Što su pomorski vijci?

Brodski vijci su specijalizirani spojni elementi visoke čvrstoće proizvedeni od materijala otpornih na koroziju — prvenstveno od nehrđajućeg čelika i legiranog čelika — dizajniran za pružanje pouzdanih strukturnih veza u brodogradnji, offshore strukturama i lučkim strojevima koji rade u okruženjima slane vode. Razlikuju se od standardnih industrijskih spojnih elemenata po sastavu materijala, specifikaciji zaštite od korozije, proizvodnom procesu i zahtjevima za inspekciju kvalitete — a sve to diktira jedinstveno agresivno morsko okruženje u kojem bi konvencionalni spojni elementi korodirali i otkazali u roku od nekoliko mjeseci. Brodski vijci koriste se za spajanje konstrukcije trupa, montažu opreme, montažu pogonskog sustava i konstrukciju lučke dizalice i opreme za utovar.

Materijali korišteni u brodskim vijcima

Odabir materijala najvažnija je odluka u specifikaciji brodskih vijaka. Okruženje slane vode i slanog zraka u pomorskim primjenama jedno je od najzahtjevnijih u pogledu korozije u inženjerstvu:

Vrste nehrđajućeg čelika

Nehrđajući čelik je dominantan materijal za brodske vijke u izravnom kontaktu sa slanom vodom. Najčešće navedene ocjene su:

• 316 nehrđajući čelik (A4): standard pomorske industrije — dodatak 2–3% molibdena daje znatno bolju otpornost na rupičastu i pukotinsku koroziju od stupnja 304 u kloridnim okruženjima; koristi se za armature trupa, palubni hardver i podvodne veze
• Nehrđajući čelik 316L: varijanta s niskim udjelom ugljika s boljom otpornošću na koroziju zavarenih spojeva — koristi se tamo gdje su vijci zavareni u sklopove ili gdje postoji rizik od osjetljivosti
• Duplex nehrđajući čelik (2205, 2507): za pomorske primjene visoke čvrstoće gdje standard 316 ne osigurava dovoljnu strukturnu čvrstoću — približno dvostruko veću granicu razvlačenja od 316 s superiornom otpornošću na piting; koristi se u vezama platformi na moru, komponentama sidrenog lanca i vijcima propelerskog vratila

Legirani čelik s površinskom zaštitom

Za konstrukcijske primjene visoke čvrstoće gdje je vlačna čvrstoća nehrđajućeg čelika nedovoljna, koriste se vijci od legiranog čelika s vrućim pocinčavanjem, galvaniziranjem ili Dacromet (ljuspice cinka i aluminija) premazom. Oni su specificirani za konstrukcije lučkih dizalica, opremu za palube plovila i hardver za ugradnju u strojarnici gdje se vijak može pregledati i zamijeniti prema planiranom rasporedu održavanja.

Primjene na brodovima iu lučkim strojevima

Prijave za brodove

Brodski vijci su used throughout the structure and equipment of a ship, from keel to mast:

• Veze konstrukcije trupa: strukturni vijci koji povezuju oplatu trupa, okvire i uzdužne dijelove — podložni dinamičkom opterećenju izazvanom valovima i trajnom uronjenju u morsku vodu
• Montaža pogonskog sustava: vijci ležišta glavnog motora, spojevi prirubnice propelerskog vratila, vijci kućišta krmene cijevi — visoko opterećeni pričvršćivači koji moraju održavati steznu silu pod vibracijama i toplinskim ciklusima
• Palubna oprema: bitve za privez, baze vitla, poklopci grotla i nosači navigacijske opreme — izloženi prskanju, kiši i UV zračenju, dok također doživljavaju mehanička opterećenja
• Podvodna oprema: rešetke prsnog koša, štitnici potisnika, montaža cinčane anode — trajno uronjeni i izloženi najtežim uvjetima korozije na plovilu

Primjene lučkih strojeva

U lučkim objektima brodski zasuni osiguravaju strukturni integritet:

• Dizalice i portalne konstrukcije brod-obala: konstrukcijski vijci velikog promjera u spojevima tračnica, dijelovima tornja i zglobovima kraka koji nose puni podignuti teret plus faktore dinamičkog pojačanja
• Portalne dizalice s gumenim gumama (RTG) i raskoračni nosači: pričvršćivači u voznom mehanizmu, sklopovi za širenje i strukturni spojevi koji rade u agresivnom okruženju ispušnih plinova dizel motora, slanog spreja i kontaminacije hidrauličkim uljem
• Oprema pristaništa i pristaništa: sidreni vijci bitve za privez, hardver za montažu ploče bokobrana i spojevi krakova za utovar — podložni kombiniranom opterećenju sila privezivanja plovila i kretanja plime i oseke

Proizvodni proces i standardi kvalitete

Brodski vijci proizvode se kontroliranim proizvodnim procesima koji osiguravaju mehanička svojstva i točnost dimenzija potrebnu za sigurnosne primjene konstrukcije:

Vruće kovanje i hladno kovanje

Veliki pomorski vijci (M24 i više) obično se proizvode vrućim kovanjem — zagrijavanjem čelične gredice i oblikovanjem pod prešom ili kovanjem čekićem kako bi se razvila poravnata zrnasta struktura koja kovanim zatvaračima daje bolju otpornost na zamor u usporedbi s obrađenom šipkom. Manji vijci (ispod M24) proizvode se hladnim presvlačenjem, čime se materijal stvrdnjava i osigurava izvrsnu konzistentnost dimenzija pri visokim stopama proizvodnje.

Obrada navoja i površinska obrada

Navoji se oblikuju valjanjem (poželjno zbog čvrstoće — valjanje navoja produljuje vijek trajanja zamora induciranjem korisnog zaostalog tlačnog naprezanja u korijenu navoja) ili CNC glodanjem navoja za precizne primjene. Površinski tretmani koji se primjenjuju za zaštitu brodskih vijaka od legiranog čelika uključuju vruće pocinčavanje (obično 45-55 mikrona cinka), Dacromet premaz ili neelektričko poniklavanje, ovisno o potrebnoj razini zaštite od korozije.

Inspekcija kvalitete

Brodski vijci za konstrukcijske primjene podliježu rigoroznim zahtjevima za inspekciju kvalitete — koje obično određuju klasifikacijska društva (kao što su ona koja rade prema standardima IACS) ili međunarodnim standardima:

• Ispitivanje rastezanja: dokazno opterećenje, krajnja vlačna čvrstoća i istezanje ispitani na uzorcima iz svake proizvodne serije
• Ispitivanje tvrdoće: Tvrdoća po Rockwellu ili Vickersu potvrđuje usklađenost toplinske obrade preko poprečnog presjeka vijka
• Ultrazvučna ili magnetska detekcija grešaka: za velike konstrukcijske vijke, NDT potvrđuje da nema unutarnjih nedostataka ili površinskih pukotina koje bi mogle inicirati slom uslijed zamora pod cikličkim opterećenjem
• Ispitivanje korozije u slanom spreju: obloženi vijci od legiranog čelika testirani su u komorama za slani sprej kako bi se potvrdilo da površinska obrada pruža navedeno trajanje zaštite
• Provjera dimenzija: provjera promjera navoja, dimenzija glave i duljine vijka provjerenih u odnosu na tolerancije za crtanje

Vodič za odabir vrste i materijala brodskih vijaka