تجهیزات حمل و نقل دائماً در معرض خوردگی آب دریا ، مه نمکی بالا ، تأثیرات بار سنگین و سایر چالش ها قرار می گیرد. به عنوان یک مؤلفه اصلی سیستم انتقال و پشتیبانی نیرو ، یاتاقان های خود ساز به طور مستقیم بر هزینه های ایمنی و نگهداری ناوبری با قابلیت اطمینان آنها تأثیر می گذارد. یاتاقان های سنتی گریس به دلیل خرابی مهر و موم در محیط های دریایی مستعد ابتلا به روان کننده هستند و منجر به تصرف یا سایش می شوند. در مقابل ، یاتاقان های خودآزمایی از نوع درج با انتشار مداوم یک فیلم روان کننده از طریق روان کننده های جامد ، به طور قابل توجهی اصطکاک و نیاز به نگهداری را کاهش می دهند. با این حال ، شرایط عملیاتی پیچیده و متنوع کشتی ها - که از تأثیرات متناوب بر روی ماشین آلات عرشه گرفته تا بارهای زیاد مداوم بر روی سیستم های پیشرانه و از دمای بسیار پایین در مناطق قطبی تا دمای بالا در اتاق های موتور - انتخاب دقیق مواد.
I. ویژگی های شرایط عملیاتی کشتی و نیازهای عملکردی
چالش های شدید زیست محیطی
وضعیت عملیاتی | سناریوی معمولی | تحمل الزامات عملکرد |
خوردگی زیاد | غوطه وری در آب دریا ، محیط مه شکن | مقاومت در برابر خوردگی یون کلرید ، مقاومت در برابر گودال |
بار و ضربه سنگین | وینچ لنگر ، انتقال دنده فرمان روچ | فشار نهایی بالا (30 MPa) ، قدرت خستگی |
نوسانات دامنه دما گسترده | ناوبری قطبی (-30 ℃) ، اتاق موتور (60 ℃) | مقاومت در برابر شرارت با دمای پایین ، حفظ مقاومت در دمای بالا |
لرزش و پوشیدن سایش | موتور اصلی پشتیبانی ، سیستم های شافت پروانه | ویژگی های میرایی بالا ، مقاومت در برابر سایش (میزان سایش 10 ≤ 10 ⁻⁴) |
ii. مقایسه و پشتیبانی از داده ها از مواد بلبرینگ خود سازنده کشتی
1. مقاومت در برابر خوردگی: یک آستانه هسته در محیط های دریایی
نوع ماده | تست اسپری نمکی (ASTM B117) | میزان خوردگی غوطه وری آب دریا (میلی متر در سال) | سناریوهای قابل اجرا |
برنج با استحکام بالا | 720 ساعت بدون زنگ زدگی قرمز | 0.02-0.05 | ماشین آلات عرشه ، یاتاقان های گرد |
برنز | ≥1000 ساعت بدون زنگ زدگی قرمز | 0.01-0.03 | سیستم های شافت پروانه ، پمپ های آب دریا |
کامپوزیت مبتنی بر فولاد ضد زنگ | ≥2000 ساعت بدون زنگ زدگی قرمز | 0.005-0.01 | زیربناها ، تجهیزات با ارزش بالا |
برنز | ≤240 ساعت قبل از dezincification | 0.15-0.30 (شتاب Dezincification) | برای محیط های دریایی توصیه نمی شود |
نتیجه گیری کلیدی:
سعادت برنز آلومینیوم بهترین مقاومت در برابر اسپری نمکی را دارد و در تماس مداوم با آب دریا برای اجزای بحرانی مناسب است.
سعادت برنج با استحکام بالا ، مقرون به صرفه بودن را ارائه می دهد و نیازهای بیشتر تجهیزات عرشه را برآورده می کند.
سعادت کامپوزیت های مبتنی بر فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی عالی دارند اما 3-5 برابر گرانتر از برنز آلومینیوم هستند و فقط در کشتی های ویژه استفاده می شوند.
2. خصوصیات مکانیکی: بار سنگین و مقاومت در برابر ضربه
نشانگر | برنج با استحکام بالا | برنز | کامپوزیت مبتنی بر فولاد ضد زنگ |
فشار نهایی (MPA) | 30-50 | 25-35 | 20-30 |
قدرت خستگی (MPA) | ≥200 | ≥150 | ≥120 |
سختی ضربه (j/cm²) | 80-100 | 60-80 | 40-60 |
توصیه های انتخاب:
سعادت وینچ/capstans لنگر: برنج با استحکام بالا را با فشار نهایی 50 مگاپاسکال برای تحمل تنش های کابل فوری (به طور معمول 35-45 مگاپاسکال) در اولویت قرار دهید.
سعادت یاتاقان های اصلی موتور: برنز آلومینیوم 85 ٪ از استحکام خود را در دماهای بالا (60 ℃ در اتاق موتور) حفظ می کند ، و از برنج با استحکام بالا (75 ٪) بهتر است.
سعادت براکت های میرایی لرزش: کامپوزیت های مبتنی بر فولاد ضد زنگ عملکرد میرایی بالایی دارند (ضریب از دست دادن 0.05-0.08) اما ظرفیت بار محدود.
3. روغن کاری و سایش: کلید عملکرد بدون تعمیر و نگهداری
نوع ماده | اصطکاک خشک | ضریب سایش (10 × mm³/(n · m)) | طول عمر انتشار روان کننده (ساعت) |
برنج با استحکام بالا | 0.08-0.12 | 0.5 | 8000-10000 |
برنز | 0.10-0.18 | 1.2 | 6000-8000 |
کامپوزیت مبتنی بر فولاد ضد زنگ | 0.05-0.10 | 0.3 | 12000-15000 |
تفسیر داده ها:
سعادت کامپوزیت های مبتنی بر فولاد ضد زنگ کمترین میزان سایش را دارند اما بسیار گران هستند (حدود 120،000 RMB در تن) و فقط در یاتاقان های پروانه زیر آب استفاده می شوند.
سعادت برنج با استحکام بالا دارای طول عمر 10،000 ساعت (حدود 4 سال کار بدون تعمیر و نگهداری) است که نیازهای چرخه ترمیم 5 ساله کشتی های بازرگان را برآورده می کند.
سعادت برنز آلومینیوم برای جبران میزان سایش بالاتر به یک روان کننده مخلوط گرافیت-موس (20 ٪ محتوا) نیاز دارد.
iii موارد انتخاب تجهیزات معمولی در کشتی ها
1. یاطاقان دنده فرمان رو به کشتی
سعادت شرایط عملیاتی: بارهای نوسان دوره ای (15-25 مگاپاسکال) ، فرسایش مه شکن ، ارتعاشات مکرر.
سعادت انتخاب: برنج با استحکام بالا (ZCUZN25AL6FE3MN3) ، فشار نهایی 50 مگاپاسکال ، طول عمر اسپری نمکی 720 ساعت.
سعادت نتیجه: پس از جابجایی حامل فله 100000 تنی به یاتاقان های برنجی با استحکام بالا ، در طی 5 سال هیچ خوردگی یا توقیف وجود نداشت و هزینه های نگهداری 62 ٪ کاهش یافت.
2. یاتاقان های پمپ آب دریا
سعادت شرایط عملیاتی: سرعت زیاد مداوم (1500 دور در دقیقه) ، فشار مستقیم آب دریا ، سایش فرسودگی.
سعادت انتخاب: برنز آلومینیوم (ZCUAL10FE3) با 15 ٪ گرافیت فلور شده تعبیه شده و مقاومت در برابر خوردگی را 30 ٪ بهبود می بخشد.
سعادت داده ها: میزان سایش از 10 × 1.5 به 10 × 0.8 کاهش یافته و طول عمر آن به 6 سال افزایش یافته است.
IV نمودار تصمیم گیری انتخاب
1. تعیین نوع تجهیزات:
ماشین آلات عرشه (بار زیاد ، مه نمکی) → برنج با استحکام بالا
سیستم پیشران (دمای بالا ، لرزش) → برنز آلومینیوم
تجهیزات غوطه وری/ویژه (مقاومت شدید خوردگی) composite کامپوزیت مبتنی بر فولاد ضد زنگ
2. الزامات روغن کاری را تأیید کنید:
دوره بدون تعمیر و نگهداری> 5 سال؟ composite کامپوزیت مبتنی بر فولاد ضد زنگ (25 ٪ محتوای روان کننده)
تعمیر و نگهداری روتین (3-5 سال) → برنج با استحکام بالا یا برنز آلومینیومی
3. محدودیت های هزینه:
بودجه محدود → برنج با استحکام بالا (بهترین مقرون به صرفه بودن)
تجهیزات با ارزش بالا → کامپوزیت مبتنی بر فولاد ضد زنگ (هزینه چرخه عمر کم)
انتخاب یاتاقان های خودآزمایی برای کشتی ها باید به سه اصل "اولویت بندی مقاومت در برابر خوردگی ، تأکید بر ظرفیت بارگذاری و تمرکز روی روغن کاری" رعایت شود:
سعادت برنج با استحکام بالا 80 ٪ از سناریوهای کشتی را با عملکرد متعادل پوشش می دهد و انتخاب مقرون به صرفه است.
سعادت برنز آلومینیوم موقعیت های کلیدی در سیستم های پیشرانه را با مقاومت در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی خود تضمین می کند.
سعادت کامپوزیت های مبتنی بر فولاد ضد زنگ محافظت نهایی را برای تجهیزات دریای عمیق فراهم می کنند.
در آینده ، با محبوبیت فن آوری های اصلاح سطح برای مواد مبتنی بر مس (مانند روکش لیزر با روکش های Al₂o₃) ، خوردگی و مقاومت در برابر سایش یاتاقان های کشتی بیشتر بهبود می یابد و صنعت حمل و نقل را به سمت توسعه ایمن تر و کم کربن سوق می دهد.
برای مبادلات فنی بیشتر یا مشاوره انتخاب ، لطفا با آن تماس بگیرید شرکت تولید ماشین آلات Zhejiang Mingxu ، Ltd. : [email protected]
با ما تماس بگیرید