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Guia para rolamentos em água do mar
Com o desenvolvimento e a utilização contínuos dos recursos marinhos, a demanda por equipamentos de engenharia marinha está crescendo. Como o componente principal do equipamento mecânico, o desempenho e a qualidade dos rolamentos são cruciais para a operação de todo o equipamento. No ambiente marinho, a corrosão é um problema comum, então os rolamentos usados na engenharia marinha devem lidar com o risco sempre presente de corrosão. Devido ao poder corrosivo da água do mar, a seleção de rolamentos deve equilibrar a capacidade de carga e a resistência à corrosão para estender a vida útil dos rolamentos.
Aplicações submarinas são caracterizadas por condições severas contínuas e ambientes extremos. No ambiente marinho, várias aplicações envolvem eixos propulsores e componentes para robôs subaquáticos e sistemas de telecomunicações. No entanto, em água, sal e condições severas, não basta escolher qualquer rolamento – é essencial escolher o rolamento certo para desempenho e durabilidade ideais. A Organização Mundial da Corrosão relata que o custo global da corrosão é de impressionantes US$ 2.2 trilhões por ano, o equivalente a mais de 3% do PIB mundial. Quando os rolamentos em aplicações industriais subaquáticas começam a corroer, uma série de efeitos nocivos será desencadeada.
A corrosão acelera o desgaste das pistas de rolamento, elementos rolantes e gaiolas. Esse desgaste aumentado, combinado com a integridade da superfície comprometida, aumenta a suscetibilidade do rolamento à intrusão de partículas abrasivas e contaminantes. Esses contaminantes podem aumentar ainda mais o desgaste e os danos a componentes críticos, como vedações, engrenagens e outros rolamentos, levando, em última análise, a mais falhas e maiores custos de manutenção e substituição. A intervenção rápida e o uso de rolamentos resistentes à corrosão são essenciais para mitigar esses riscos e garantir a integridade e a longevidade do equipamento submarino.
Materiais de rolamento adequados para ambiente marinho
Materiais de rolamentos resistentes à corrosão devem ter alta resistência à corrosão e resistência ao desgaste para que possam ser usados por um longo tempo em névoa salina, água do mar e outros meios corrosivos. Materiais de rolamentos resistentes à corrosão comumente usados incluem aço inoxidável, cerâmica e plásticos.
Os materiais de aço inoxidável têm boa resistência à corrosão e ao desgaste e são materiais de rolamento comumente usados em equipamentos de engenharia marítima. Os rolamentos de aço inoxidável são um tipo de rolamento amplamente usado na água. Seu material tem as características de resistência à corrosão, resistência a ácidos e álcalis, resistência à oxidação e resistência a altas temperaturas, que são muito adequadas para ambientes aquáticos como oceanos, rios e lagos. E os rolamentos de aço inoxidável podem se adaptar a cargas e velocidades maiores. Em aplicações práticas, eles podem não apenas reduzir o número de tempos de manutenção, mas também aumentar a vida útil do equipamento.
O aço inoxidável 440 é um aço inoxidável martensítico de alto carbono e alto cromo que tem uma certa resistência à água do mar ou à névoa salina, tem boa resistência à corrosão e ao desgaste e é adequado para corrosão e desgaste em ambientes marinhos. No entanto, sua resistência à água do mar ou à névoa salina é limitada. Ao passivá-los, sua resistência à corrosão também pode ser melhorada. A passivação é um processo de acabamento de metal que usa ácido nítrico ou ácido cítrico para remover o ferro livre na superfície. O tratamento químico resulta em uma camada protetora de óxido que tem menos probabilidade de reagir quimicamente com o ar e causar corrosão. No entanto, a menos que seja protegido, isso acabará corroendo em um ambiente marinho.
O aço inoxidável 316 é um material de aço inoxidável de baixo carbono, alto teor de cromo e níquel com boa resistência à corrosão e resistência ao desgaste, adequado para corrosão e desgaste em um ambiente marinho. Comparado com o aço inoxidável 440, o aço inoxidável 316 é mais barato, por isso é amplamente utilizado em equipamentos de engenharia marítima.
Casos de aplicação de rolamentos de aço inoxidável
Rolamentos de aço inoxidável são amplamente utilizados em engenharia marítima, incluindo hélices de navios, plataformas offshore, bombas de água do mar, válvulas e tubulações. Sua excelente resistência à corrosão e resistência ao desgaste podem garantir a estabilidade e confiabilidade do equipamento em ambientes marinhos severos. Ao selecionar rolamentos de aço inoxidável, é necessário considerar de forma abrangente o ambiente de uso específico e as condições de trabalho para selecionar o material e o tipo de rolamento mais adequados.
Hélice de navio
Hélices de navios são componentes-chave dos sistemas de energia de navios e precisam suportar a corrosão da água do mar e o desgaste da operação de longo prazo. Rolamentos de aço inoxidável são ideais para hélices de navios devido à sua excelente resistência à corrosão e ao desgaste. Os materiais de rolamento de aço inoxidável comumente usados incluem aço inoxidável 440 e aço inoxidável 316. Esses materiais têm boa resistência à corrosão na água do mar e podem garantir a operação estável de longo prazo da hélice.
Plataforma offshore
Plataformas offshore são instalações importantes para operações offshore e precisam suportar uma variedade de ambientes severos, como corrosão da água do mar e impacto do vento e das ondas. A aplicação de rolamentos de aço inoxidável em plataformas offshore é concentrada principalmente em componentes-chave de transmissão, como bogies, elevadores, etc. A resistência à corrosão e ao desgaste dos rolamentos de aço inoxidável podem garantir a estabilidade e a confiabilidade das plataformas offshore em ambientes severos.
Bomba de água do mar
Bombas de água do mar são equipamentos comumente usados em engenharia marinha, usados para extrair água do mar para dessalinização, resfriamento e outros tratamentos. A aplicação de rolamentos de aço inoxidável em bombas de água do mar é concentrada principalmente em peças-chave, como impulsores e eixos principais. A combinação de impulsores de aço inoxidável fundido CF-8M (equivalente ao aço inoxidável 316) e eixos principais de aço inoxidável 316 pode operar de forma estável por um longo tempo em ambientes de água do mar, reduzindo a corrosão e o desgaste.
Válvulas e tubulações
Válvulas e tubulações são componentes importantes para o transporte de fluidos em engenharia marítima e precisam suportar condições como corrosão da água do mar e alta pressão. A aplicação de rolamentos de aço inoxidável em válvulas e tubulações é concentrada principalmente em mecanismos de controle e componentes de vedação. A resistência à corrosão e o desempenho de vedação dos rolamentos de aço inoxidável podem garantir a operação estável de válvulas e tubulações em ambientes marítimos, evitando vazamentos e corrosão.
Rolamentos cerâmicos completos são feitos de materiais de zircônia ou nitreto de silício, que têm as características de alta resistência à corrosão, alta dureza e alta resistência ao desgaste, e são adequados para corrosão e desgaste em ambientes marinhos. No entanto, rolamentos cerâmicos completos são caros e relativamente quebradiços, portanto, deve-se tomar cuidado para evitar impactos durante o uso. Rolamentos cerâmicos completos não são recomendados em ambientes que devem suportar cargas de impacto pesadas.
Não magnético
Uma das principais vantagens dos rolamentos cerâmicos é sua natureza não magnética, que desempenha um papel vital na prevenção da transmissão de sinais de interferência eletromagnética. Como os sistemas de telecomunicações submarinos dependem de transmissão precisa de dados em longas distâncias, qualquer interferência magnética pode causar interrupções de sinal e perda de dados. Ao usar rolamentos cerâmicos não magnéticos, esses sistemas mantêm a integridade da transmissão de sinal, garantindo comunicações ininterruptas entre continentes e melhorando a confiabilidade e o desempenho geral das redes de telecomunicações submarinas.
Reduza o atrito e o desgaste
Comparados com rolamentos de aço, rolamentos de cerâmica têm um coeficiente de atrito significativamente menor, o que reduz o consumo de energia, aumenta a eficiência de todo o sistema e estende a vida útil. Tanto o óxido de zircônio (ZrO2) quanto o nitreto de silício (Si3N4) têm baixos coeficientes de atrito e podem até ser usados sem lubrificação em aplicações de baixa velocidade. A dureza especial dos materiais cerâmicos também ajuda a reduzir as taxas de desgaste, estendendo a vida útil do rolamento e reduzindo o tempo de inatividade para manutenção e substituição.
Resistente a detritos e contaminação
O ambiente submarino frequentemente coloca os rolamentos em risco devido a detritos, areia e outros contaminantes. Neste caso, os rolamentos de aço convencionais sofrerão desgaste acelerado e falha. Como os rolamentos de cerâmica são muito mais duros, sua resistência à intrusão de partículas é aumentada, embora seja necessário tomar cuidado para evitar que contaminantes entrem em qualquer rolamento para garantir uma operação confiável. Este recurso reduz o risco de falha e aumenta a durabilidade do equipamento submarino.
Rolamentos cerâmicos fornecem excelente resistência à corrosão em aplicações marítimas. Como os rolamentos cerâmicos não são afetados pela água do mar, eles podem ser usados em ambientes marinhos permanentemente submersos e podem suportar cargas maiores. Os rolamentos cerâmicos são usados principalmente em ambientes muito desfavoráveis para rolamentos de aço. Devido à fragilidade da cerâmica, é improvável que eles suportem grandes cargas de impacto.
Rolamentos de plástico
Rolamentos de plástico são um tipo de rolamento leve, de baixo ruído, fácil de instalar e sem manutenção, e são frequentemente usados em equipamentos como pequenas bombas de água. No entanto, os materiais plásticos têm baixa resistência e baixa capacidade de carga, e não são adequados para alta carga e alta velocidade de rotação. A capacidade dos rolamentos de plástico pode ser aumentada usando materiais alternativos como PEEK, mas esses materiais ainda são classificados como rolamentos de semiprecisão e baixa carga.
Rolamentos de borracha
Os rolamentos de borracha também são um tipo de rolamento amplamente utilizado na água. A borracha tem excelente elasticidade, resistência à tração e propriedades autolubrificantes. Os rolamentos de borracha têm um baixo coeficiente de atrito sob lubrificação com água e podem efetivamente prevenir ou desacelerar o impacto e reduzir o ruído. Os rolamentos de borracha têm boa resistência sísmica e podem se adaptar a grandes deslocamentos e deformações. Eles são amplamente utilizados em ambientes como oleodutos submarinos que precisam absorver choque e vibração.
Conclusão
Rolamentos são componentes muito importantes na engenharia marítima. O ambiente marinho coloca demandas extremamente altas na qualidade e confiabilidade dos rolamentos, então rolamentos especiais adequados para ambientes marinhos precisam ser selecionados. Esses rolamentos têm características amigáveis, como resistência à corrosão e resistência ao impacto, o que pode garantir a estabilidade e confiabilidade dos rolamentos. Selecionar o tipo e a especificação corretos de rolamento na engenharia marítima pode garantir a operação segura e estável da engenharia marítima. Rolamentos de aço inoxidável grau 440 são adequados para ambientes marinhos, mas precisam de tratamento de passivação; rolamentos de aço inoxidável grau 316 têm classificações de carga e velocidade mais baixas; rolamentos de cerâmica são resistentes à corrosão, mas caros e frágeis; rolamentos de resina acetal e rolamentos de plástico são adequados para aplicações de baixa precisão, baixa carga e baixa velocidade.