Pourquoi l'acier au carbone échoue en mer — et ce que les Engrenage à vis sans fin marin Spécifications requises

La norme ISO 9223 relative à la classification de la corrosivité atmosphérique définit la catégorie C5-M (milieu marin, très haute corrosivité) comme s'appliquant aux sites situés à environ 3 à 5 km du littoral. Cependant, le facteur pertinent est le taux de dépôt de chlorures, et non la distance linéaire. En pratique, il est recommandé, à moins de 10 km de toute côte, de privilégier l'acier inoxydable 316 pour tout entraînement ne disposant pas d'un carter fermé, étanche et régulièrement entretenu. Le surcoût entre les arbres de vis sans fin en acier C45/40Cr et en acier inoxydable 316 est généralement de 40 801 TP3T pour l'arbre seul, ce qui représente une fraction du coût de main-d'œuvre pour le remplacement d'un arbre défaillant dans une installation isolée ou en hauteur.

Dans la quasi-totalité des cas, oui. L'acier inoxydable SS316 présente une dureté légèrement inférieure à celle de l'acier au carbone cémenté SCM415 (l'acier SS316 atteint une dureté superficielle d'environ 28 à 34 HRC après écrouissage, contre 58 à 62 HRC pour l'acier SCM415 cémenté). Par conséquent, la vis sans fin en acier SS316 offre une résistance à la fatigue par contact de surface moindre. Lors du remplacement d'une vis sans fin en acier au carbone SCM415 par une vis sans fin en acier SS316 au sein d'un même module, il convient de vérifier que le couple admissible de cette dernière est suffisant ; il peut être inférieur de 15 à 251 Nm à celui de la vis sans fin équivalente en acier au carbone. Si l'installation fonctionne à proximité de sa capacité nominale, le passage à un module supérieur compense la dureté inférieure de l'acier SS316.

Les exigences en matière de lubrification du bronze d'aluminium-fer ZCuAl10Fe3 sont similaires à celles du bronze à l'étain : éviter les additifs EP à base de soufre ou de chlore. Pour les applications marines, spécifier une huile synthétique PAO (polyalphaoléfine) ISO VG 220, avec un indice de viscosité supérieur à 150. La PAO offre une meilleure stabilité de la viscosité sur la large plage de températures des installations marines que l'huile minérale. Vérifier que l'huile est spécifiquement conçue pour les engrenages à vis sans fin (« huile pour engrenages à vis sans fin » ou « compatible bronze ») et non pas seulement pour les transmissions par engrenages fermées en général.

Korea Ever-Power fournit la documentation relative aux matériaux et à la qualité nécessaire aux demandes d'homologation auprès des sociétés de classification. La documentation standard comprend : un certificat de matériau attestant du numéro de coulée (confirmant la composition SS316, incluant Mo% et Cr%), les rapports de traitement thermique, un rapport d'inspection dimensionnelle par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) et une attestation de résistance au brouillard salin (ASTM B117, 500 heures). Pour les installations en cuve nécessitant une homologation DNV, ABS, Lloyd's ou KR (Registre coréen des compagnies pétrolières), nous préparons le dossier technique complet, incluant le calcul d'autoblocage dans la plage de températures de fonctionnement spécifiée. La disponibilité de la documentation est confirmée avant toute validation de commande.

L'acier inoxydable SS316 et l'aluminium présentent des différences importantes dans la série galvanique : l'aluminium est nettement plus réactif (anodique) que l'acier inoxydable. Solutions : (1) Application d'un primaire époxy marin sur toutes les surfaces du carter en aluminium, renouvelé lors des inspections majeures ; (2) Collage d'une bande sacrificielle en aluminium anodique sur l'extérieur du carter ; (3) Utilisation d'un carter en acier inoxydable lorsque l'application justifie le poids et le coût ; (4) Isolation électrique entre les paliers d'arbre et le carter à l'aide d'inserts de palier en nylon ou en céramique. La plupart des équipements de pont industriels marins utilisent la solution (1), associée à des inspections régulières et à des retouches de peinture sur la surface du carter.

Les voiliers de plaisance ne sont pas soumis à l'homologation obligatoire des équipements par les sociétés de classification pour les transmissions de pont, mais les exigences en matière de matériaux et de performances mécaniques sont identiques à celles des navires commerciaux du point de vue de la corrosion et de la durée de vie. La principale différence réside dans la documentation. Les transmissions des navires commerciaux nécessitent une documentation officielle justifiant l'homologation par la société de classification. Celles des navires de plaisance requièrent une certification des matériaux suffisante pour satisfaire le propriétaire et l'expert de l'assurance — généralement un certificat de matériaux, un rapport d'inspection dimensionnelle et un calcul d'autoblocage écrit pour les applications critiques pour la sécurité telles que les enrouleurs, les panneaux de pont ou les guindeaux.

Oui, avec des matériaux et des spécifications d'étanchéité appropriés. Les applications entièrement immergées (dispositifs d'énergie marémotrice, moteurs de ROV, infrastructures sous-marines) requièrent : une structure entièrement en acier inoxydable 316L ; une roue en bronze ZCuAl10Fe3 ; une étanchéité IP68, la profondeur et la durée d'immersion étant confirmées auprès du fabricant du joint ; une isolation électrique par protection cathodique à courant imposé (ICCP) ; et un lubrifiant synthétique PAO avec biocide pour les immersions prolongées. Pour les applications d'énergie marémotrice fonctionnant en continu en eau de mer, le choix des matériaux et les essais de qualification de la corrosion doivent être conformes à la norme CEI 62600.

Pour une transmission étanche et fermée, lubrifiée avec un lubrifiant synthétique PAO dans un environnement marin offshore typique : 3 000 heures de fonctionnement ou 24 mois, au premier terme échu. La limite de 24 mois s’applique indépendamment du nombre d’heures de fonctionnement, car même dans un carter étanche, l’humidité et l’oxydation du lubrifiant se poursuivent au fil du temps. Dans les environnements offshore tropicaux où la température du carter dépasse régulièrement 70 °C pendant la journée, réduire l’intervalle à 18 mois. Toujours effectuer la première vidange après 50 à 100 heures de fonctionnement suivant l’installation ou le remplacement des engrenages afin d’éliminer les particules d’usure du bronze.