環保（bǎo）潤滑油的概念早在十年前就已（yǐ）提出，其初衷在於（yú）緩解船舶碰撞、船舶水下維護保養等可能給港（gǎng）口（kǒu）等水域造成的（de）環境汙染。自VGP2013強製生（shēng）效以來，環保潤滑油在中國造船市場（chǎng）刮起一陣“熱潮”，“伴隨”EALs密集出現的船舶艉管高溫頻發現象，讓環保（bǎo）潤滑油熱度至今不減。業界紛紛展開艉管高溫的相關調查研究，研究（jiū）結果層（céng）出不窮，但至今尚無定論。早在2013年，CCS即開始關注並跟蹤市場（chǎng）使用情（qíng）況。對於（yú）高溫報警案例，有針對性的，編製了調查信息反饋表，在（zài）高溫報警（jǐng）比（bǐ）較集中的轄區，開展調查研（yán）究，並於（yú）2014年11月7日在江蘇南京成功召開“美國環保署環保潤（rùn）滑油應用研討會”。在此背景下，本文對艉管高溫的成（chéng）因進行了係統（tǒng）性的分析，現將有關（guān）情（qíng）況總結如下（xià）。
高溫案例分析
自（zì）VGP2013強製生效以來，環保潤滑油在中國（guó）造（zào）船廠（特別是江蘇地區船廠）得到了廣（guǎng）泛應用，但（dàn）同時，環保（bǎo）潤滑（huá）油（yóu）使（shǐ）用過（guò）程中艉管高溫的現象也比較常見。在使用環保潤滑油以（yǐ）後，部分船廠都不同程度地出現艉管高溫，甚至出現艉管軸瓦燒毀情況，如圖1所示。
業界對於艉管高溫（wēn）成因眾說紛紜，至今（jīn）尚（shàng）未形成一致意見。軸係設計、安（ān）裝工（gōng）藝、校中工藝、精度控製以及油（yóu）品特性等等都有可能造成艉管高（gāo）溫。根據初步掌握的高溫報警（jǐng）情況，CCS梳理了可能影（yǐng）響艉管高溫的主要因素，以調查報告的形（xíng）式發放至轄區各大船廠（chǎng）。根據反饋情況，調查報告中重點保留以下（xià）三個方麵，供後續進一步分析（統計結果截止至2014年12月1日）：
●尾軸支撐型式（有無艉管前軸承）；
●高溫時船舶（bó）狀態（螺旋（xuán）槳附加彎矩）。例如：係（xì）泊擬或試航，螺旋槳是否全浸沒、是否全回轉（zhuǎn）階段、螺旋槳（jiǎng）轉速；
●環保潤滑（huá）油（yóu）特性。例如：粘度、牌號、艉管高溫（wēn）報警時是否乳化（水溶性問題（tí））。注：調查反饋滑油均無乳化，保（bǎo）留粘度等（děng）級進行分（fèn）析。
尾軸支撐型式分（fèn）單支撐（無艉管前軸承）和雙支（zhī）撐（設艉管前軸承（chéng））。考慮到單支撐的受（shòu）力、軸係載荷分布同雙支撐不一致，且二（èr）者之間安（ān）裝、校（xiào）中工藝（yì）要求存在細微變化，因此（cǐ），在調查報告中，重點對於尾軸支撐型式做了統（tǒng）計分析。艉管高（gāo）溫多出現在單支撐（無艉管前軸承）的情況。統計結果如表1所示。
從現有統計結果來看（不（bú）完全統計（jì）），艉（wěi）管高溫（wēn）案例中單支撐情況居多。於是我們會有這樣的疑問，單支撐和雙支撐之間有何區別？如何在二者之間進行合理選（xuǎn）擇。研究（jiū）表（biǎo）明，無艉管前軸（zhóu）承的情況下，艉管後（hòu）軸（zhóu）承局部載荷加大，同時對於船廠（chǎng）的施工工藝（yì）精度要求增加。表2詳細對比（bǐ）了二者之間的優勢（shì）和劣勢。
鑒於上述情況，我們建議，在軸係頂升階段，如果船廠工（gōng）藝能夠做到不需（xū）要調整中間軸承，推薦采用無（wú）前軸承的布置；因為這種（zhǒng）布置對於船體梁變（biàn）形的適應性更強。
反之，如果船廠工藝不能保證，可能需要調（diào）整中間軸承，安全起見，推（tuī）薦采用前（qián）軸承的設計。因為頂升階段（duàn）對於中間軸承的調整，無前軸承的設（shè）置對於艉管後軸承與軸的相對（duì）傾角影響很大，稍有不慎，可能造成邊緣負荷過大。此外，軸係校中計算書對於船體梁變形量、特別是校中階（jiē）段的船體梁狀態以及主機和中間軸承的支撐區域結構變形情況無法準確估計，對於此種情況，建議采用艉管前軸承的設計方（fāng）案。
螺旋槳附（fù）加彎矩。據統計分（fèn）析，軸承損壞多出現在艉管後部，於是在調查反饋表中，特別添加了船舶高溫（wēn）時的（de）狀態，例如：係泊階段、全回轉階段、螺（luó）旋（xuán）槳是否全浸（jìn）沒等。
從現有統計結果來看，係泊階段和高速操舵全回轉階段為艉管高溫現象（xiàng）多發階段，其中係泊階段高溫問題居多。可能原（yuán）因有三（sān）：
一、係泊階（jiē）段螺（luó）旋槳非全浸沒，軸係（xì）校中計算書一般要求為螺旋槳50%浸沒，此時，螺旋槳轉動產生推力，推力直接作用在螺旋槳下部，產生附加彎矩，使得艉管（guǎn）後軸承負荷加大，軸-軸承相（xiàng）對傾（qīng）角增大，尾部軸係間隙變小，油膜較難建立；
二、係泊試驗階段，主機低速運轉，油膜尚（shàng）未完全建立；
三、全回轉階段，特別是高（gāo）速操舵全回轉階段，螺旋槳尾流場不均勻，導致螺旋槳產生不定常（cháng）的附加彎矩，尤其在惡劣海況（螺旋槳可能出現（xiàn）飛車現象（xiàng）），容易造成艉（wěi）管高溫。
針對上述情（qíng）況，有船級社建議附加彎矩區間限定在螺旋槳扭矩的-15%至40%之間。從建議值可以看出，對（duì）於負值（zhí）要（yào）求相對嚴格得多。我們認為，要（yào）重（chóng）點關注三個方（fāng）麵：
一、優化軸係設計，盡量降低尾軸承載荷，提高尾軸承可承受載荷冗餘度；
二、盡量避免螺旋槳非全浸沒下高速運轉。低速（sù）運（yùn）轉試驗時，在滿足CCS要求的前提下，盡量選擇油品提供商提供的建（jiàn）議轉速區間；
三、盡量避免惡劣工況下（特別是螺（luó）旋（xuán）槳飛車時）主機高速運轉。
EALs粘度等（děng）級。據目前掌握情況，有船廠先采用礦物油做係泊試驗，然後在試航後期更換成環保油，特別是（shì）提高滑油粘度等級後（150）取得了不錯（cuò）的效果，但也有失敗案例發生；從現場反饋來看，滑（huá）油粘度等級提高以後，異常高溫現象相（xiàng）對減少。
油（yóu）品提供商（shāng）指出，試驗數據表明，環保潤滑油和礦物油相比（bǐ）在粘度等（děng）級、冷卻、耐（nài）壓、流動性等特性上無較大差異，有關粘度問（wèn）題部分船廠也通過後期化（huà）驗也得以驗證。因此對於尾密封廠家推薦的油品清單（dān）中不包括粘度等級150的情況下，油品提供商不建議船廠單方麵的更改滑油粘度等級。
艉管高溫成因
從目前的掌握情況來看，每個船（chuán）廠使用的環保（bǎo）潤滑油品質可能存在差異、不同船型設計、不同船廠施（shī）工（gōng）工藝、施工隊伍精度控製都存在差異（yì），具體到每一個案例可能形成的艉管高溫的原因（yīn）可（kě）能各不相同。因此，形（xíng）成艉管高溫的因素（sù）是多方麵的，很難單方麵的歸（guī）結於（yú）某（mǒu）一種因素，準確的說是多（duō）種因素結（jié）合（hé）到一起共同導致了艉管高溫（wēn）現象的頻發。就（jiù）目（mù）前統計情況來看，可能情況可以總結如下：
無艉管前軸承設置，導（dǎo）致尾軸承負荷整體增大，同時對於施工工藝精（jīng）度要求增高，造成軸-軸承之間相對（duì）轉角過大；軸瓦受力不（bú）均（jun1）；形成較大的邊緣負（fù）荷（hé）；軸瓦較難（nán）形成足夠（gòu）厚度油膜；在（zài）邊緣負荷較大（dà）的情況（kuàng）下，EALs相對礦物油更難形成足（zú）夠厚度油膜，Z終導（dǎo）致艉管高溫。
雖然因素是多方麵造成，但是任（rèn）一單個（gè）因素的改進很有可能較大程度的避免高（gāo）溫現象的發生。基於此，特列出以下建議，供業界參考。（以下（xià）船廠建議和設計院建（jiàn）議不代表中國船級社觀點，現階段未經充分驗（yàn）證，請謹慎采納。）
一、優（yōu）化軸係載荷布置，盡量降低（dī）艉管後（hòu）軸承上的負荷和相對斜度（dù）。視情況考（kǎo）慮增加前軸承方案，或適當增加軸承偏移量；
二、優化（huà）軸係校中計算，充分考慮可能影響船體變形（xíng）的因素。充（chōng）分考慮螺旋槳附加彎（wān）矩的影響；
三、完善（shàn）施工工藝，確保施工精度。無前軸承布置時，在軸係頂升階段，盡量避免對中間軸（zhóu）承的調整；
四、部分船廠（chǎng）建議先采用礦物油開展係泊試（shì）驗和試航，然後再更換成環保潤滑油試驗（yàn），以消（xiāo）除磨合期的影響；
五、推薦采用海水潤滑係統和氣密封係（xì）統；
六（liù）、設計院建議提升螺旋槳軸和艉（wěi）管後軸承的加工工藝。現螺（luó）旋槳軸的表麵粗糙（cāo）度一（yī）般選（xuǎn）取1.6，建議提升至0.8。艉管後軸（zhóu）承的表麵粗糙度要求也建議廠家提高（gāo）。
七、設計院（yuàn）建議優化艉管內滑油的泄放和取樣。例如，將艉（wěi）管後部的注入（rù）泄放口（kǒu）進一步後移，或在艉管後軸承的後部（bù）增設取樣泄放管路（lù），甚至可以（yǐ）考慮在艉管後（hòu）端增加（jiā）泄放槽，以盡量減少更換滑油過（guò）程中，艉管中（zhōng）滑油的殘留。艉管滑油的（de）泄放口（kǒu），一（yī）般也可以作為艉管滑油（yóu）的取樣口，上述修改（gǎi）也將有利於船員定期對艉管滑油取樣分析（xī）。
八、設計院建議船廠改善投油工藝。盡量減少環保潤滑油被參雜其他雜質的可能性，尤其（qí）是水份（fèn）。
下一（yī）步，CCS還將進一步完善“EALs調（diào）查反饋表”信息，收集新造船和現有船（chuán）環保油使用情況，建立數據庫，分析新造船磨（mó）合期影響，分析尾軸承比壓（0.6N/mm2）和相對傾（qīng）角（0.2×10-3rad）區間對於艉（wěi）管高溫影響；統計分析艉管（guǎn）高溫案例中，軸係頂升（shēng）階段調整中間軸承的情況，進（jìn）一步分析有無艉管前軸承對於軸係校中工藝的影響；同時，關注提高EALs粘度等級的情（qíng）況（kuàng）。以期使（shǐ）艉管高溫（wēn）問題得以妥善處理，為客戶提供（gòng）Z佳（jiā）的解決方案。
