(本文作者 上海思舶信息技術有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司技術總監 陸建平)
船舶艉軸密封因各種原因可能會出現泄漏(lòu),海水進(jìn)人密封腔,使後密封油箱滑油乳化(見圖1),嚴重時(shí)滑油向外泄漏至海(hǎi)麵,導(dǎo)致港口當局滯留或罰(fá)款,或者海水向內泄漏,使得艉管滑油乳化,潤滑油(yóu)膜(mó)失效,導致艉軸(zhóu)承(chéng)高溫甚至燒毀等嚴重事故,給船舶帶來嚴重的安全隱患。艉軸密封裝置(zhì)設計不當或安裝不當(dāng)是引發(fā)艉軸密封(fēng)泄漏的主要原(yuán)因。另外,防護罩結構不合理或安裝(zhuāng)不當,容易使漁網纏繞。漁網進人(rén)密封腔引發艉軸密封泄漏,或者防護罩碰擦螺旋(xuán)槳等現象。
某係列散貨船(chuán)共12艘(sōu),建(jiàn)造於2012年期間,使用某廠同一型號和尺寸的艉軸密封裝置,船舶大多在出廠後3—6個月出現艉軸後密封泄漏和艉(wěi)軸後密封油箱(xiāng)以及尾管滑油乳化等問(wèn)題。
1 調查與(yǔ)分析
船舶(bó)艉軸密封泄漏發生後,造船廠於次年初安(ān)排第1艘船舶進塢(wù)修理,船廠和船舶所有人(rén)以及製造商代表都在時間趕到現場。當密封(fēng)裝置拆開(kāi)後,發現密封圈內滑油已經乳化,不鏽鋼套也磨出比較深的凹(āo)槽,在Z後一道密封環的後麵,還(hái)有一道羊毛氈已經部分脫落(luò)(見圖2)。仔細檢查乳化的滑油,用(yòng)手摸感覺有(yǒu)明顯的細顆粒物,感覺好像是男士洗麵奶(見圖3),仔細查看發現還有細小的羊毛在乳化物中(zhōng)(見圖4)。
廠家(jiā)設計的意圖是考慮船舶經常進出長江等內河航道(dào),為擋住泥(ní)沙,就在(zài)密封裝置後麵(miàn)增加一道羊毛氈(見圖5)。羊毛氈(zhān)上脫落的羊(yáng)毛在螺旋槳水流的作用下部分進人密(mì)封圈,羊毛穿過橡膠密封麵時破壞密封,同時使不鏽鋼套異常磨損(見圖6),更加破壞密封,使海水進人密封腔導致滑油乳化,這是艉軸密封泄漏的(de)真正原因(yīn)。Z明顯的證據就是乳化物經過清理後(hòu)殘留的羊毛球(見圖7)。需(xū)要說明的是,羊毛氈看起來柔(róu)軟,其實是具有相當硬度的物體,如軸係的機加工Z後就是用羊(yáng)毛氈拋光。
2 對策和改進
羊毛氈通過高溫(wēn)擠壓成型,經海水浸泡後的羊毛在不鎊鋼套旋轉摩擦作(zuò)用(yòng)下會脫(tuō)落,而橡膠或者高分子材料則不易脫落,因此選用(yòng)橡膠(jiāo)替換羊毛氈,或者幹脆去除這一道(dào)多餘的密封(fēng)圈。事實證明,十分有效。進塢修理後的船舶,用(yòng)橡膠替換羊毛氈後,艉密封一切正常,為該係列(liè)的其他11艘船舶提供了解決問題的辦法。該(gāi)係列船舶都進行這樣的修(xiū)理(lǐ)更換,沒有出現異常情況。
設計(jì)人員考慮為擋住泥沙,在二道水封後(hòu)加一道羊毛氈密封,但沒有充分參考國外同類型(xíng)產(chǎn)品,國外產品在二道水封後沒有任何(hé)密封(見圖(tú)8)。此(cǐ)外,設計人員也沒有考慮高溫擠壓的(de)羊毛氈會(huì)脫落。
艉軸密封裝置製造廠家的試(shì)驗台架見圖9。由於沒有螺旋槳的水流作用,試驗台(tái)架無法真實地模擬海上工(gōng)況,即使有(yǒu)羊毛氈脫落,也(yě)不(bú)會有水流的作用使(shǐ)羊毛進入(rù)密(mì)封裝置(zhì)。廠家以為通過這樣的試驗(yàn),並獲(huò)得船級社證書,就可以批量生產,這樣的做法是欠考慮的,因為沒有經過實船試驗。
此類(lèi)產品要取得船級社證書,必須經過實(shí)船試驗,即通過台架試(shì)驗後,還要經過(guò)船舶1個塢期航行後沒有(yǒu)問題(tí),並得到驗船(chuán)師的確認後,才可考慮(lǜ)發產品型式認可證書。廠家沒有(yǒu)經過實船試驗,就冒然批量生產供貨(huò),尤其是這(zhè)樣的水下設備,一旦有問題就必(bì)須進(jìn)塢修理才能解決。顯然,這樣的管理和做法都是欠妥的。
3 管理(lǐ)注意事項
艉軸密封裝置不可選用容易脫落的羊毛(máo)氈作為(wéi)密封件阻擋(dǎng)泥沙。一種新型產品的設計一定要與傳統(tǒng)產品進行充分的(de)比較,新產品一(yī)定要經過各種試驗才(cái)可以批量生產。設備(bèi)用戶在選擇密(mì)封裝置時,不可冒然(rán)選用未經實船試(shì)驗過的產品,尤其是用在批量製造的船舶上。
一旦(dàn)碰到艉軸後密封泄漏,可采用高黏度的滑油減緩泄漏。某集裝箱船舶出廠後不到2個月就出現(xiàn)艉軸後密封泄漏、後密封小油箱滑油乳化的(de)情況。該船采(cǎi)用知名品牌的密封裝置,考慮(lǜ)其產品質量應該沒有問題。因此,在時間(jiān)就提出很可能是艉密封(fēng)測量下沉量的螺母沒有擰緊導致的,經潛水員水下檢查發(fā)現(xiàn)果然(rán)是這個螺母已(yǐ)經脫掉。讓(ràng)潛水員用1種(zhǒng)特殊材料磨塑鋼(類似於水下水泥)封堵後,仍然有泄漏。提議改用高黏度的滑油,因為高黏(nián)度的滑油在不(bú)鎊鋼套與橡膠密封件之間的微(wēi)小縫隙中不容易泄漏。這(zhè)樣使得後密封泄漏情況得到顯著改善,船(chuán)舶所有人不再(zài)提進塢修理要求(qiú)。
值得一提的是(shì),當該(gāi)係列船舶進(jìn)塢時,密封裝置廠家提出後密封裝置纏繞漁網(見(jiàn)圖10)而拒絕接(jiē)受該保(bǎo)單。艉部防護罩(zhào)結構見圖(tú)11。防護罩與螺旋槳騰(téng)空搭接,但製(zhì)作時由於螺(luó)旋槳沒有加工成台階形狀,防護罩與螺旋槳之間存在8-18mm的軸向間隙(見圖12)。漁(yú)網(wǎng)在螺(luó)旋槳旋轉作用下產生的向心力的作用(yòng)下從該間隙進人防護罩。為消除這個隱患,把防護罩直徑加大(dà)改為搭接,把漁網割刀(dāo)嵌人焊接(見(jiàn)圖13),封堵軸向間隙,漁網就不容易(yì)通過徑向間隙纏(chán)繞進去。必須注意的是,防護罩以(yǐ)及漁網割刀與螺旋槳的徑向間隙一定(dìng)要控製均勻,必須盤車檢查,如果局部(bù)間隙過小,可能導致螺旋槳與防(fáng)護(hù)罩或漁網割刀碰撞,產生異常噪聲。
此外,曾經碰到船舶滿載時在(zài)一些轉速(sù)區域尾(wěi)部出現異(yì)常噪聲問題,即使(shǐ)做水下檢驗,並清除纏繞的漁網,異常噪(zào)聲(shēng)依舊存在。通過查閱圖(tú)紙和水下拍攝的照片及了(le)解各方麵的信息後,判定此噪聲來自於漁網割刀與螺旋(xuán)槳槳穀發(fā)生的碰撞,理由是螺旋槳槳榖與防護罩有18mm左右的軸向間(jiān)隙,軸係的軸(zhóu)向竄(cuàn)動不可能有這麽(me)大。而當船舶在某些(xiē)轉速區域徑向振動加大(dà)時,由於防護罩不是一(yī)個的圓,安裝時又(yòu)要割開後安裝,這樣使漁網(wǎng)割刀與螺旋槳槳(jiǎng)榖的徑向間隙不均衡,導致局部碰(pèng)擦。根據錄音判斷此噪聲頻率與主機轉速一致,而船舶艉軸情況如滑油溫度、艉軸承等情況都正常,對於船舶正常航(háng)行沒有危害。因此,成功說服船舶所(suǒ)有人放棄進一步做水下檢驗或進(jìn)塢的要求,避免了重大損(sǔn)失。
船舶在造船廠交驗或者(zhě)塢內修理時(shí),一定要仔(zǎi)細盤車檢查漁網割刀與螺旋槳槳榖(gǔ)之間的間(jiān)隙,保證有(yǒu)足夠(gòu)均勻的間隙,否則可能導致(zhì)局部碰擦,發出(chū)異常噪聲。