Устройство заземления вала судна предназначено для предотвращения деформации и растрескивания кормового вала из-за статического электричества, а также для предотвращения электрохимической коррозии шеек коленчатого вала, втулок и т. д.
Для обеспечения движения судна необходимо, чтобы тяга, создаваемая вращением гребного винта, передавалась на корпус. Вращение гребного винта обеспечивается мощностью, вырабатываемой главным двигателем судна. Поэтому между главным двигателем и гребным винтом необходимо установить надежный комплект оборудования для соединения главного двигателя и гребного винта и передачи мощности — таким комплектом оборудования является вал судна. Другими словами, мощность, вырабатываемая главным двигателем, передается на гребной винт через такие компоненты, как коленчатый вал, упорный вал, промежуточный вал, кормовой вал (гребной вал), подшипники, жесткие муфты и сальниковые уплотнения кормового вала.
Различные металлические материалы в морской воде создают разность потенциалов на определенном расстоянии. Металл с более низким потенциалом будет подвергаться коррозии под воздействием металла с более высоким потенциалом (при одинаковых условиях металл с более низким электродным потенциалом будет корродировать спонтанно), при этом будет генерироваться ток, приводящий к электрохимической коррозии.
Гребной винт обычно изготавливается из меди, а вал — из стали. По сравнению с медью, сталь является активным металлом, и коррозия всегда начинается с активного металла. Разность потенциалов между гребным винтом и валом создаст ток, протекающий от гребного винта (медь) к валу (сталь). Если вал находится в непосредственном контакте с корпусом, эта разность потенциалов будет передаваться на корпус, и электрохимическая коррозия вала не произойдет.
Гребной винт и вал вращаются за счет подшипников и не находятся в прямом контакте с корпусом, а контактируют через масляную пленку в подшипниках. Это обрывает соединение между валом и корпусом, и разность потенциалов будет протекать через разрывы масляной пленки к шейкам и втулкам коленчатого вала главного двигателя, имеющим относительно низкое сопротивление, вызывая электрохимическую коррозию шеек коленчатого вала и главных подшипников, образуя на подшипниках небольшие ямки. В тяжелых случаях это приведет к чрезмерному износу подшипников, вибрации вала, перегреву подшипников и даже механическим повреждениям, серьезно влияя на их прочность и срок службы. Кроме того, при повреждении масляной пленки или смешивании смазочного масла с водой разность потенциалов может генерировать сильный электрический разряд между главными подшипниками, промежуточными подшипниками и валом, что приводит к мгновенному разряду и искрению. Искрение представляет потенциальную опасность, вызывая взрывы в картере главного двигателя.
Состав и принцип действия
Устройство защиты от замыкания вала на землю обычно состоит из контактного кольца из медного сплава, закрепленного на промежуточном валу главного двигателя, кронштейна контактного кольца, графитовых щеток, щеткодержателей, заземляющих проводов, основания устройства, милливольтметра и цепи сигнализации, подключенной к устройству защиты от замыкания вала на землю. Как правило, предусмотрено три графитовые щетки: две непосредственно соединены с корпусом для уменьшения разности потенциалов между валом и корпусом, а третья подключена к милливольтметру, который отображает и контролирует разность потенциалов между валом и корпусом.
Устройство защиты от заземления вала обеспечивает плотный контакт между контактным кольцом из медного сплава и угольной щеткой посредством прижимного устройства, образуя замкнутый контур при работе главного двигателя, эффективно устраняя разность потенциалов, возникающую между валом и корпусом, тем самым защищая вал и гребной винт от электрохимической коррозии и предотвращая образование электрических искр, что эффективно обеспечивает безопасность главного двигателя и вала.
