El uso de materiales compuestos ofrece una alternativa al ajuste tradicional de prensado y congelación que garantiza no solo una alineación precisa sino también una ubicación segura a largo plazo del rodamiento. Informes de alicia jucquois
El requisito crítico con los cojinetes del timón se relaciona con la retención del casquillo en la carcasa. Debido a que el casquillo se fabrica con un metal diferente al bloque del cojinete, puede ocurrir una corrosión galvánica local, lo que hace que la carcasa se sobredimensione hasta que finalmente el casquillo ya no pueda mantenerse en la alineación correcta. Esta desalineación puede resultar en el desarrollo de huecos anulares entre la carcasa y el casquillo del cojinete, lo que resulta en un desgaste excesivo y prematuro del cojinete, un timón que funciona mal y, por consiguiente, reparaciones costosas y pérdida de tiempo en el mar.
Debido a una combinación de vibración severa, desgaste constante y un ambiente de agua de mar aireada, la instalación de rodamientos puede ser un verdadero desafío. La instalación ideal proporcionaría un sellado perfecto entre el casquillo y la carcasa al tiempo que ofrece una protección completa contra la corrosión.
Técnicas de ajuste tradicionales
Al reemplazar los cojinetes del timón en los barcos existentes, es difícil igualar las dimensiones internas y externas del cojinete viejo. Las tres técnicas convencionales de ajuste de los cojinetes del timón son el ajuste a presión, el ajuste por congelación y el calentamiento de la carcasa.
La primera técnica, la conexión a presión, consiste en presionar el rodamiento en la carcasa. La facilidad de ajuste variará según el acabado de la carcasa y el tamaño del rodamiento. Sin embargo, el prensado requiere una gran fuerza, proporcional al tamaño del rodamiento, y puede dañar un rodamiento que no está en línea cuando se ajusta.
La técnica de ajuste por congelación o ajuste por contracción se puede utilizar como un método alternativo. Los dos métodos de congelación utilizando nitrógeno líquido son la inmersión total y la congelación de vapor. En inmersión total, el rodamiento se coloca en un contenedor que luego se llena con nitrógeno líquido hasta la reducción del rodamiento al diámetro requerido. Una vez que se haya logrado el diámetro requerido, se puede extraer del nitrógeno y luego se mantendrá en su lugar en la carcasa hasta que el rodamiento vuelva a su tamaño original. Sin embargo, este método es muy lento y requiere mucho tiempo porque lleva mucho tiempo reducir el diámetro del rodamiento y generar suficiente espacio para el ajuste. La congelación de vapor también se puede utilizar para ajustar el rodamiento vaporizando nitrógeno líquido directamente dentro del rodamiento hasta la reducción. Luego se colocará en la carcasa hasta que vuelva a su tamaño original. Este método es más económico y más seguro que el método de inmersión, pero la tasa de contracción del rodamiento es mucho menor.
Usando el mismo concepto, otra técnica de adaptación consiste en calentar la carcasa para expandirla. Esta técnica implica trabajo en caliente y puede incurrir en problemas de salud y seguridad y, por lo tanto, requiere una evaluación de los riesgos antes de llevar a cabo, lo que puede consumir mucho tiempo.
Si bien estos métodos son muy efectivos, habrá limitaciones en el nivel de protección contra la corrosión que brindan. De hecho, el casquillo y la carcasa están hechos de un material diferente y permanecerán en contacto directo, lo que hará que vuelva a ocurrir el problema de la corrosión galvánica local. Todos los procesos requerirán un mecanizado preciso de la carcasa y / o el casquillo para garantizar que los espacios se encuentren dentro de la tolerancia de instalación.
Bloqueos compuestos para el montaje de rodamientos
El calzo compuesto ofrece una alternativa al ajuste tradicional de prensado y congelación que garantiza no solo una alineación precisa sino también una ubicación segura a largo plazo del rodamiento. Hoy en día, los compuestos y recubrimientos poliméricos son ampliamente utilizados en la industria marina para la reconexión o la instalación de nuevos cojinetes de timón y revestimientos de clavija. Debido a su excelente durabilidad, alta resistencia a la compresión y al adhesivo, baja absorción de humedad y características de aislamiento eléctrico, los materiales compuestos son ideales para la instalación estable y la unión permanente de los casquillos del timón. Al aislar el rodamiento en su posición, las resinas Belzona y los compuestos de grado de pasta proporcionan un contacto del 100% entre el casquillo y la carcasa, asegurando una ubicación permanente sin vibraciones y eliminando la corrosión galvánica y de grietas.
Métodos de aplicación de materiales compuestos.
Belzona recomienda dos técnicas para la instalación de rodamientos con materiales compuestos: el método de deslizamiento y el método de inyección. Al instalar el rodamiento, se debe prestar especial atención al método utilizado para alinear y centralizar el cojinete del rodamiento dentro de la carcasa dañada. Las técnicas que se describen a continuación se pueden usar para reconstruir, realinear y aislar eléctricamente muchos tipos de alojamientos de casquillos de cojinetes, incluyendo:
* Alojamientos de casquillo de timón
* Tubo interno de popa, casquillos de casquillo.
* Carcasas de casquillo de soporte en A
* Estabilizador en casquillos de cojinetes de eje.
* Carcasas de rodamientos de machete de gran tamaño.
a) Método de deslizamiento
El método de deslizamiento consiste simplemente en deslizar el rodamiento en la carcasa. Se aplica una película de material compuesto a la superficie interior preparada del alojamiento y también a la superficie exterior del casquillo. Se aplica material adicional en exceso a la superficie interna de la carcasa para evitar que el aire quede atrapado después del ensamblaje.
El casquillo se engancha en posición en la carcasa y se alinea correctamente. Cualquier exceso de material extruido durante el montaje deberá eliminarse inmediatamente.
b) Método de inyección
La unión del rodamiento se puede llevar a cabo inyectando el material entre el rodamiento y la carcasa. La cuña Belzona absorbe cualquier desgaste o desgaste de la carcasa, creando así una barrera duradera con un contacto de superficie del 100%, aislando eléctricamente el rodamiento. Este método se ha aplicado a múltiples situaciones, incluidos rodamientos y casquillos de elevación, entre otros.
El forro o casquillo debe estar alineado en la carcasa. El espacio anular entre el casquillo y la carcasa se sella cuando es necesario para evitar la pérdida de producto durante el proceso de inyección. Esto se puede lograr por medios mecánicos o utilizando un producto de grado de pasta de curado rápido. Los orificios de inyección deben colocarse cuidadosamente junto con los orificios de ventilación para evitar la formación de trampas de aire; idealmente, los puntos de inyección deben tener una separación de no más de 600 mm (24 pulgadas).
El material seleccionado se carga en cartuchos de inyección desechables y se inyecta utilizando equipos neumáticos. La aplicación avanza desde el punto de inyección más bajo al más alto. El material se inyecta hasta que se exuda desde el siguiente punto de inyección más alto, momento en el cual el primer orificio se sella con un tapón adecuado y la inyección debe comenzar en el siguiente orificio. Este proceso continúa hasta que el espacio anular entre el casquillo y la carcasa se llena completamente con el material de choque. Esto se indica mediante la fuga de material a través de pequeños orificios de ventilación perforados en el punto más alto disponible.
Estudio de caso: instalación de rodamientos Belzona en alojamientos de rodamientos de gran tamaño
En junio de 2010, un barco en un astillero búlgaro requirió la instalación de un nuevo cojinete de bronce en un alojamiento de cojinete de gran tamaño. Predominantemente, la corrosión severa y el desgaste por impacto habían llevado a la destrucción del antiguo cojinete de bronce y la forma irregular de la carcasa, lo que llevó a un mayor espacio anular entre el nuevo cojinete fabricado y la carcasa. Como resultado, se fabricó un nuevo cojinete de casquillo de bronce y se tuvo que volver a colocar en el alojamiento del cojinete irregular.
La unión del arbusto con los materiales de Belzona es una aplicación probada en la industria marina. El uso de los materiales compuestos de Belzona para la instalación de los cojinetes del timón comenzó en 1977 con la colaboración de Belzona y Germanischer Lloyd. El proyecto investigó el uso de los materiales de Belzona para eliminar el problema de la corrosión galvánica entre las carcasas de acero y los casquillos del timón, los conos y los revestimientos. Se demostró que era un procedimiento de ahorro de tiempo y costos en comparación con la reparación tradicional, que habría involucrado soldadura y perforación.
El método de inyección de Belzona se eligió ya que otras alternativas hubieran incurrido en un tiempo de inactividad más prolongado. La inyección de Belzona 1321 (Ceramic S-Metal), un material epóxico relleno de cerámica de dos piezas diseñado para proporcionar resistencia a la erosión y corrosión de las superficies metálicas, se realizó a través de una manguera flexible colocada en los cuatro canales que se encuentran en la parte posterior del cojinete.
Se obtuvieron ahorros utilizando esta solución contra el maquinado costoso de la carcasa y el suministro de un casquillo de bronce más grande. Este procedimiento de reparación estándar elimina la corrosión galvánica y proporciona una ubicación a largo plazo del rodamiento.
Alice Jucquois está con Belzona Polymerics Ltd.