Die Verwendung von Verbundwerkstoffen bietet eine Alternative zu herkömmlichen Press- und Gefrierfittings, die nicht nur eine genaue Ausrichtung gewährleisten, sondern auch langfristig eine sichere Lage des Lagers gewährleisten. Alice Jucquois berichtet
Die kritische Anforderung an Ruderlager bezieht sich auf die Buchsenarretierung im Gehäuse. Da die Buchse aus einem anderen Metall als der Lagerbock gefertigt ist, kann es zu lokaler galvanischer Korrosion kommen, wodurch das Gehäuse überdimensioniert wird, bis die Buchse eventuell nicht mehr in der richtigen Ausrichtung gehalten werden kann. Diese Fehlausrichtung kann zur Ausbildung von Ringspalten zwischen dem Gehäuse und der Lagerbuchse führen, was zu übermäßigem und vorzeitigem Verschleiß der Lager, einem fehlerhaften Ruder und folglich kostspieligen Reparaturen und dem Verlust von Seezeit führt.
Durch die Kombination von starken Vibrationen, ständigem Fretting und einer belüfteten Seewasserumgebung kann die Lagerinstallation eine echte Herausforderung sein. Die ideale Installation würde eine perfekte Abdichtung zwischen der Buchse und dem Gehäuse bieten und gleichzeitig einen vollständigen Korrosionsschutz bieten.
Traditionelle Montagetechniken
Beim Austausch von Ruderlagern in vorhandenen Booten ist es schwierig, die Innen- und Außenabmessungen des alten Lagers anzupassen. Die drei herkömmlichen Techniken zum Montieren von Ruderlagern sind Presspassung, Einfrieren und Erwärmen des Gehäuses.
Die erste Technik, das Pressfitting, besteht darin, das Lager in das Gehäuse zu drücken. Die Montagefreundlichkeit hängt von der Ausführung des Gehäuses und der Größe des Lagers ab. Das Anpressen erfordert jedoch eine große Kraft, die der Größe des Lagers proportional ist, und kann ein Lager beschädigen, das beim Einbau nicht in einer Linie liegt.
Die Einfrier- oder Schrumpftechnik kann als alternative Methode verwendet werden. Die beiden Methoden des Einfrierens unter Verwendung von flüssigem Stickstoff sind das vollständige Eintauchen und das Einfrieren der Dämpfe. Beim vollständigen Eintauchen wird das Lager in einen Behälter gegeben, der dann mit flüssigem Stickstoff gefüllt wird, bis das Lager auf den erforderlichen Durchmesser reduziert ist. Sobald der erforderliche Durchmesser erreicht ist, kann er aus dem Stickstoff entfernt werden und wird dann im Gehäuse gehalten, bis das Lager wieder seine ursprüngliche Größe erreicht hat. Dieses Verfahren ist jedoch sehr langsam und zeitaufwendig, da es sehr lange dauert, den Lagerdurchmesser zu reduzieren und genügend Freiraum für den Einbau zu erzeugen. Das Dampfgefrieren kann auch verwendet werden, um das Lager einzubauen, indem flüssiger Stickstoff direkt im Lager bis zur Reduktion verdampft wird. Sie wird dann in das Gehäuse eingesetzt, bis sie ihre ursprüngliche Größe erreicht. Diese Methode ist kostengünstiger und sicherer als die Tauchmethode, aber die Kontraktionsrate der Lager ist viel geringer.
Nach dem gleichen Konzept besteht eine andere Montagetechnik darin, das Gehäuse zu erwärmen, um es zu erweitern. Diese Technik beinhaltet heiße Arbeit und kann zu Gesundheits- und Sicherheitsproblemen führen und erfordert daher vor der Durchführung eine Risikoabschätzung, die sehr zeitaufwändig sein kann.
Obwohl diese Verfahren sehr effektiv sind, gibt es Einschränkungen hinsichtlich des Korrosionsschutzniveaus, das sie bieten. In der Tat bestehen die Buchse und das Gehäuse aus einem unähnlichen Material, und sie bleiben in direktem Kontakt, wodurch das Problem der lokalen galvanischen Korrosion erneut auftritt. Alle Prozesse erfordern eine genaue Bearbeitung des Gehäuses und / oder der Buchse, um sicherzustellen, dass die Abstände innerhalb der Toleranz für die Installation liegen.
Zusammengesetzte Unterlegkeile für die Lageranpassung
Composite Chocking bietet eine Alternative zu herkömmlichen Press- und Gefrierfittings, die nicht nur eine genaue Ausrichtung, sondern auch eine langfristige sichere Lage des Lagers gewährleisten. Polymerverbundwerkstoffe und -beschichtungen werden heutzutage in der Schifffahrtsindustrie häufig für das Wiedereinsetzen oder Einbauen von neuen Ruderlagern und Drehbuchsen eingesetzt. Verbundwerkstoffe eignen sich aufgrund ihrer hervorragenden Haltbarkeit, hohen Druck- und Haftfestigkeit, geringen Feuchtigkeitsaufnahme und elektrischen Isolationseigenschaften ideal für die stabile Installation und dauerhafte Verbindung von Ruderbuchsen. Belzona-Harze und Verbundwerkstoffe sorgen für einen 100% igen Kontakt zwischen der Buchse und dem Gehäuse. Sie gewährleisten eine dauerhafte, vibrationsfreie Lage und beseitigen galvanische Korrosion und Spaltkorrosion.
Auftragsverfahren für Verbundwerkstoffe
Belzona empfiehlt zwei Techniken für die Montage von Lagern mit Verbundwerkstoffen: die Gleitmethode und die Injektionsmethode. Beim Einbau des Lagers sollte besonders auf die Methode zum Ausrichten und Zentrieren der Lagerbuchse innerhalb des beschädigten Gehäuses geachtet werden. Die unten beschriebenen Techniken können zum Wiederaufbau, Neuausrichten und elektrischen Isolieren vieler Arten von Lagerbuchsengehäusen verwendet werden, einschließlich:
* Ruderbuchsengehäuse
* Internes Stevenrohr, Buchsengehäuse
* A-Rahmenhalterungsbuchsengehäuse
* Stabilisator in Wellenlagerbuchsen
* Übergroße Cutlasslagergehäuse
a) Slip-Methode
Die Schlupfmethode besteht darin, das Lager einfach in das Gehäuse zu schieben. Ein Film aus Verbundmaterial wird auf die vorbereitete Innenfläche des Gehäuses und auch auf die Außenfläche der Buchse aufgebracht. Weiteres Material wird im Überschuss auf die Innenseite des Gehäuses aufgebracht, um das Einschließen von Luft nach der Montage zu verhindern.
Die Buchse wird dann im Gehäuse in Position gebracht und korrekt ausgerichtet. Überschüssiges Material, das während des Zusammenbaus austritt, muss sofort entfernt werden.
b) Injektionsverfahren
Das Lagerverbinden kann durch Einspritzen des Materials zwischen Lager und Gehäuse erfolgen. Die Belzona Ausgleichsscheibe nimmt jegliche Ovalität oder Gehäuseabnutzung auf und schafft so eine dauerhafte Barriere mit 100% Oberflächenkontakt, die das Lager elektrisch isoliert. Dieses Verfahren wurde unter anderem für mehrere Situationen einschließlich Steigelager und Buchsen angewendet.
Der Liner oder die Buchse sollten im Gehäuse ausgerichtet sein. Der ringförmige Raum zwischen der Buchse und dem Gehäuse ist abgedichtet, wo dies erforderlich ist, um Produktverluste während des Einspritzvorgangs zu vermeiden. Dies kann durch mechanische Mittel oder durch Verwendung eines Produkts mit schneller Härtungspaste erreicht werden. Injektionslöcher sollten sorgfältig zusammen mit Belüftungslöchern positioniert werden, um die Bildung von Luftfallen zu verhindern. Im Idealfall sollten die Einspritzpunkte nicht mehr als 600 mm (24 Zoll) voneinander entfernt sein.
Das ausgewählte Material wird in Einweg-Injektionskartuschen geladen und mit pneumatischer Ausrüstung eingespritzt. Die Anwendung verläuft vom niedrigsten zum höchsten Einspritzpunkt. Das Material wird so lange eingespritzt, bis es an der nächsthöheren Einspritzstelle austritt. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Loch mit einem geeigneten Spund verschlossen und die Injektion sollte am nächsten Loch beginnen. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der ringförmige Raum zwischen der Buchse und dem Gehäuse vollständig mit dem Material zum Spachteln gefüllt ist. Dies wird durch Materialaustritt durch kleine Entlüftungslöcher angezeigt, die an der höchsten verfügbaren Stelle gebohrt sind.
Fallbeispiel - Belzona-Lagerinstallation in übergroßen Lagergehäusen
Im Juni 2010 musste ein Schiff in einer bulgarischen Werft ein neues Bronzelager in einem überdimensionalen Lagergehäuse installieren. Vorwiegend hatten starke Korrosion und Schlagabnutzung zur Zerstörung des alten Bronzelagers und zu einer unregelmäßigen Form des Gehäuses geführt, was zu einem vergrößerten ringförmigen Raum zwischen dem neu hergestellten Lager und dem Gehäuse führte. Als Ergebnis wurde ein neues Bronzebuchsenlager hergestellt, das im unregelmäßigen Lagergehäuse erneut eingesetzt werden musste.
Die Verbindung der Buchse mit Belzona-Materialien ist eine bewährte Anwendung in der Schiffsindustrie. Die Verwendung von Belzona-Verbundwerkstoffen für die Montage von Ruderlagern begann 1977 in Zusammenarbeit mit Belzona und dem Germanischen Lloyd. Das Projekt untersuchte die Verwendung von Belzona-Materialien, um das Problem der galvanischen Korrosion zwischen Stahlgehäusen und Ruderbuchsen, Zapfen und Auskleidungen zu beseitigen. Es erwies sich als ein zeit- und kostensparendes Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Reparaturen, bei denen das Schweißen und Bohren erforderlich gewesen wäre.
Die Injektionsmethode von Belzona wurde gewählt, da andere Alternativen längere Ausfallzeiten verursacht hätten. Die Injektion von Belzona 1321 (Ceramic S-Metal), einem zweiteiligen, keramikgefüllten Epoxidmaterial, das für Erosions- und Korrosionsbeständigkeit von Metalloberflächen sorgt, wurde durch einen flexiblen Schlauch in den vier Kanälen in der Rückseite des Lagers durchgeführt.
Mit dieser Lösung wurden Einsparungen gegenüber der teuren Bearbeitung des Gehäuses und der Lieferung größerer Bronzebuchsen erzielt. Dieses Standardreparaturverfahren eliminiert galvanische Korrosion und sorgt für eine langfristige Lagerung des Lagers.
Alice Jucquois ist bei Belzona Polymerics Ltd.