Nieuws

Het tampongalvaniseerproces, waarmee handmatig plaatselijk langs elektrochemische weg een metaallegering aangebracht wordt, is veel minder bekend dan het veel toegepaste badgalvaniseren. Toch is tampongalvaniseren van grote waarde bij reparaties van moeilijk bereikbare delen.

In de elektronica vindt het tampongalvaniseerproces toepassing op printplaten: het vergulden van contactpunten, repareren van sporen en het aanbrengen van tin/lood soldeer. In de elektrotechnische industrie is het proces bekend vanwege de toepassing op elektromotoren en generatoren, met name het achtereenvolgens aanbrengen van goud-rodium-goudlagen op de connector, in laagdikten van drie micrometer. De levensduur wordt doorgaans meer dan verdubbeld, dit dankzij de lage overgangsweerstand en hoge slijtbestendigheid.

Op het eerste gezicht lijkt het tampongalvaniseren meer op een proces als oplassen. In de luchtvaartindustrie bijvoorbeeld wordt tampongalvaniseren veel toegepast bij herstelwerkzaamheden aan het landingsgestel, en aan geanodiseerd aluminium. In de automobielindustrie wordt het gebruikt bij de naven waarop de velgen worden gemonteerd. Drukpersen voor de offset worden ermee hersteld. En bij het herstellen van beschadigingen aan de aandrijving van schepen kan het de kostbare en tijdrovende demontage en ontmanteling overbodig maken. Bij het tampongalvaniseren wordt het te behandelen werkstuk door een flexibele kabel verbonden met de negatieve uitgang van een Power Pack, een speciaal uitgevoerde gelijkrichter, en fungeert dus als kathode. Als anode wordt gebruikgemaakt van materialen zoals grafiet, of voor speciale toepassingen platina-iridium of geplatineerd titaan. Deze anode, geplaatst in een speciale anodehouder, wordt omwikkeld in absorberend materiaal, bijvoorbeeld polyesterwol, katoen en dergelijk. De anodehouder wordt door middel van een flexibele kabel verbonden met de positieve uitgang van de Power Pack. Wanneer nu de stroomkring gesloten wordt, slaat het metaal uit de elektroliet neer op het werkstuk. Het is mogelijk de elektroliet rond te pompen, zodat steeds onderdompelen in een reservoir niet nodig is.
Oorspronkelijk werd tampongalvaniseren gebruikt om onvolledig bedekte delen bij te werken. Een anodehouder werd dan in de badvloeistof gedrenkt, en er werden dunne en in het algemeen slecht hechtende lagen aangebracht. De laatste zestig jaar heeft de techniek zich echter ontwikkeld tot een hoogwaardige functionele toepassing, waar voor opdrachtgevers naast tijdwinst ook grote kostenbesparingen mee te bereiken zijn. Inmiddels kunnen zo’n honderd legeringen langs deze weg worden aangebracht. Een beschadiging van circa 0,6 mm diep, 60 mm lang en 3 mm breed kan worden opgevuld en afgewerkt in twee uur.

Reparatie cilinders
Bij reparatie van cilinders wordt de beschadiging zonodig uitgeslepen, zodat deze meer breed is dan diep, en vervolgens opgevuld met koper, kobalt of nikkel. Daarna wordt het teruggewerkt, dat wil zeggen het teveel aangebrachte materiaal wordt verwijderd. Tenslotte wordt de opgevulde beschadiging ‘gecapt’ met chroom, nikkel of nikkelcobalt of nikkelwolfraam.
Voor een zeesleepbedrijf zijn eens een aantal 15.000 pk motoren van sleepboten gerepareerd met deze oppervlaktebehandeling. Bij één motor was er voor de tweede keer een aantal hoofdlagers uitgelopen. Bij een andere bleken de hoofdlagerplaatsen 0,15 mm uit lijn te liggen. Hiervan had men de krukas al eens 0,6 mm laten zakken. Verder zakken kon nu niet meer: dan zouden er problemen ontstaan met de compressieruimte, de aandrijving voor de nokkenplaatsen, de smeeroliepompen en dergelijke. Aangezien er geen grotere overmaat lagerschalen verkrijgbaar was of toegepast kon worden, waren er maar twee alternatieven.
Het schip het dok in, gat in de wand maken, carter eruit halen, totaal afslijpen, alle passingen aanpassen, opnieuw lijnboren en alles weer samenbouwen. Een klus die zeker enkele maanden in beslag zou nemen.
Het tweede alternatief was de lagerboringen opnieuw te vullen en alles weer naar nieuwmaat te lijnboren. Hiervoor werd gekozen.
Het cilinderblok (V-16) werd van het carter afgehaald en de zadels van de lagerpassingen werden voorzien van een 800 tot 900 micrometer dikke koperlaag: 600 om de boring weer op originele hoogte te brengen en 200 extra voor het lijnboren. de hardheid van de aangebrachte koperlaag was minimaal gelijk aan die van het gietstaal van het carter. Na het lijnboren werden zadel en kap in één behandeling voorzien van een tien micrometer dikke harde (50 Rc) nikkellaag zodat de lagerpassingen weer volledig aan de nieuwmaat waren.
De hele klus is in drie weken ter plaatse in Dubai uitgevoed. Besparing ten opzichte van het eerste alternatief: ruim anderhalve ton.

Motor onderzeeboot
Ook de motor van de onderzeeboot Hr.M.S. Bruinvis is al eens gereviseerd door middel van tampongalvaniseren, waarmee de waarde van deze oppervlaktetechniek goed naar voren kwam. De onderzeeboot had een klepbreuk opgelopen, waardoor de zuiger stuk was geslagen. Het drijfstang had het bovenste deel van de cilinderpassing ongeveer 2,5 centimeter naar buiten gedrukt.
De reparatie aan de cilinders, uitgevoerd door opbrengen van koper SPS 5260 (hardheid 25 Rc) en een deklaag van 25 micrometer harde nikkel SPS 6544 (Rc 50) werd uitgevoerd voor vijftigduizend gulden, en bespaarde vele tientallen miljoenen guldens belastinggeld die benodigd zouden zijn voor het demonteren van de achtersteven. Bovendien zou snijden en lassen aan de drukhuid een verzwakking hebben opgeleverd die de duikdiepte zou hebben beperkt. De boot zou dan twee jaar uit de vaart zijn geweest. Een ander alternatief zou zijn de beschadiging in de cilinderpassing vol te lassen en daarna uit te kotteren. Het motorblok zou dan heet gestookt moeten worden, hetgeen dan groot brandgevaar zou hebben opgeleverd, zeker in de nauwe overvolle machinekamer van een duikboot. De koperlaag werd laagje voor laagje (0,2 mm) aangebracht, en na iedere laag voorzichtig weer teruggewerkt om uiteindelijk de originele vorm weer terug te krijgen. De hele operatie nam vijf weken in beslag, waarna men de motor weer kon gaan afbouwen. Alle grote componenten, zoals krukas, vliegwiel, generator etc. hoefden niet te worden gedemonteerd.
Ook andere delen van de onderzeeboten worden bijgewerkt met behulp van tampongalvaniseren, met name de huiddoorvoeren zoals van de ankermachine en de periscoopdoorvoer, die een nikkelwolfraambehandeling kregen. De rvs borgpennen van de belegklampen kregen een nikkelwolfraambehandeling. Sommigen hadden een tin-iridium voorlaag gekregen in verband met de geconstateerrde putcorrosie.

Voorzorgsmaatregelen
Werken aan een onderzeeboot vergt allerlei extra voorzorg, aangezien de drukweerstand van de scheepshuid onder geen beding mag lijden onder herstelwerkzaamheden. Voor het Sifco tampongalvaniseerProces geldt bij militaire toepassingen de specificatie MIL-STD 865. Deze is ook de basis geweest voor de US Navy NAV-SHIPS 0900-038-6010 (deposition of Metals by Contact -Brush on Method- Electroplating). Deze specificatie geeft, naast een beschrijving van het proces en gebruikte apparatuur, ook richtlijnen voor de evaluatie en acceptatie en criteria voor het toepassen van tampongalvaniseren.
De werkwijze is om een FTS op te stellen, een ‘Functioneel Technische Specificatie’ op de applicatie, apparatuur en kwaliteitscontrole. Naast de NAVSHIPS zijn er zo’n 250 FTS-documenten opgesteld door OEM’s, de Original Equipment Manufacturer zoals Boeing en General Electric. Deze documenten zijn ook maatgevend voor verzekeringsmaatschappijen zoals Lloyds en Veritas en het American Bureau of Shipping.

Deze bijdrage is geschreven door H. Klein van SelectPlating Meppel.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven