2022 Augusti 1st Week Marginal News Recommendation - Vattenkylda Wonders: Sustainable Stern Tube Bearing Technology

Vi ser normalt inte på akterrörslager som miljövänliga. Men det borde vi.

Vi lever i en hyperuppkopplad, digitalt fokuserad värld.

Genom globalisering och tekniska framsteg är vi bättre anslutna och har större tillgång till varor och tjänster och information än någonsin tidigare. Så det är lätt att glömma att 90 procent av allt fortfarande reser precis som det gjorde för 500 år sedan.

Den handeln bedrivs av de cirka 55,000 handelsfartygen som handlar internationellt. Oavsett om det är styckegods, container eller tankfartyg är var och en av dessa utrustade med en eller flera propellrar som driver fartyget genom vattnet. Propellern är i sin tur kopplad till motorn via en axel, och den axeln stöds av olika lager för att hålla den roterande smidigt.

Dessa lager kräver ofta fett- eller oljesmörjning. Ett oljesmord akterrörssystem introducerades på 1950-talet för att hjälpa till att kontrollera slitagetiden för axellager. En av systemets komponenter är känt som akterrörslagret och dess huvudsakliga uppgift är att täta det oljefyllda akterröret och förhindra att oljan hamnar i havet och orsakar havsföroreningar.

Ändå händer fortfarande olyckor.

Fisknät, felinriktade propelleraxlar, dåligt underhållna tätningar eller tillverkningsfel kan alla göra att tätningen går sönder. Den resulterande förlusten av oljeinneslutning kan bli kostsam för fartygsägaren och leda till böter eller till och med fängelse för besättningen.

Oljesmorda akterrörssystem utvecklades skenbart för att kontrollera lagrets slitagelivslängd. Men vad händer om dessa system inte behövde olja alls?

Vattenkylda lager

Vattenkylda lager har fördelen att de inte kräver oljesmörjning eller EALs (miljömässigt acceptabla smörjmedel), vilket minskar föroreningsrisken till noll. Medan axeln snurrar i hastighet skapar vattnet en kil som helt separerar axeln från lagermaterialet, vilket bringar friktionskoefficienten till under 0.001. Detta minskar systemets slitage till en försumbar mängd.

Vatten har också dubbelt så mycket värme som olja. En lika stor vikt vatten kommer att absorbera dubbelt så mycket värme som oljesmörjmedel, vilket gör kylningsegenskaperna mycket överlägsna. Genom att använda vatten som smörjmedel krävs inte föroreningstätningar. Om tätningar inte krävs kan pumpar och tankar inte behövas. Detta leder till ett enklare axellagersystem och omedelbara kostnadsbesparingar i byggfasen.

Akterrörslager är utformade med en serie land och spår som löper längsgående. När en förorening som sand eller grus kommer in i systemet kommer vattnet att skölja in det i ett spår där det spolas ut. På grund av materialets konstruktion av denna typ av lager undviker den att skära propelleraxeln, till skillnad från ett metalllager, som inte ger något.

Vidare kommer en smord axel att fånga föroreningar, i huvudsak förvandla den till en lappmassa. Detta kommer att kontinuerligt slita på axeln vid varje rotation.

Vattenkylda lager har utvecklats med hjälp av den modernaste tekniken som finns och en av de äldsta hållbara resurserna som människan känner till.

Kompositlager

Thordon Bearings, ett Thompson Gordon-företag, är en Ontario-baserad tillverkare som specialiserat sig på produktion av olje- och fettfria lager och tätningar. Företaget använder ett patentskyddat, fettfritt, vattensmord polymermaterial. Detta lagermaterial med låg koefficient hjälper till att minska axel-/lagerfriktionen och eliminerar stickglidning.

Thordon tillverkade nyligen det största roderlagret som någonsin tillverkats – på tjugofyra timmar, inte mindre!

Ett containerfartyg i torrdocka i Dubai visade sig ha roderlagerspel vid gränsen. När slutet av underhållsperioden närmade sig snabbt behövde ägaren bestämma sig för om han skulle återvända till torrdockan eller byta ut det befintliga metalllagret med Thordons vattensmorda teknik. Thordons lokala partner, Ocean Power International, försäkrade varvet att det kunde leverera lagret i tid.

Med endast en roderstock som referens, gjutit Thordons Burlington, Ontario-baserade team en överdimensionerad pjäs med en god säkerhetsmarginal. Den färdiga biten mätte 1 250 mm x 1 050 mm x 1 350 mm och vägde 2 500 lbs. Även om det största lagret någonsin levererats, var det fortfarande sju gånger lättare än ett jämförbart bronslager och tillräckligt lätt för att det lastades på ett kommersiellt flygplan den natten.

Tjugofyra timmar senare anlände lagret till Dubai där det lokala teamet slutförde den slutliga bearbetningen enligt exakta specifikationer. Biten underkylds sedan med flytande kväve, vilket fick ytterdiametern att krympa med 21,93 mm och gjorde att lagret enkelt kunde monteras på plats.

Den resulterande installationen har en högre nötningsbeständighet än bronslagret som den ersatte med dubbelt så lång livslängd.

Kontrakt för flera fartyg

Fördelarna med vattenkylda lager i kombination med Thordons snabba leveranstid har lett till ett flerfartygsavtal med Maritime Partners, världens största operatör av inlandsfartyg.

Tolv dubbelskruvade push-båtar är planerade att levereras från Louisiana-baserade FMT Shipyard med utrustning som inkluderar RiverTough bakaxellager, ThorPlas-Blue roderlager med Pucker Seals, ThorPlas-Blue styrlänkagebussningar, SXL tryckbrickor och TG100 bakaxeltätningar.

Maritime Partners driver en av de mest moderna, nya och miljöeffektiva flottorna över hela USA:s inlandsflodnätverk och gick all-in med Thordons vattenkylda lösningar för att säkerställa tillförlitlig drift och ingen risk för föroreningar.

Trälager

I andra änden av spektrumet finns den längsta rinnande vattenkylda lagerlösningen i historien: trälager gjorda av lignum vitae.

Lignum vitae har varit i tjänst i över tre århundraden. Den fick sitt första patent 1852. Listad i SNAME 1882. Används i hela flottan under första världskriget, sedan igen under andra världskriget. Den valdes för användning på USS Nautilus – världens första kärnkraftsdrivna ubåt. Världens snabbaste oceanångare, SS United States, belönades med Blue Riband för den snabbaste korsningen av Atlanten på sin jungfruresa 1952, ett rekord som det har till denna dag.

Dess axellager var tillverkat av lignum vitae.

Inget annat lagermaterial har samma historia eller livslängd som LV. Och eftersom det är en helt förnybar resurs har den äran att vara den mest miljövänliga lösningen som finns.

Vad gör det så bra?

Lignum vitae är det hårdaste av alla omsatta träslag, läser 4 390 lbf på Janka-skalan – motsvarande aluminium. Det är också det tätaste av alla hårda träslag på 6,8 lb/bd ft. jämfört med ebony på 5,8 lb/bd ft. Det tar århundraden för ett av dessa träd att nå mognad.

Den har naturliga oljor som orsakar självsmörjning och slitstyrka. En studie från den amerikanska flottan fann att LV hade den lägsta friktionskoefficienten som någonsin registrerats. Dessa oljor ger också motståndskraft mot röta och eftersom det är ett trä är det inte känsligt för skador genom elektrolys.

De flesta av dessa egenskaper är resultatet av dess unika cellstruktur. Till skillnad från de flesta träslag, som bildar sina ådringar i ett longitudinellt mönster, bildas LV som en vävd matris med en 60-gradersvinkel på ådringarna. Detta fungerar som en förspänd fjäder. Den kan komprimeras med en 100-ton press och kommer att springa tillbaka och återfå sin form med perfekt minne efter några dagar.

Det är denna sista egenskap som gör den perfekt för användning i akterrör. Trälagret anpassar sig efter axeln över tiden, i huvudsak faller in, vilket är när den lägsta koefficienten bildas. Och eftersom axelvibrationer är en funktion av för mycket spelrum, kommer denna egenskap nästan helt att eliminera vibrationer, även med en felinriktad axel.

Ständig utveckling

Bob Shortridge, grundaren av Lignum Vitae North America, pressar hela tiden materialets hölje. Han har för närvarande sina lager under testning av kanadensiska HydroTech, ett företag som specialiserat sig på lagerteknik för marin- och vattenkraftsindustrier.

Paret arbetar för att utveckla bästa möjliga lager för alla förhållanden och testar LV mot alla materialtyper och konstruktioner. Att hitta ett material som kan utveckla den mest effektiva vattenkilen vid höga hastigheter samtidigt som det begränsar slitaget vid låga hastigheter är det ultimata målet, och lignum vitaes initiala resultat visar att den stiger till toppen.

Shortridge är också en historiefantast med en långvarig fascination av SS USA och vad som gjorde henne så snabb. När detta skrivs donerar han lignum vitae lagermaterial för visning i SS United States Conservancy museum och väntar på tillstånd att gå ombord på fartyget för att inspektera akterrörslagret med målet att ytterligare förfina hans design.

Att tillämpa moderna produktionsmetoder på ett av de äldsta pålitliga materialen är ett recept för hållbar framgång.

När saker går fel

Ommontering eller inavstannadekullagerochtätningar i torrdocka är en sak. Att reparera eller byta ut dem medan fartyget är i vattnet efter ett haveri är något helt annat.

Aegir Marine är specialiserat på aktertätningar och framdrivningssystem och erbjuder ett flexibelt tillvägagångssätt för fartygsunderhåll. Även om den gärna matchar din torrdocka tidsram, där den verkligen sticker ut utför flytande och akuta undervattensreparationer.

Aegirs egenutvecklade SealDock är en undervattensmiljö som skapar en torr arbetsmiljö under vattenlinjen. SealDock är skräddarsydd för att passa projektkrav och använder en gummitätningsmekanism i kombination med positivt lufttryck. Detta gör att dess utbildade tekniker kan komma åt arbetsplatsen och slutföra reparationerna.

Aegir har sitt Prime in-house varumärke eller reservdelar tillverkade på sina DNV-godkända anläggningar. Med ett globalt distributionsnätverk är det idealiskt positionerat för att få ditt fartyg reparerat, monterat om och igång igen.

Dessa möjligheter ledde till ett partnerskap 2022 med Spliethoff för att leverera tätningsdelar och tjänster till akterrör. Spliethoff driver en global torrlastflotta på över 50 fartyg och levererar högvärdig last och kräver maximal drifttid för flottan. Partnerskapet med Aegir kommer att bidra till att säkerställa ett globalt utbud och respons för alla delar och tjänster som krävs för att hålla lasten i rörelse.

Miljövänlig teknik

När det gäller framsteg inom sjöfarten är uppdraget tydligt: ​​Utveckla och leverera miljömässigt hållbara lösningar för den globala sjöfartsnäringen. Vattenkyld lagerteknik är det mest miljövänliga valet med noll risk för förorening.

Oavsett om du använder det senaste inom polymerteknik eller ett uråldrigt trä med ännu oupptäckta egenskaper, finns det bra val för att få jobbet gjort.

Frekvent bidragande Sean Hogue är Senior Vice President of Operations på Baker Marine Solutions.