Ngày nay, vấn đề môi trường luôn được các nhà máy đóng tàu và doanh nghiệp vận tải đặt lên hàng đầu trong các kế hoạch và định hướng phát triển bền vững, đặc biệt là môi trường biển. Việc sử dụng một hệ thống bạc trục chân vịt thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí vận hành và thời gian bảo dưỡng là điều tất yếu.
Từ năm 1965, Thordon Bearings đã bắt đầu cung cấp hệ thống bạc trục bôi trơn bằng nước. Thordon Compac – Một hệ thống bạc trục chân vịt bôi trơn bằng nước được thiết kế đơn giản hơn với tuổi thọ dài hơn.
Trong bài viết, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu các bộ phận trong hệ thống và cơ cấu hoạt động của hệ thống này.
Hệ thống cung cấp và kiểm soát chất lượng nước.
Hệ thống sẽ hút nước và lọc các cặn bẩn trong nước rồi cung cấp nước sạch cho các bộ phận khác để bôi trơn và làm mát. Cụ thể:
- Nước biển sẽ được dẫn vào trong tàu thông qua van thông biển, nơi quá trình lọc thô được diễn ra. Sau đó máy bơm được tích hợp trong hệ thống sẽ hút và cung cấp nước đến bể tách theo phương tiếp tuyến, nước được xoáy tròn sẽ giúp tách các hạt cặn bẩn và lắng chúng ở bể lắng bên dưới.
- Nước sạch với các hạt có kích thước nhỏ hơn 50 micron tiếp tục đi lên theo phương thẳng đứng đến đầu ra của bể, đi qua đồng hồ đo lưu lượng rồi đến ống bao trục để làm mát và bôi trơn hệ trục.
- Phần cặn và nước bẩn được xả khỏi tàu bằng van xả cặn và van này được điều khiển tự động bởi bảng điện. Một cảnh báo lưu lượng cũng được tích hợp để cảnh báo người vận hành khi có bất kỳ điều kiện nào gây ra giảm lưu lượng dòng nước.
Hệ thống cung cấp và kiểm soát chất lượng nước Thordon được thiết kế để có thể làm việc độc lập hoặc được tích hợp vào hệ thống giám sát và điều khiển của tàu.
Thordon cung cấp ba cấu hình khác nhau để đáp ứng lưu lượng nước phù hợp cho nhiều kích thước trục khác nhau cũng như thích hợp làm phương án dự phòng cho tàu. Trong các trường hợp đặc thù, Thordon có thể làm việc với các nhà máy đóng tàu, kỹ sư và nhà cung ứng để thiết kế và xây dựng hệ thống phù hợp cho cho các yêu lắp đặt cụ thể của dự án.
Phốt làm kín trục SeaThigor
Phốt SeaThigor là loại phớt cơ khí sử dụng cho các hệ trục bôi trơn bằng nước có đường kính trục từ 300mm đến 750mm. Được thiết kế để hoạt động chịu áp lực nước cần làm kín giữa môi trường bên trong ống bao với áp suất môi trường bên ngoài của phốt.
SeaThigor được làm bằng các loại vật liệu tốt nhất như: Hai bề mặt làm việc tĩnh và động của phốt được làm từ Silicon Cacbua chống mài mòn cộng với vật liệu Polyme đàn hồi độc quyền của Thordon, giúp mang lại sự kết hợp tốt nhất giữa độ bền/ độ cứng và độ tin cậy cao.
Thiết kế điều áp từ bên ngoài với lò xo nén luôn duy trì lực đóng lên bề mặt tĩnh giúp chống lại hướng rò rỉ của nước. Ngoài ra SeaThigor được tích hợp phốt khẩn cấp để đảm bảo cho bất kỳ trường hợp sự cố nào xảy ra mà tàu vẫn có thể tiếp tục hành trình đến cảng gần nhất mà không cần bất kỳ sự hỗ trợ nào.
Phốt khẩn cấp
Bộ phốt làm kín này được trang bị hệ thống khẩn cấp, nó được kích hoạt bằng áp suất khí nén và đóng xuống, ôm vào trục để làm kín và ngăn nước từ phía ống bao tiếp tục tràn vào bên trong nếu có bất kỳ sự cố xảy ra với phốt chính. Điều này cho phép quá trình bảo dưỡng với phốt chính dễ dàng hơn mà không gây ra sự rò rỉ nào.
Thordon đã làm thử nghiệm bằng cách cố tình làm bộ phốt bị rò nước, sau đó kích hoạt bộ phốt khẩn cấp trong khi trục vẫn hoạt động. Thực tế đã cho thấy việc rò rỉ xảy ra rất ít và tàu của bạn hoàn toàn có thể trở về cảng mà không gây ra thêm bất kì hư hỏng nào.
Gối bạc trước và sau
Gối bạc COMPAC phía trước và sau của hệ trục là vật liệu Polyme đồng nhất (không có phân các lớp vật liệu khác nhau) với tính nhất quán về cấu trúc trong suốt chiều dày của bạc.
Thông thường trong các ứng dụng bạc cho hệ trục bôi trơn bằng nước thì tỷ lệ giữa chiều dài / đường kính là 4:1. Nhưng đối với bạc COMPAC thì tỷ lệ này là 1:1 cho gối trước và 2:1 cho gối sau mà vẫn đảm bảo được hiệu suất làm việc tối ưu của hệ trục. Điều này giúp làm giảm đáng kể chi phí cũng như sự đơn giản trong thiết kế hệ trục.
Bạc COMPAC được thiết kế đặc biệt để thay thế và lắp đặt dễ dàng bằng nêm khóa và chỉ có rãnh nước ở nửa trên của bạc. Nữa dưới không có rãnh kết hợp với đặc tính ma sát thấp của vật liệu giúp tăng cường khả năng chịu tải cũng như giảm ma sát giai đoạn khởi động của hệ trục.
Khi hoạt động nước đi từ bộ phốt Seathigor đến gối bạc trước và sau để làm nhiệm vụ bôi trơn và làm mát, nước chảy qua các rãnh ở nửa trên của bạc. Khi trục quay, một màng nước được kéo xuống phần dưới đáy bạc nơi chịu áp lực lớn nhất để tạo màng bôi trơn thủy động và nâng trục trên màng nước này khi hoạt động.
Lớp phủ trục Thorshield
Lớp áo trục thường làm bằng đồng thau được lắp ép vào trục tại vị trí tiếp đối tiếp với gối bạc hoặc có thể dùng các tấm lót đồng để hàn tạo lớp lót. Khoàng cách Giữa các lớp áo trục cần được phủ một lớp bảo vệ chống ăn mòn.
Các lớp phủ trục bằng sợi thủy tinh / gốc epoxy thường được sử dụng ngày nay khá giòn và không đủ tính đàn hồi để chịu được độ uốn trục lâu dài do ứng suất uốn và xoắn xảy ra trong quá trình vận hành. Sự hư hỏng này thường xảy ra ban đầu ở mối nối giữa lớp phủ và lớp lót trục. Một khi lớp phủ bị nứt, nước biển sẽ xâm nhập vào bề mặt dọc theo trục dẫn đến sự ăn mòn đáng kể mà không thể nhìn thấy được. Đây là một mối quan tâm lớn đối với trục bôi trơn bằng nước. Thordon đã phát triển lớp phủ Thorsield đồng nhất có độ bền và bám cao, ngăn quá trình phân lớp và ngấm nước dưới bề mặt trục.
Nếu ThorShield bị hư hỏng do va đập, nó có xu hướng hỏng cục bộ dẫn đến một số lớp phủ còn lại trên trục tiếp tục bảo vệ chống ăn mòn cho trục . Nếu lớp phủ bị hư hỏng đến mức xảy ra hiện tượng ăn mòn, thì sự ăn mòn chỉ giới hạn ở khu vực bị hư hỏng và sẽ không ngấm dọc theo trục dưới lớp phủ tới các khu vực khác. Các hư hỏng cục bộ có thể dễ dàng sửa chữa nếu cần thiết.
Hiệu quả mang lại của hệ trục Compac bôi trơn bằng nước
Tiết kiệm chi phí : Hệ thống bạc trục chân vịt COMPAC của Thordon giúp loại bỏ các vấn đề về dầu bôi trơn cho hệ trục vì nước biển được sử dụng làm chất bôi trơn. Không phốt làm kín phía sau trục, không lưu trữ dầu, không xử lí dầu, không lo về nguy cơ nước biển xâm nhập làm bẩn dầu. Dầu tổng hợp EAL (dầu nhờn chấp nhận được với môi trường) đắt hơn 500-1000% dầu bôi trơn thông thường, còn nước biển thì miễn phí và được cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ khuyên dùng để đáp ứng các yêu cầu chung về giấy phép của tàu. Không còn tình huống sửa chữa khẩn cấp phốt làm kín phía sau vì nó không tồn tại
Tuổi thọ lâu dài: với sự phát triển trong công nghệ vật liệu đã mang đến các đặc tính vượt trội cho COMPAC.Điều này giúp tuổi thọ hoạt động của hệ thống ước tính lên đến 18 năm mà không cần phải rút trục để sữa chữa thay thế.
Phù hợp hoạt động: Gần đây cả LR và BV đều đã thay đổi qui định đối với hệ trục chân vịt bôi trơn bằng nước biển, cho phép giữ nguyên trục nếu đáp ứng được điều kiện kiểm tra phù hợp sử dụng bạc COMPAC để thay thế cho bạc bôi trơn bằng dầu. Hệ thống bạc trục COMPAC của Thordon đảm bảo cho các chủ tàu / nhà khai thác sẽ không có vi phạm môi trường do rò rỉ dầu và đáp ứng cả hai quy định VGP và Polar Code của Hoa Kỳ, đảm bảo không có nguy cơ ô nhiễm.