O uso de materiais compósitos oferece uma alternativa ao encaixe tradicional de prensar e congelar que garante não apenas o alinhamento preciso, mas também a localização segura a longo prazo do rolamento. Alice Jucquois relata
O requisito crítico dos mancais do leme se refere à retenção da bucha no alojamento. Como a bucha é fabricada a partir de um metal diferente do bloco de mancais, pode ocorrer corrosão galvânica local, o que faz com que a caixa fique grande demais até que a bucha não possa mais ser mantida no alinhamento correto. Esse desalinhamento pode resultar no desenvolvimento de folgas anulares entre o mancal e o mancal do mancal, resultando em desgaste excessivo e prematuro do mancal, um leme com defeito e, consequentemente, reparos dispendiosos e perda de tempo no mar.
Devido a uma combinação de vibração severa, atrito constante e um ambiente de água do mar aerada, a instalação do rolamento pode ser um verdadeiro desafio. A instalação ideal proporcionaria uma vedação perfeita entre o casquilho e o corpo, oferecendo uma proteção completa contra corrosão.
Técnicas de montagem tradicionais
Ao substituir os mancais do leme nos barcos existentes, é difícil combinar as dimensões interna e externa do mancal antigo. As três técnicas convencionais de montagem dos mancais do leme são encaixe por pressão, montagem por congelamento e aquecimento do corpo.
A primeira técnica, encaixe de pressão, consiste em pressionar o rolamento no alojamento. A facilidade de instalação irá variar dependendo do acabamento da caixa e do tamanho do rolamento. No entanto, a prensagem requer uma força grande, proporcional ao tamanho do rolamento e pode danificar um rolamento que não esteja alinhado ao encaixar.
A técnica de congelamento ou ajuste por contração pode ser usada como um método alternativo. Os dois métodos de congelamento com nitrogênio líquido são a imersão total e o congelamento de vapor. Em imersão total, o rolamento é colocado em um recipiente que é então preenchido com nitrogênio líquido até a redução do rolamento até o diâmetro requerido. Uma vez atingido o diâmetro requerido, ele pode ser removido do nitrogênio e então mantido no local no alojamento até que o rolamento retorne ao seu tamanho original. No entanto, este método é muito lento e demorado porque leva muito tempo para reduzir o diâmetro do rolamento e gerar espaço suficiente para o encaixe. O congelamento de vapor também pode ser usado para encaixar o rolamento vaporizando o nitrogênio líquido diretamente dentro do rolamento até a redução. Ele será então colocado no alojamento até retornar ao seu tamanho original. Este método é mais rentável e seguro do que o método de imersão, mas a taxa de contração do rolamento é muito menor.
Usando o mesmo conceito, outra técnica de encaixe consiste em aquecer o invólucro para expandi-lo. Esta técnica envolve trabalho a quente e pode incorrer em problemas de saúde e segurança e, portanto, requer uma avaliação dos riscos antes da realização, o que pode ser muito demorado.
Embora esses métodos sejam muito eficazes, haverá limitações no nível de proteção contra corrosão que eles fornecem. De fato, o casquilho e o alojamento são feitos de material diferente e eles permanecerão em contato direto, fazendo com que o problema da corrosão galvânica local volte a ocorrer. Todos os processos exigirão uma usinagem precisa da carcaça e / ou bucha para garantir que as folgas estejam dentro da tolerância para instalação.
Calço composto para montagem de rolamentos
O calçamento composto oferece uma alternativa ao encaixe tradicional de prensar e congelar que garante não apenas o alinhamento preciso, mas também a localização segura a longo prazo do rolamento. Atualmente, os compósitos e revestimentos poliméricos são amplamente utilizados na indústria naval para a recolocação ou instalação de novos rolamentos de direção e leme. Devido à sua excelente durabilidade, alta resistência à compressão e aderência, baixa absorção de umidade e características de isolação elétrica, os materiais compósitos são ideais para a instalação estável e fixação permanente das buchas de leme. Isolando o rolamento em posição, as resinas Belzona e os compósitos de pasta dão um contato de 100% entre o casquilho e o invólucro, garantindo um local permanente sem vibrações e eliminando a corrosão galvânica e em fresta.
Métodos de aplicação de materiais compósitos
A Belzona recomenda duas técnicas para a instalação de rolamentos com materiais compósitos: o método slip e o método de injeção. Ao instalar o rolamento, deve-se dar atenção especial ao método usado para alinhar e centralizar a bucha do mancal dentro do alojamento danificado. As técnicas descritas abaixo podem ser usadas para reconstruir, realinhar e isolar eletricamente vários tipos de mancal de mancal de rolamentos, incluindo:
* Carcaças de arbusto de leme
* Tubo de popa interno, mancais de bucha
* Carcaças de buchas de suporte de armação em A
* Estabilizador em mancais de mancal de eixo
* Caixas de rolamentos de tamanho grande
a) método de deslizamento
O método de deslizamento consiste simplesmente em deslizar o rolamento para dentro do alojamento. Uma película de material compósito é aplicada à superfície interna preparada do invólucro e também à superfície externa do casquilho. Material adicional é aplicado em excesso à superfície interna do alojamento para evitar a retenção de ar após a montagem.
A bucha é então colocada em posição na carcaça e alinhada corretamente. Qualquer excesso de material expulso durante a montagem precisará ser removido imediatamente.
b) método de injeção
A colagem do rolamento pode ser realizada injetando o material entre o rolamento e o alojamento. O calço Belzona absorve qualquer ovalização ou desgaste da caixa, criando assim uma barreira durável com contato superficial de 100%, isolando eletricamente o rolamento. Este método foi aplicado em várias situações, incluindo rolamentos e buchas de elevação, entre outros.
O forro ou bucha deve estar alinhado na carcaça. O espaço anular entre a bucha e a caixa é vedado onde necessário para evitar perda de produto durante o processo de injeção. Isto pode ser realizado por meios mecânicos ou utilizando um produto de pasta de cura de cura rápida. Os orifícios de injeção devem ser cuidadosamente posicionados juntos com orifícios de ventilação para evitar a formação de armadilhas de ar; idealmente, os pontos de injeção devem ser espaçados a não mais de 600 mm (24 polegadas) de distância.
O material selecionado é colocado em cartuchos de injeção descartáveis e injetado com equipamento pneumático. A aplicação progride do menor para o maior ponto de injeção. O material é injetado até que seja exsudado do próximo ponto de injeção mais alto, momento em que o primeiro furo é selado com um batoque apropriado e a injeção deve começar no próximo furo. Este processo continua até que o espaço anular entre a bucha e a carcaça esteja completamente preenchido com o material de calçamento. Isto é indicado pelo vazamento de material através de pequenos orifícios de ventilação perfurados no ponto mais alto disponível.
Estudo de caso - Instalação do rolamento Belzona em carcaça de rolamento de grandes dimensões
Em junho de 2010, um navio em um estaleiro búlgaro exigiu a instalação de um novo rolamento de bronze em um alojamento de rolamento de grandes dimensões. Predominantemente, corrosão severa e desgaste por impacto levaram à destruição do rolamento de bronze antigo e da forma irregular do invólucro, levando ao aumento do espaço anular entre o novo mancal fabricado e o invólucro. Como resultado, um novo mancal de bucha de bronze foi fabricado e teve que ser recolocado no alojamento do mancal irregular.
A união da bucha no lugar com os materiais da Belzona é uma aplicação comprovada na indústria naval. O uso de materiais compostos Belzona para instalação de rolamentos de leme começou em 1977, com a colaboração entre Belzona e Germanischer Lloyd. O projeto investigou o uso de materiais Belzona para eliminar o problema de corrosão galvânica entre caixas de aço e buchas de leme, cones e revestimentos. Foi provado ser um procedimento de economia de tempo e custo em comparação com o reparo tradicional, o que envolveria soldagem e perfuração.
O método de injeção da Belzona foi escolhido, pois outras alternativas teriam maior tempo de inatividade. A injeção do Belzona 1321 (Ceramic S-Metal), um material epóxi preenchido com cerâmica de duas partes, projetado para fornecer resistência à erosão e à corrosão de superfícies metálicas, foi feita através de mangueira flexível colocada nos quatro canais feitos na parte de trás do rolamento.
Economias foram feitas usando esta solução contra usinagem dispendiosa da carcaça e fornecimento de bucha de bronze maior. Este procedimento de reparo padrão elimina a corrosão galvânica e fornece uma localização de longo prazo do rolamento.
Alice Jucquois está com a Belzona Polymerics Ltd.