جهاز تأريض العمود
نظرة عامة ووظيفة
تم تصميم جهاز حماية تأريض عمود الدوران في السفينة لمنع الكهرباء الساكنة من التسبب في تشوه وتصدع عمود الدوران الخلفي، ولتجنب التآكل الكهروكيميائي لمحاور عمود المرفق، والبطانات، وما إلى ذلك.
لكي تتمكن السفينة من الإبحار، يجب نقل قوة الدفع الناتجة عن دوران المروحة إلى هيكلها. ويتم تشغيل المروحة بواسطة الطاقة الناتجة عن المحرك الرئيسي للسفينة. لذلك، يجب تركيب مجموعة موثوقة من المعدات لربط المحرك الرئيسي بالمروحة ونقل الطاقة بينهما، وهذه المجموعة هي أعمدة نقل الحركة في السفينة. بعبارة أخرى، تُنقل الطاقة الناتجة عن المحرك الرئيسي إلى المروحة عبر مكونات مثل عمود المرفق، وعمود الدفع، والعمود الوسيط، وعمود المؤخرة (عمود المروحة)، والمحامل، والوصلات الصلبة، وصناديق حشو عمود المؤخرة.
تُحدث المعادن المختلفة الموجودة في مياه البحر فرقًا في الجهد الكهربائي ضمن مسافة معينة. يتآكل المعدن ذو الجهد الأقل بفعل المعدن ذي الجهد الأعلى (في ظل الظروف نفسها، يتآكل المعدن ذو جهد القطب الأقل تلقائيًا)، ويتولد تيار كهربائي، مما يؤدي إلى التآكل الكهروكيميائي.
عادةً ما تُصنع المروحة من النحاس، بينما يُصنع عمود الدوران من الفولاذ. يُعد الفولاذ معدنًا نشطًا، ويبدأ التآكل دائمًا من المعدن النشط، على عكس النحاس. يُولّد فرق الجهد بين المروحة وعمود الدوران تيارًا كهربائيًا ينتقل من المروحة (النحاس) إلى عمود الدوران (الفولاذ). إذا كان عمود الدوران مُلامسًا مباشرةً لهيكل السفينة، فسينتقل فرق الجهد هذا إلى الهيكل، ولن يحدث أي تآكل كيميائي كهربائي لعمود الدوران.
يدور المروحة والعمود بدعم من المحامل، ولا يكونان على اتصال مباشر بهيكل السفينة، بل عبر طبقة الزيت الموجودة في المحامل. يؤدي هذا إلى قطع الاتصال بين العمود وهيكل السفينة، ويتدفق فرق الجهد إلى محاور وجلبات عمود المرفق الرئيسي للمحرك، والتي تتميز بمقاومة منخفضة نسبيًا، عبر فجوات طبقة الزيت، مما يتسبب في تآكل كيميائي كهربائي لمحاور وجلبات عمود المرفق الرئيسي للمحرك والمحامل الرئيسية، مُشكلاً حفرًا صغيرة على المحامل. في الحالات الشديدة، قد يؤدي ذلك إلى تآكل مفرط للمحامل، واهتزاز العمود، وارتفاع درجة حرارة المحامل، وحتى حوادث تلف ميكانيكي، مما يؤثر بشكل خطير على كفاءة عملها وعمرها الافتراضي. بالإضافة إلى ذلك، عند تلف طبقة الزيت أو اختلاط زيت التشحيم بالماء، قد يُولد فرق الجهد تأثيرًا قويًا للتيار بين المحامل الرئيسية والمحامل الوسيطة والعمود، مما يؤدي إلى تفريغ فوري وشرارة. تُعد الشرارة خطرًا محتملاً قد يتسبب في انفجارات داخل علبة المرافق الرئيسية للمحرك.
التركيب ومبدأ العمل
يتكون جهاز حماية تأريض عمود الدوران عادةً من حلقة انزلاق مصنوعة من سبيكة نحاسية مثبتة على عمود الدوران الوسيط للمحرك الرئيسي، وقوس تثبيت حلقة الانزلاق، وفرش جرافيتية تحتوي على الفضة، وحوامل للفرش، وأسلاك تأريض، وقاعدة للجهاز، ومقياس جهد بالمللي فولت، ودائرة إنذار متصلة بجهاز حماية تأريض عمود الدوران. ويُستخدم عادةً ثلاث فرش جرافيتية تحتوي على الفضة: اثنتان منها متصلتان مباشرةً بهيكل السفينة لتقليل فرق الجهد بين عمود الدوران وهيكل السفينة، والأخرى متصلة بمقياس جهد بالمللي فولت لعرض ومراقبة فرق الجهد بين عمود الدوران وهيكل السفينة.
يحافظ جهاز حماية تأريض العمود على اتصال وثيق بين حلقة الانزلاق المصنوعة من سبيكة النحاس وفرشاة الكربون من خلال جهاز ضغط، مما يشكل حلقة عند تشغيل المحرك الرئيسي، ويزيل بشكل فعال فرق الجهد المتولد بين العمود والهيكل، وبالتالي يحمي العمود والمروحة من التآكل الكهروكيميائي ويتجنب توليد الشرر الكهربائي، وذلك لحماية سلامة المحرك الرئيسي والعمود بشكل فعال.
أضف تعليقًا