Hoe beïnvloeden aangroei, corrosie en schade de prestaties van een ESD?
Aangroei, corrosie en mechanische schade kunnen de prestaties van een Energy Saving Device (ESD) veranderen doordat de oppervlaktetoestand, geometrie of constructieve integriteit van de voorziening wordt aangetast. Een Pre-Swirl Stator (PSS), Pre-Duct, Propeller Boss Cap Fin (PBCF) of Rudder Bulb is ontworpen om onder bepaalde stromingsomstandigheden gunstig met de schroef en het roer samen te werken. Aangroei kan de oppervlakteruwheid verhogen en de stroming rond een profiel veranderen. Corrosie kan zowel het oppervlak als de sterkte van onderdelen en verbindingen aantasten, terwijl mechanische schade de vorm, positie of bevestiging van de voorziening kan wijzigen. De gevolgen lopen uiteen van een beperkte verandering van de hydrodynamische werking tot een constructief risico dat onmiddellijke technische beoordeling vraagt. Bovendien kan een ESD anders gaan functioneren wanneer de romp of schroef vervuilt, zonder dat de voorziening zelf is aangetast. Een betrouwbare beoordeling verbindt daarom de toestand van de ESD met de omliggende voortstuwing en de ontwikkeling van de scheepsprestaties. Daarbij moet onderscheid worden gemaakt tussen verlies van hydrodynamisch voordeel en een aantasting die de veilige werking van de constructie bedreigt.
Hoe verandert aangroei de hydrodynamische werking van een ESD?
Een ESD wordt ontworpen voor een bepaalde profielgeometrie en oppervlaktetoestand. De stroming langs deze oppervlakken bepaalt mede welke hydrodynamische krachten ontstaan en hoe de voorziening met de schroef samenwerkt. Wanneer organismen zich op het oppervlak hechten, kunnen zowel de weerstand van de voorziening als de stroming die deze beïnvloedt veranderen.
Daarvoor is niet altijd omvangrijke aangroei nodig. Ook een dunne biologische laag, vaak aangeduid als microfouling, kan de oppervlakteruwheid veranderen en de grenslaag beïnvloeden. Bij grotere organismen en dikkere afzettingen kan bovendien de effectieve profielvorm veranderen. Het onderscheid is belangrijk: een ruwer oppervlak kan extra wrijvingsverliezen veroorzaken, terwijl plaatselijke aangroei rond een profielrand ook de drukverdeling en stromingsafscheiding kan beïnvloeden.
De hydrodynamische invloed van aangroei en oppervlakteruwheid is onderzocht voor scheepsrompen, schroeven en verschillende coatingoppervlakken. Daaruit volgt echter niet rechtstreeks hoeveel prestatieverlies een dunne biologische laag op een specifieke ESD veroorzaakt. Dat hangt onder meer af van de ruwheid, de verdeling van de aangroei, de profielgeometrie en de plaatselijke stromingsomstandigheden.
Voor een Pre-Swirl Stator heeft dit gevolgen voor de manier waarop de vinnen voorrotatie opwekken. De oorspronkelijke profielvorm en instelhoek zijn afgestemd op de aanstroming van de schroef. Aangroei kan de hydrodynamische krachten op de vinnen veranderen, waardoor de opgewekte voorrotatie mogelijk minder gunstig aansluit op de schroefwerking. Het nadeel kan dan verder gaan dan extra weerstand van de stator zelf: ook de relatieve aanstroming en belasting van de schroefbladen kunnen veranderen.
Bij een Pre-Duct ligt de nadruk op de stromingsgeleiding naar het schroefvlak. De drukverdeling op het ductprofiel bepaalt mede welke krachten de voorziening zelf opwekt. Wanneer aangroei deze verdeling verandert, kan het gezamenlijke resultaat van duct en schroef minder gunstig worden. Vooral afzettingen die de stroming rond de profielranden verstoren, verdienen daarom aandacht.
De gevolgen zijn niet rechtstreeks af te leiden uit de hoeveelheid aangroei. Twee oppervlakken met een vergelijkbare aangroeibedekking kunnen hydrodynamisch verschillend reageren wanneer de vervuiling zich op andere plaatsen bevindt. Ook de vorm, dikte en ruwheid van de afzetting spelen mee. Een beperkte vervuiling op een stromingsgevoelige profielrand kan daardoor belangrijker zijn dan een grotere afzetting op een minder kritisch oppervlak.
Niet iedere verandering van de oppervlaktetoestand leidt bovendien tot een evenredige verandering van de energiebesparing. Een ESD kan ondanks enige aangroei nog steeds voordeel bieden ten opzichte van een configuratie zonder voorziening. Ook kan de veranderde stroming meerdere onderdelen van de voortstuwing beïnvloeden. De omvang en richting van het netto-effect moeten daarom voor de betreffende configuratie worden beoordeeld.
Waarom verschilt de gevoeligheid voor aangroei per ESD-type?
De vier ESD-typen werken in verschillende stromingsgebieden en hebben uiteenlopende geometrieën. Daardoor verschillen de oppervlakken die hydrodynamisch belangrijk zijn, de plaatsen waar aangroei kan ontstaan en de mogelijkheden om de voorziening te inspecteren of te reinigen.
Bij een Pre-Swirl Stator verdienen vooral de vinprofielen en de aansluiting daarvan op het achterschip aandacht. De voorranden en profielvorm beïnvloeden hoe de statorvinnen de stroming afbuigen. Rond de vinvoet kan de plaatselijke stroming afwijken van die langs het vrije profiel. Aangroei in dit gebied kan daardoor een andere hydrodynamische betekenis hebben dan vervuiling op het middengedeelte van de vin. Bij inspectie is belangrijk of de oorspronkelijke contour en positie van de vinnen behouden zijn.
Een Pre-Duct heeft zowel binnen- als buitenoppervlakken die met het water in contact staan. Het binnenprofiel beïnvloedt de stroming richting de schroef, terwijl de drukverdeling op de gehele duct bijdraagt aan de hydrodynamische krachten. Ook de ondersteuningen en aansluitingen aan de achtersteven kunnen plaatsen zijn waar vervuiling zich ophoopt. Een inspectie die uitsluitend de goed zichtbare buitenzijde beoordeelt, geeft daarom mogelijk geen volledig beeld van de toestand.
Een Propeller Boss Cap Fin bevindt zich op de meedraaiende schroefnaaf. De vinnen werken in de stroming achter de schroefbladen en beïnvloeden onder meer de ontwikkeling van de naafwervel. Aangroei of afzettingen kunnen de plaatselijke profielvorm en de hydrodynamische belasting veranderen. De rotatie en de plaatselijke stromingssnelheid maken de blootstelling anders dan bij vaste voorzieningen. Daaruit volgt echter niet dat een PBCF tijdens de vaart vanzelf schoon blijft. Ook op bewegende, ondergedompelde oppervlakken kan biologische aangroei ontstaan. Langdurige stilstand kan de ontwikkeling ervan bevorderen. Welke afzettingen aanwezig blijven nadat de schroef opnieuw wordt gebruikt, hangt onder meer af van de hechting van die afzettingen, de oppervlaktetoestand en de bedrijfsomstandigheden. Zonder scheepsspecifieke gegevens is geen algemene rangorde in aangroeigevoeligheid tussen PBCFs en vaste ESDs gerechtvaardigd.
Bij een Rudder Bulb zijn vooral de gestroomlijnde contour en de overgang naar het roer van belang. De bulb werkt in de stroming tussen schroefnaaf en roer. Aangroei op de bulb kan de plaatselijke drukverdeling beïnvloeden, terwijl vervuiling van het aangrenzende roerblad eveneens gevolgen kan hebben voor de gezamenlijke werking. Beide oppervlakken moeten daarom in samenhang worden beoordeeld.
Ook het operationele profiel speelt mee. Een shortsea-schip dat regelmatig langere tijd in havens verblijft, kan andere aangroeicondities ondervinden dan een zeeschip dat langdurig op zee vaart. Watertemperatuur, zoutgehalte, vaargebied, coatingconditie en perioden van stilstand beïnvloeden welke organismen zich kunnen ontwikkelen. De plaatselijke stroming rond appendages en de bijbehorende bevestigingen kan bovendien afwijken van die langs de grote rompoppervlakken.
Voor de inspectie is daarom niet alleen het ESD-type belangrijk. De werkelijke geometrie, plaatselijke stromingscondities, oppervlaktebescherming en onderhoudsgeschiedenis bepalen welke onderdelen bijzondere aandacht verdienen. Dat rechtvaardigt een gerichte inspectie van de voorziening, maar niet de aanname dat een bepaald ESD-type onder alle omstandigheden sneller of langzamer vervuilt.
Hoe beïnvloeden corrosie en coatingbeschadiging de prestaties?
Corrosie kan de hydrodynamische werking van een ESD aantasten, maar vormt vooral een afzonderlijk aandachtspunt voor de constructieve betrouwbaarheid. Bij metalen onderdelen kunnen oppervlaktecorrosie, putvorming en plaatselijk materiaalverlies ontstaan. De gevolgen hangen af van het gebruikte materiaal, de omstandigheden en de aanwezige corrosiebescherming.
Wanneer corrosie het oppervlak ruwer maakt of de oorspronkelijke profielcontour aantast, kan de stroming langs de voorziening veranderen. Vooral op relatief dunne vinprofielen en zorgvuldig gevormde randen kan materiaalverlies de hydrodynamische eigenschappen beïnvloeden. De omvang van een eventuele vermogensachteruitgang volgt echter niet rechtstreeks uit de zichtbare aantasting. Daarvoor moet worden beoordeeld hoe de gewijzigde geometrie met de volledige voortstuwing samenwerkt.
Niet iedere put of oppervlaktedegradatie wordt bovendien door corrosie veroorzaakt. Ook cavitatie-erosie, schurende deeltjes of mechanische beschadiging kunnen materiaalverlies veroorzaken. Dergelijke aantastingsmechanismen kunnen in sommige omstandigheden samengaan. Wanneer de oorzaak niet duidelijk is, moet deze worden onderzocht voordat een herstelmethode wordt gekozen. Een oppervlaktebehandeling die corrosie tegengaat, verhelpt bijvoorbeeld niet automatisch een aanhoudend cavitatieprobleem.
Constructief kan de situatie ernstiger zijn dan de zichtbare verandering van de profielvorm doet vermoeden. Bij een Pre-Swirl Stator worden hydrodynamische krachten via de vinnen en de vinbevestigingen aan de achtersteven overgedragen. Corrosie rond een lasverbinding of vinvoet kan de effectieve materiaaldikte verminderen en een vermoeiingsgevoelig detail verder verzwakken. Ook bij de ondersteuningen van een Pre-Duct kan plaatselijke aantasting belangrijk zijn, zelfs wanneer de duct hydrodynamisch nog vrijwel normaal lijkt te functioneren.
Een PBCF vraagt aandacht voor de naafkap, de vinnen en de wijze waarop de volledige voorziening aan de draaiende schroefconstructie is verbonden. Het gebruikte materiaal en de oppervlaktebehandeling kunnen afwijken van die van de romp. Sommige PBCFs zijn bijvoorbeeld uitgevoerd in een koperlegering en hebben geen conventionele beschermende coating. De beoordeling moet daarom uitgaan van de werkelijke materiaalcombinatie en constructie, in plaats van een algemene aanname over de corrosiebescherming.
Wanneer verschillende metalen elektrisch met elkaar verbonden zijn en aan zeewater worden blootgesteld, kan galvanische corrosie een aandachtspunt zijn. Of dat risico daadwerkelijk bestaat, hangt onder meer af van de materiaalcombinatie, elektrische verbinding, verhouding tussen de blootgestelde oppervlakken en aanwezige bescherming. Bij retrofit moet daarom worden gecontroleerd of de nieuwe voorziening verenigbaar is met de bestaande corrosiebeschermingsstrategie.
Voor een Rudder Bulb zijn vooral de aansluiting op het roer en de toestand van de aangrenzende constructie belangrijk. Een beschadigde coating kan plaatselijk metaal blootleggen en verdere aantasting mogelijk maken. Bij herstel moeten het coatingsysteem en de oppervlakteafwerking passen bij het materiaal, de stromingsbelasting en de voorschriften voor de betreffende uitvoering.
Coatingbeschadiging betekent niet automatisch dat het onderliggende materiaal al ernstig is aangetast. Omgekeerd kan plaatselijk materiaalverlies aanwezig zijn zonder dat dit aan de buitenzijde onmiddellijk opvalt. Bij twijfel over de resterende dikte of sterkte zijn aanvullende inspecties nodig.
Voor een technisch manager is vooral het onderscheid tussen hydrodynamische en constructieve gevolgen belangrijk. Een ESD kan nog een gunstige vermogensbesparing opleveren terwijl de bevestiging of materiaaltoestand al onvoldoende betrouwbaar is. In dat geval heeft herstel van de constructieve veiligheid voorrang boven de beoordeling van een mogelijk rendementsverlies.
Wat zijn de gevolgen van mechanische schade en vervorming?
Mechanische schade kan de hydrodynamische werking van een ESD veranderen doordat de oorspronkelijke profielvorm, positie of uitlijning verloren gaat. Beschadiging kan onder meer ontstaan door contact met voorwerpen in het water, werkzaamheden aan het onderwaterschip of belastingen die groter zijn dan waarvoor de constructie is ontworpen.
Een verbogen statorvin kan bijvoorbeeld een andere voorrotatie opwekken dan de oorspronkelijke geometrie. De vin hoeft daarvoor niet volledig beschadigd te zijn. Een veranderde instelhoek of vervormde profielrand kan al invloed hebben op de verdeling van de aanstroming richting de schroef. Ook de hydrodynamische belasting van de vin en de vinbevestiging kan daardoor veranderen.
Bij een Pre-Duct kunnen vervormingen van het ductprofiel en de ondersteuningsconstructie de stromingsgeleiding beïnvloeden. Een ingedeukt profiel of verschoven ondersteuning kan bovendien de afstand tot de schroef veranderen. Wanneer de beschikbare speling hierdoor kleiner wordt, ontstaat naast een mogelijk rendementsverlies ook een constructief en operationeel aandachtspunt.
Schade aan een PBCF verdient bijzondere zorg vanwege de draaiende uitvoering. Een vervormde, gescheurde of gedeeltelijk afgebroken vin verandert mogelijk de stroming rond de naaf. Afhankelijk van de beschadiging kunnen ook de massaverdeling, balans en wisselende mechanische belastingen van de draaiende configuratie veranderen. De gevolgen voor de naafkap, bevestigingsmiddelen en overige schroefconstructie moeten dan afzonderlijk worden beoordeeld.
Bij een Rudder Bulb kan beschadiging van de contour of aansluiting de stroming tussen schroefnaaf en roer veranderen. Ook de vereiste ruimte voor roerbewegingen moet behouden blijven. Wanneer de bulb of het roer is vervormd, verdient niet alleen de hydrodynamische vorm aandacht, maar ook de belasting van de roerconstructie en de mogelijke invloed op het manoeuvreergedrag.
Niet iedere beschadiging is direct zichtbaar. Scheuren rond lasverbindingen, losrakende bevestigingen of plaatselijke materiaalverzwakking kunnen aanwezig zijn terwijl de buitencontour nog grotendeels intact lijkt. Bij aanwijzingen voor dergelijke schade kunnen gerichte inspecties en geschikte niet-destructieve onderzoeksmethoden nodig zijn.
De ernst van mechanische schade mag daarom niet uitsluitend worden afgeleid uit de verandering van het brandstofverbruik of schachtvermogen. Een constructief risico kan al aanwezig zijn voordat een betrouwbaar meetbaar prestatieverlies optreedt.
Wanneer een beschadigde ESD mogelijk onderdelen kan verliezen, de schroef of het roer kan raken of onvoldoende sterk is voor de verwachte belastingen, moet de technische geschiktheid worden beoordeeld voordat verder normaal gebruik verantwoord kan worden geacht. Welke maatregelen onmiddellijk nodig zijn, hangt af van de aard, plaats en ernst van de beschadiging.
Voor minder ernstige afwijkingen kan een gerichte beoordeling van de resterende geometrische en constructieve geschiktheid voldoende zijn. Daarbij moet worden vastgesteld of de oorspronkelijke functie behouden blijft en of herstel noodzakelijk is. Een algemene grens voor toelaatbare vervorming of beschadiging kan niet voor alle ESD-typen worden gegeven.
Hoe onderscheidt u ESD-aantasting van verslechterde romp- en schroefprestaties?
Een hogere vermogensvraag tijdens de exploitatie kan wijzen op verslechterde hydrodynamische prestaties, maar vertelt niet welk onderdeel daarvoor verantwoordelijk is. Rompaangroei verhoogt mogelijk de weerstand, een ruwe of beschadigde schroef kan minder efficiënt functioneren en de oorspronkelijke bijdrage van een aangetaste ESD kan gedeeltelijk wegvallen.
Bovendien beïnvloeden deze veranderingen elkaar. Wanneer de romp vervuilt, kan niet alleen de weerstand toenemen, maar ook de stroming rond het achterschip veranderen. Daardoor werkt een Pre-Swirl Stator of Pre-Duct mogelijk onder andere aanstroomcondities. De voorziening hoeft dan zelf niet vervuild of beschadigd te zijn om anders te functioneren.
Het omgekeerde is eveneens mogelijk. Een ESD kan plaatselijk aangroei of schade vertonen terwijl de rest van de romp relatief schoon is. Een inspectie die zich uitsluitend op de grote rompoppervlakken richt, kan daardoor een relevant probleem rond het schroefvlak missen.
Een gerichte diagnose verbindt de prestatieontwikkeling daarom met de toestand van romp, schroef, ESD en roer. Bij de ESD worden de locatie en ernst van aangroei, de conditie van het oppervlak, eventuele profielvervormingen en de toestand van de bevestigingen vastgelegd. Foto's, eerdere inspectierapporten en waar nodig geometrische metingen helpen om veranderingen ten opzichte van de oorspronkelijke uitvoering te herkennen.
Ook de beschikbare snelheid-vermogensgegevens moeten op een vergelijkbare basis worden beoordeeld. Verschillen in diepgang, trim, vaarsnelheid, wind en golven kunnen een hogere vermogensvraag veroorzaken zonder dat de technische toestand is veranderd. Bij een Controllable Pitch Propeller (CPP) zijn bovendien de gebruikte bladstanden en toerentallen relevant.
Wanneer uitsluitend een vervuilde ESD wordt gereinigd en de overige toestand voldoende gelijk blijft, kan een geschikte voor- en nameting aanwijzingen geven over het effect van de verwijderde aangroei. De betrouwbaarheid van die conclusie hangt af van de meetnauwkeurigheid en van eventuele andere veranderingen tijdens dezelfde periode.
Worden tijdens een dokbeurt ook de romp en schroef gereinigd, dan beschrijft de gemeten verbetering het gezamenlijke resultaat van die werkzaamheden. Het afzonderlijke herstel van de ESD-prestatie kan daaruit niet zonder aanvullende onderbouwing worden afgeleid.
Daarbij bestaat een belangrijk onderscheid. Een vergelijking voor en na ESD-reiniging kan helpen vaststellen hoeveel de vermogensvraag door het herstel is veranderd. Dat is niet automatisch hetzelfde als de totale energiebesparing die de ESD ten opzichte van een schip zonder voorziening oplevert. Voor die laatste vraag is een geschikte referentie zonder ESD nodig.
Ook een gevonden prestatieverbetering na reiniging bewijst niet zonder meer welk hydrodynamisch mechanisme is veranderd. Een gereinigde stator kan bijvoorbeeld minder eigen weerstand veroorzaken en tegelijkertijd de schroefaanstroming veranderen. Voor een afzonderlijke verklaring van deze bijdragen kunnen aanvullende berekeningen of metingen nodig zijn.
De technische conclusie moet daarom aansluiten op wat daadwerkelijk is vastgesteld. Inspectie kan aantasting aantonen en een hydrodynamische verklaring ondersteunen. Een betrouwbare vermogensvergelijking kan een prestatieverandering vaststellen. Om de omvang daarvan uitsluitend aan de ESD toe te schrijven, moeten de overige invloeden voldoende bekend zijn.
Hoe wordt een ESD onderhouden zonder de hydrodynamische werking te beschadigen?
Onderhoud aan een ESD moet de oorspronkelijke profielvorm, oppervlaktebescherming en constructieve betrouwbaarheid zo veel mogelijk behouden. De keuze van een reinigings- of herstelmethode hangt daarom af van het materiaal, de geometrie en de aanwezige aantasting.
Bij een Pre-Swirl Stator of Pre-Duct zijn vooral de profielranden, vinvoeten, ondersteuningen en moeilijk bereikbare overgangen belangrijk. Aangroei moet worden verwijderd met een methode die geschikt is voor de betreffende oppervlakken. Een reinigingsmiddel of mechanische behandeling die op een groot rompoppervlak goed werkt, kan een dun profiel of kwetsbare coating onbedoeld beschadigen.
Ook de plaatselijke bereikbaarheid verdient aandacht. Bij een duct kunnen de binnenzijde en de aansluitingen op de achtersteven andere reinigingsmogelijkheden bieden dan de buitenzijde. Voor een stator geldt dat de vinnen en bevestigingen goed moeten kunnen worden gecontroleerd zonder onnodige beschadiging van de oppervlakken of aangrenzende schroefonderdelen.
Bij een PBCF moet de onderhoudsmethode passen bij de naafkap, het materiaal en de uitvoering van de vinnen. Sommige uitvoeringen kunnen in samenhang met het schroefonderhoud worden gereinigd of gepolijst. Dat betekent niet dat iedere PBCF dezelfde oppervlaktebehandeling nodig heeft. De voorschriften en constructiegegevens van de fabrikant blijven bepalend. Ook moet worden voorkomen dat de reiniging de oorspronkelijke profielvorm of de toestand van de bevestiging nadelig beïnvloedt.
Een Rudder Bulb wordt in samenhang met het aangrenzende roer onderhouden. Daarbij worden de contour, aansluiting, eventuele coating en toestand van de omliggende roerconstructie beoordeeld. Vooral bij beschadigingen rond de overgang tussen bulb en roer moet worden vastgesteld of uitsluitend oppervlaktereiniging volstaat.
Bij onderwaterreiniging spelen ook milieutechnische voorwaarden. Tijdens het verwijderen van aangroei kunnen organismen, coatingdeeltjes en andere stoffen in het water terechtkomen. Daarom moeten de reinigingsmethode, eventuele opvang en verwerking van verwijderd materiaal en de geldende plaatselijke voorschriften worden betrokken bij de uitvoering.
Internationale richtlijnen voor biofoulingmanagement en onderwaterreiniging benadrukken onder meer de bescherming van coatings, het beheer van moeilijk bereikbare onderwaterzones en het beperken van de verspreiding van organismen en schadelijke stoffen. Reiniging zonder opvang is niet onder alle omstandigheden passend. Welke methode toelaatbaar en technisch geschikt is, hangt onder meer af van de aangroei, het oppervlak en de plaatselijke eisen.
De reinigingsmethode moet bovendien geschikt zijn voor de werkelijk aanwezige oppervlaktebescherming. Een ESD kan een ander materiaal of coatingsysteem hebben dan de romp. Een methode die voor de romp is beoordeeld, is daarom niet automatisch geschikt voor de vinnen, naafkap of roerbulb. Bij twijfel over de coatingconditie of de verenigbaarheid met het reinigingssysteem is aanvullende beoordeling nodig.
Ook de onderhoudsplanning moet passen bij het gebruik van het schip. Langdurige stilstand, frequente havenaanlopen en het vaargebied kunnen invloed hebben op de ontwikkeling van aangroei. Een vast reinigingsinterval is daarom niet voor iedere scheepsconfiguratie automatisch de beste keuze.
Gerichte inspecties maken het mogelijk de onderhoudsbehoefte beter op de werkelijke toestand af te stemmen. Door vast te leggen waar aangroei ontstaat, hoe de coating zich ontwikkelt en welke oppervlakken bijzonder gevoelig blijken, kan worden bepaald wanneer reiniging nodig is en wanneer een uitgebreidere technische beoordeling moet plaatsvinden.
Wanneer is reinigen voldoende en wanneer is herstel of vervanging nodig?
Reinigen is vooral zinvol wanneer verwijderbare aangroei aanwezig is en de onderliggende profielgeometrie, oppervlaktebescherming en constructie voldoende intact zijn. In dat geval kan een geschikte behandeling de oppervlaktetoestand verbeteren zonder dat de ESD zelf hoeft te worden aangepast.
De oorspronkelijke hydrodynamische prestatie keert daarmee niet automatisch volledig terug. Corrosieputten, blijvende vervormingen en beschadigde coatings verdwijnen niet door aangroei te verwijderen. Ook kan de aanstroming inmiddels veranderd zijn doordat de romp- of schroefconditie is verslechterd.
Wanneer de coating is beschadigd, kan plaatselijk of uitgebreider herstel nodig zijn. Daarbij moet worden vastgesteld of de ondergrond nog geschikt is en of de nieuwe afwerking aansluit op de oorspronkelijke hydrodynamische en corrosiebeschermende eisen. Bij aantoonbaar materiaalverlies is bovendien een beoordeling van de resterende sterkte noodzakelijk.
Wanneer putvorming of andere aantasting is ontstaan, moet eerst duidelijk zijn welk degradatiemechanisme verantwoordelijk is. Corrosie, cavitatie-erosie en mechanische slijtage kunnen verschillende herstelmaatregelen verlangen. Het uitsluitend gladmaken van een beschadigd oppervlak is niet voldoende wanneer de oorzaak blijft bestaan of de resterende materiaaldikte onvoldoende is.
Bij mechanische schade moet het herstel ook betrekking hebben op de oorspronkelijke geometrie. Een verbogen statorvin of vervormd ductprofiel kan na een constructieve reparatie nog steeds een ongunstige stroming veroorzaken wanneer de ontwerpcontour niet voldoende is hersteld. Hetzelfde geldt voor een Rudder Bulb waarvan de positie of aansluiting op het roer is veranderd.
Voor een beschadigde PBCF verdienen de geometrie van de vinnen en de mechanische toestand van de draaiende constructie bijzondere aandacht. Afhankelijk van het ontwerp kunnen de naafkap, bevestiging en massabalans onderdeel van de beoordeling zijn. Een reparatie is pas verantwoord wanneer de herstelde uitvoering voldoende overeenkomt met de vereiste geometrische en constructieve toestand.
Bij scheuren, aanzienlijke corrosie of twijfel over de bevestiging kan aanvullend onderzoek nodig zijn. Dat kan bestaan uit niet-destructieve inspectie, diktemetingen of een constructieve beoordeling. Wanneer lokale spanningen, vermoeiing of belastingsafdracht onvoldoende met eenvoudige methoden kunnen worden beoordeeld, kan een eindige-elementenanalyse (FEM) een passende aanvulling zijn.
Vervanging komt in beeld wanneer de oorspronkelijke geometrie of constructieve betrouwbaarheid niet verantwoord kan worden hersteld. Ook kan vervanging aantrekkelijker zijn wanneer de benodigde reparatie omvangrijk wordt of de bestaande uitvoering niet meer goed aansluit op de technische eisen. De uiteindelijke beslissing hangt af van het ESD-type, de schade en de mogelijkheden om een veilige uitvoering te realiseren.
Na herstel moeten de relevante geometrie, uitlijning, bevestigingen en spelingen worden gecontroleerd. Wanneer de werkzaamheden naar verwachting ook een meetbare invloed op de voortstuwingsprestatie hebben, kunnen geschikte prestatiegegevens helpen om het resultaat te beoordelen. Daarbij moet worden onderscheiden welke werkzaamheden zijn uitgevoerd en welke verbetering daaraan kan worden toegeschreven.
Aangroei, corrosie en mechanische schade beïnvloeden een Energy Saving Device op verschillende manieren. Aangroei verandert vooral de stroming langs de oppervlakken, corrosie kan zowel de hydrodynamische eigenschappen als de materiaalsterkte aantasten en mechanische schade kan de geometrie en constructieve betrouwbaarheid veranderen. De juiste maatregel volgt daarom uit de aard en ernst van de aantasting, niet uitsluitend uit een hogere vermogensvraag. Door de toestand van de ESD gericht te inspecteren en deze te verbinden met de prestaties van romp, schroef en roer, kan worden bepaald wanneer reinigen voldoende is en wanneer herstel of vervanging noodzakelijk wordt.
Dit artikel binnen de reeks
Bij corrosie of mechanische schade aan kritische verbindingen kan FEM-analyse van de ESD-constructie nodig zijn om de resterende sterkte en belastbaarheid te beoordelen. Of dergelijke gebreken tijdig kunnen worden vastgesteld en verholpen, hangt mede af van de toegankelijkheid en onderhoudbaarheid van de voorziening. Deze aspecten maken deel uit van de technische inpassing en het behoud van ESD-prestaties gedurende de levensduur.