clés telles que les roues et les arbres principaux. La combinaison de roues en acier inoxydable moulé CF-8M (équivalent à l'acier inoxydable 316) et d'arbres principaux en acier inoxydable 316 peut fonctionner de manière stable pendant une longue période dans les environnements d'eau de mer, réduisant ainsi la corrosion et l'usure.
Vannes et canalisations
Les vannes et les canalisations sont des composants importants pour le transport des fluides dans l'ingénierie marine et doivent résister à des conditions telles que la corrosion de l'eau de mer et la haute pression. L'application des roulements en acier inoxydable dans les vannes et les canalisations se concentre principalement sur les mécanismes de contrôle et les composants d'étanchéité. La résistance à la corrosion et les performances d'étanchéité des roulements en acier inoxydable peuvent assurer le fonctionnement stable des vannes et des canalisations dans les environnements marins, empêchant les fuites et la corrosion.
Les roulements tout céramique sont fabriqués en zircone ou en nitrure de silicium, matériaux qui présentent une résistance élevée à la corrosion, une dureté élevée et une grande résistance à l'usure. Ils sont adaptés à la corrosion et à l'usure en milieu marin. Cependant, ces roulements sont coûteux et relativement fragiles ; il est donc important d'éviter les chocs pendant leur utilisation. Ils ne sont pas recommandés dans les environnements soumis à de fortes charges d'impact.
Non magnétique
L'un des principaux avantages des roulements en céramique est leur nature non magnétique, qui joue un rôle essentiel dans la prévention de la transmission de signaux d'interférence électromagnétique. Étant donné que les systèmes de télécommunications sous-marines reposent sur une transmission de données précise sur de longues distances, toute interférence magnétique peut provoquer des interruptions de signal et des pertes de données. En utilisant des roulements en céramique non magnétiques, ces systèmes maintiennent l'intégrité de la transmission du signal, garantissant des communications ininterrompues entre les continents et améliorant la fiabilité et les performances globales des réseaux de télécommunications sous-marins.
Réduire la friction et l'usure
Par rapport aux roulements en acier, les roulements en céramique ont un coefficient de frottement nettement inférieur, ce qui réduit la consommation d'énergie, augmente l'efficacité de l'ensemble du système et prolonge la durée de vie. L'oxyde de zirconium (ZrO2) et le nitrure de silicium (Si3N4) ont tous deux de faibles coefficients de frottement et peuvent même être utilisés sans lubrification dans les applications à faible vitesse. La dureté particulière des matériaux céramiques contribue également à réduire les taux d'usure, prolongeant ainsi la durée de vie des roulements et réduisant les temps d'arrêt pour la maintenance et le remplacement.
Résistant aux débris et à la contamination
L'environnement sous-marin met souvent les roulements en danger en raison des débris, du sable et d'autres contaminants. Dans ce cas, les roulements en acier conventionnels subiront une usure et une défaillance accélérées. Les roulements en céramique étant beaucoup plus durs, leur résistance à l'intrusion de particules est accrue, bien qu'il faille veiller à empêcher les contaminants de pénétrer dans les roulements pour garantir un fonctionnement fiable. Cette caractéristique réduit le risque de défaillance et augmente la durabilité des équipements sous-marins.
Les roulements en céramique offrent une excellente résistance à la corrosion dans les applications marines. Comme les roulements en céramique ne sont pas affectés par l'eau de mer, ils peuvent être utilisés dans des environnements marins immergés en permanence et peuvent supporter des charges plus élevées. Les roulements en céramique sont principalement utilisés dans des environnements trop défavorables aux roulements en acier. En raison de la fragilité de la céramique, il est peu probable qu'ils résistent à des charges d'impact importantes.
Roulements en plastique
Les roulements en plastique sont un type de roulement léger, silencieux, facile à installer et sans entretien, et sont souvent utilisés dans des équipements tels que les petites pompes à eau. Cependant, les matériaux en plastique ont une faible résistance et une faible capacité de charge, et ne sont pas adaptés à une rotation à charge élevée et à grande vitesse. La capacité des roulements en plastique peut être augmentée en utilisant des matériaux alternatifs tels que le PEEK, mais ces matériaux sont toujours classés comme des roulements de semi-précision à faible charge.
Roulements en caoutchouc
Les roulements en caoutchouc sont également un type de roulement largement utilisé dans l'eau. Le caoutchouc a une excellente élasticité, une résistance à la traction et des propriétés autolubrifiantes. Les roulements en caoutchouc ont un faible coefficient de frottement sous lubrification par l'eau et peuvent efficacement prévenir ou ralentir les impacts et réduire le bruit. Les roulements en caoutchouc ont une bonne résistance sismique et peuvent s'adapter à de grands déplacements et déformations. Ils sont largement utilisés dans des environnements tels que les pipelines sous-marins qui doivent absorber les chocs et les vibrations.
Conclusion
Les roulements sont des composants très importants dans l'ingénierie marine. L'environnement marin impose des exigences extrêmement élevées en matière de qualité et de fiabilité des roulements, il faut donc sélectionner des roulements spéciaux adaptés aux environnements marins. Ces roulements ont des caractéristiques conviviales telles que la résistance à la corrosion et aux chocs, ce qui peut garantir la stabilité et la fiabilité des roulements. La sélection du bon type de roulement et des bonnes spécifications dans l'ingénierie marine peut garantir le fonctionnement sûr et stable de l'ingénierie marine. Les roulements en acier inoxydable de qualité 440 conviennent aux environnements marins, mais ils nécessitent un traitement de passivation ; les roulements en acier inoxydable de qualité 316 ont des valeurs nominales de charge et de vitesse inférieures ; les roulements en céramique sont résistants à la corrosion mais coûteux et fragiles ; les roulements en résine acétal et les roulements en plastique conviennent aux applications de faible précision, de faible charge et de faible vitesse.