L'ingegnere

Jan 12, 2024

La pressione per ridurre le emissioni di gas serra continua a ritmo sostenuto, così come la ricerca di “soluzioni energetiche più ecologiche” e una delle conseguenze di ciò è la crescita significativa nell'uso del gas naturale liquido per le applicazioni marine. Il GNL è stato a lungo considerato un combustibile sostenibile e ha acquisito una notevole popolarità come valida alternativa per un’ampia gamma di applicazioni di trasporto commerciale, comprese quelle marittime e marittime. Si stima che il 3% delle emissioni globali di gas serra, come l’anidride carbonica, sia generato dal traffico marittimo, motivo per cui l’Organizzazione marittima internazionale (IMO) cerca sempre più di ridurre le emissioni di CO2. Sebbene il GNL sia un carburante molto più “verde” rispetto ai combustibili diesel altamente viscosi tipicamente utilizzati per alimentare navi portacontainer e navi da crociera, presenta sfide significative per i sistemi di alimentazione e le pompe, in particolare quando si tratta di temperature estreme (criogeniche).

Un componente vitale delle pompe GNL sono i cuscinetti che devono resistere alle temperature estreme derivanti dall'immersione completa nel gas naturale liquido a temperature comprese tra (-196ºC / -320ºF) o nell'idrogeno liquido (-253ºC / -423ºF). Con sede nell'OxfordshirePRODUZIONE CARTERè riconosciuto come afornitore globale di prima scelta o cuscinetti di precisione e offre decenni di esperienza nella fornitura di soluzioni di cuscinetti comprovate per applicazioni criogeniche. Poiché i sistemi di alimentazione si avvicinano alle temperature operative dello zero assoluto (0ºK), la capacità di utilizzare la lubrificazione liquida diventa sempre più impegnativa, il che significa che i cuscinetti funzionanti a secco sono obbligatori. I cuscinetti in acciaio "standard" (classificazione 52100 in acciaio al cromo) sono semplicemente inefficaci, offrendo prestazioni scadenti con conseguente durata di servizio breve e guasti imprevisti.

Oltre alle sfide legate alla lubrificazione, l'espansione e la contrazione dei diversi materiali utilizzati negli alloggiamenti dei cuscinetti (in linea con il coefficiente di dilatazione termica richiesta) diventa ancora più critica per l'efficienza dei cuscinetti.

Inoltre, è essenziale bilanciare il sistema di pompaggio, per tenere conto della contrazione dei materiali. Pertanto, scegliere un fornitore di cuscinetti in grado di offrire una vasta esperienza specializzata nel settore "criogenico" vi aiuterà a superare queste sfide. Oltre ai problemi di lubrificazione, la selezione speciale dei materiali e i processi di trattamento termico sono essenziali per garantire che non si verifichino deformazioni o contrazioni non lineari dei componenti dei cuscinetti. Ciò include ulteriori processi di trattamento termico criogenico e altre considerazioni proprietarie per contribuire a ottenere i migliori risultati possibili.

Il cedimento della gabbia dei cuscinetti è un evento comune nelle applicazioni criogeniche, quindi la scelta del materiale, oltre alla progettazione della gabbia, è fondamentale per le prestazioni. Molte comuni plastiche tecniche diventano troppo fragili a temperature criogeniche, ecco perché Carter offre la competenza nell'utilizzo dei migliori materiali per cuscinetti. Questi includono opzioni a basso costo come PEEK e PTFE con additivi personalizzati, o anche Durafilm o PCTFE che possono essere specificati se necessario.

Inoltre, i materiali a queste temperature criogeniche diventano sempre più fragili, quindi anche la geometria della gabbia è fondamentale. Carter ha sviluppato un design brevettato di gabbia criogenica rivettata in due pezzi per cuscinetti a sfere a gola profonda che ha aumentato notevolmente le prestazioni. Come accennato in precedenza, l'acciaio per cuscinetti standard 52100 è inadeguato per le applicazioni criogeniche, quindi la collaborazione con un esperto criogenico come Carter aggiunge valore e consente ai clienti di sfruttare decenni di esperienza.

I cuscinetti tradizionali utilizzati nelle applicazioni a temperature più basse funzionano efficacemente con lubrificanti liquidi che creano una pellicola sottile tra gli elementi volventi in acciaio che riduce al minimo il contatto metallo-metallo e i conseguenti rischi di adesione di microsaldature. Tuttavia, ciò non è possibile per i cuscinetti che operano in applicazioni che comportano temperature criogeniche. La soluzione di Carter è offrire cuscinetti ceramici, come il nitruro di silicio, che non solo elimina la necessità di lubrificanti liquidi ma riduce anche significativamente la massa e aumenta le capacità di velocità dei cuscinetti. Questo, insieme all'applicazione di un lubrificante a film secco come il bisolfuro di tungsteno (classificato AMS2530), rappresentano gli altri fattori importanti per il successo dei cuscinetti criogenici.