WILQ morski radzi: Jachtowa śruba napędowa – utrzymanie i zagrożenia

Śruba napędowa – nie widać jej, dopóki jacht nie wyjdzie z wody lub my do niej nie wejdziemy. Stanowi element napędu pomocniczego. Stawia opory… Czy warto więc, wobec powyższych zarzutów, poświęcać jej uwagę i utrzymywać w dobrej kondycji?

Z pewnością tak, Wysoki Sądzie, bo jednak to śruba jest elementem wprawiającym jacht w ruch, gdy nie płynie on pod żaglami. Śruba czysta, niezarośnięta, o gładkich powierzchniach łopat nie tylko pracuje sprawniej, ale też świadczy o dbałości właściciela jachtu o sprzęt.

Jachtowe śruby napędowe zwykle są wykonane z brązu, rzadziej ze stali lub stopów aluminium. W dalszej części felietonu mowa będzie o śrubie z brązu.

Śruba z brązu, po 4 sezonach, 3 sezony bez anody, jacht w większości stał w słodkiej wodzie i był podłączony do zasilania z kei, brak separatora galwanicznego. Fot. Paweł Wilkowski

Dlaczego, czyli główne zagrożenia czyhające na śrubę w trakcie eksploatacji:

Kawitacja – zjawisko powstawania bąbli pary wodnej wskutek bardzo szybkiego ruchu łopaty względem wody. Zjawisko jest bardzo destruktywne i skutkuje powstawaniem ubytków materiału na krawędzi łopaty – z czasem łopata śruby staje się wyszczerbiona i nierówna, stwarzając coraz większy opór w wodzie oraz coraz większe naprężenia lokalne w materiale łopaty, skutkujące odrywaniem coraz większych kawałków materiału. Ponieważ do zaistnienia zjawiska kawitacji potrzena jest duża prędkość łopat względem wody, zjawisko to na jachcie nie jest dokuczliwe, jeśli w ogóle występuje.

Porastanie – o ile obrośnięcie śruby glonami (lime) nie jest zjawiskiem dokuczliwym (na mokro stanowią one śliską warstwę, nie powodującą zwiększenia oporów), o tyle obrośnięcie powierzchni śruby muszelkami lub innymi większymi żyjątkami jest bardzo niewskazane i powoduje kłopoty.

Bardzo silnie występujące związki miedzi na powierzchni śruby, brak śladów muszelek. Fot. Paweł Wilkowski

Muszelki – po pierwsze muszelki (pąkle) powodują znaczący przyrost oporów w wodzie, więc śruba pracuje bardzo niesprawnie (niski uciąg wymuszający zwiększenie obrotów silnika i zużycie paliwa) albo po prostu staje się całkiem skutecznym hamulcem, gdy jacht płynie pod żaglami. Dla regatowców taka śruba byłaby katastrofą. Po drugie, muszelki porastające mechanizm składania śruby z czasem powodują trudności w jej rozłożeniu/złożeniu a nawet zablokowanie. Na taką śrubę nie można liczyć w razie potrzeby a dla regatowca niezłożona śruba podczas wyścigu to katastrofa.

Korozja elektrochemiczna – w przypadku brązu zjawisko sprowadza się do wchodzenia w reakcję miedzi zawartej w brązie z wodą lub innymi metalami o innym potencjale elektrochemicznym. Reakcje zachodzą pod wpływem różnicy napięć – może to być spowodowane zarówno przepływem prądu zasilającego z kei, wewnątrz instalacji elektrycznej jachtu, jak i prądy powstałego na styku dwóch metali o różnych potencjałach elektrochemicznych (np. żelazo i miedź). W wyniku tych reakcji miedź wchodzi w skład tworzących się na powierzchni śruby tlenków lub soli i tym samym zaczyna jej brakować (w postaci metalicznej) w materiale rodzimym. Zjawisko to lokalnie zmienia skład stopu śruby, powodując pogorszenie jego własności mechanicznych a „zabranie” części miedzi ze stopu objawia się powstawaniem wżerów na powierzchni śruby.

Dla zobrazowania problemu oporów na śrubie, posłużmy się przykładem:

W 120-milowym wyścigu z serii Off-Short Racing jacht płynie z przeciętną prędkością 6 węzłów, czyli czas na trasie wynosi 20 godzin. Obrośnięta lub niezłożona śruba powoduje zwiększony opór zmniejszający przeciętną prędkość jachtu o 0,05 węzła – to jest założenie (nie wiemy dokładnie ile jest tego oporu) – niby nic…, zmiana nie dająca się wyczuć, poniżej dokładności wskazań prędkościomierza – to jest tylko 0,83% różnicy prędkości… ale w efekcie jacht płynie z prędkością 5,9 węzła i trasę regat przebywa w ciągu 20,17 godziny czyli 20 godzin i 10,2 minuty. Oznacza to, że jacht stracił przez dodatkowy opór 10 minut i 12 sekund. Jak mawia znany regatowiec Piotr Adamowicz: „niby nic, ale razy sto mil…”

Jak, czyli co zrobić, by śruba dobrze nam służyła wiele lat i nie spowalniała jachtu.

1 – Zawsze po wyjęciu jachtu z wody dokładnie wyczyścić śrubę z wszelkich narośli, muszelek i nagarów (związków miedzi narosłych na powierzchni śruby), a nawet wypolerować; na zimę zabezpieczyć smarem.

Czyszcząc śrubę, można użyć szczotki drucianej, lecz do śrub z brązu nie używać szczotek stalowych (jak na zdjęciu), bo będzie korozja między metalami. Fot. Paweł Wilkowski

Do czyszczenia śruby bardzo dobrze nadaje się szczotka plastikowa – nie kaleczy powierzchni śruby i nie zostawia metalu na czyszczonej powierzchni. Fot. Paweł Wilkowski

Można też użyć ręcznej szczotki z włosiem mosiężnym. Fot. Paweł Wilkowski

2 – Mechanizmy składanych śrub smarować smarem odpornym na słoną wodę zawsze stosować cynkową anodę i regularnie ją wymieniać, nie czekając aż sama odpadnie (to zapobiega korozji elektrochemicznej).

Łopata śruby po wstępnym odczyszczeniu mechanicznym – korozja elektrochemiczna spowodowała, że wygląda ona jak powierzchnia Księżyca. Fot. Paweł Wilkowski

Postępy w mechanicznym czyszczeniu łopat szczotką plastikową. Fot. Paweł Wilkowski

Śruba i anoda wyczyszczone mechanicznie, ramię s-drive przed czyszczeniem – widoczne pozostałości wapienne po muszelkach. Fot. Paweł Wilkowski

3 – Stosować zabezpieczenie w instalacji elektrycznej – izolator/separator galwaniczny (zespół dwóch diód, wpinany w „neutral” instalacji na wejściu zasilania z brzegu instalacją jachtowa musi posiadać uziemienie.

Śruba wstępnie oczyszczona – księżycowe kratery od korozji. Fot. Paweł Wilkowski

Tyle da się uzyskać czyszcząc plastikową szczotką. Fot. Paweł Wilkowski

4 – Malować śrubę farbą przeciwporostową do śrub – to jest twardy antifouling (zestaw: podkład + antifouling), który powinien zabezpieczyć śrubę przed porastaniem; użyłem tej metody po raz pierwszy, po sezonie będę miał ugruntowaną opinię, czy było warto.

Układ napędowy pomalowany podkładem i antifoulingiem do śrub. Fot. Paweł Wilkowski

Śruba pomalowana antifoulingiem również wewnątrz – stan przed smarowaniem mechanizmu. Fot. Paweł Wilkowski

Uwaga: jeśli malujecie jednocześnie ramię s-drive i śrubę, należy zabezpieczyć anodę przed przypadkowym pomalowaniem – anoda powinna mieć jak największą powierzchnię styku z wodą.

Niby nic, ale razy sto mil…

Separator – prawidłowo wpięty w instalację jachtową skutecznie zapobiega korozji elektrochemicznej, wywołanej przez prąd z brzegu, także prądy błądzące. Fot. Eljacht.pl