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艉軸密封裝置與防護罩可能出現的問題及其解決辦法

時間:2019/7/3 9:19:05 點擊:

  內容提示:船舶艉軸密封因各種原因可能會出現泄漏,海水進入密封腔,使后密封油箱滑油乳化,嚴重時滑油向外泄漏至海面,本文通過分析船舶艉軸密封裝置與防護罩可能出現的問題提出解決辦法...
船舶艉軸密封因各種原因可能會出現泄漏,海水進入密封腔,使后密封油箱滑油乳化(見圖1),嚴重時滑油向外泄漏至海面,導致港口當局滯留或罰款,或者海水向內泄漏,使得艉管滑油乳化,潤滑油膜失效,導致艉軸承高溫甚至燒毀等嚴重事故,給船舶帶來嚴重的安全隱患。艉軸密封裝置設計不當或安裝不當是引發艉軸密封泄漏的主要原因。另外,防護罩結構不合理或安裝不當,容易使漁網纏繞。漁網進人密封腔引發艉軸密封泄漏,或者防護罩碰擦螺旋槳等現象。

某系列散貨船共12艘,建造于2012年期間,使用某廠同一型號和尺寸的艉軸密封裝置,船舶大多在出廠后3—6個月出現艉軸后密封泄漏和艉軸后密封油箱以及尾管滑油乳化等問題。                              
艉軸密封裝置與防護罩可能出現的問題及其解決辦法

調查與分析
船舶艉軸密封泄漏發生后,造船廠于次年初安排第1艘船舶進塢修理,船廠和船舶所有人以及制造商代表都在第一時間趕到現場。當密封裝置拆開后,發現密封圈內滑油已經乳化,不銹鋼套也磨出比較深的凹槽,在最后一道密封環的后面,還有一道羊毛氈已經部分脫落(見圖2)。
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仔細檢查乳化的滑油,用手摸感覺有明顯的細顆粒物,感覺好像是男士洗面奶(見圖3),
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仔細查看發現還有細小的羊毛在乳化物中(見 圖4)。
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廠家設計的意圖是考慮船舶經常進出長江等內河航道,為擋住泥沙,就在密封裝置后面增加一道羊毛氈 (見圖5)。
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羊毛氈上脫落的羊毛在螺旋槳水流的作用下部分進人密封圈,羊毛穿過橡膠密封面時破壞密封,同時使不銹鋼套異常磨損(見圖6),
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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真正原因。最明顯的證據就是乳化物經過清理后殘留的羊毛球(見圖7)。
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需要說明的是,羊毛氈看起來柔軟,其實是具有相當硬度的物體,如軸系的機加工最后就是用羊毛氈拋光。

對策和改進
羊毛氈通過高溫擠壓成型,經海水浸泡后的羊毛在不繡鋼套旋轉摩擦作用下會脫落,而橡膠或者高分子材料則不易脫落,因此選用橡膠替換羊毛氈,或者干脆去除這一道多余的密封圈。事實證明,十分有效。進塢修理后的船舶,用橡膠替換羊毛氈后,艉密封一切正常,為該系列的其他11艘船舶提供了解決問題的辦法。該系列船舶都進行這樣的修理更換,沒有出現異常情況。
艉軸密封裝置與防護罩可能出現的問題及其解決辦法

設計人員考慮為擋住泥沙,在二道水封后加一道羊毛氈密封,但沒有充分參考國外同類型產品,國外產品在二道水封后沒有任何密封(見圖8)。此外,設計人員也沒有考慮高溫擠壓的羊毛氈會脫落。

艉軸密封裝置制造廠家的試驗臺架見圖9。由于沒有螺旋槳的水流作用,試驗臺架無法真實地模擬海上工況,即使有羊毛氈脫落,也不會有水流的作用使羊毛進入密封裝置。廠家以為通過這樣的試驗,并獲得船級社證書,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。
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此類產品要取得船級社證書,必須經過實船試驗,即通過臺架試驗后,還要經過船舶1個塢期航行后沒有問題,并得到驗船師的確認后,才可考慮發產品型式認可證書。廠家沒有經過實船試驗,就冒然批量生產供 貨,尤其是這樣的水下設備,一旦有問題就必須進塢修理才能解決。顯然,這樣的管理和做法都是欠妥的。

管理注意事項
艉軸密封裝置不可選用容易脫落的羊毛氈作為密封件阻擋泥沙。一種新型產品的設計一定要與傳統產品進行充分的比較,新產品一定要經過各種試驗才可以批量生產。設備用戶在選擇密封裝置時,不可冒然選用未經實船試驗過的產品,尤其是用在批量制造的船舶上。

一旦碰到艉軸后密封泄漏,可采用高黏度的滑油減緩泄漏。某集裝箱船舶出廠后不到2個月就出現艉軸后密封泄漏、后密封小油箱滑油乳化的情況。該船采用國際知名品牌的密封裝置,考慮其產品質量應該沒有問題。因此,在第一時間就提出很可能是艉密封測量下沉量的螺母沒有擰緊導致的,經潛水員水下檢查發現果然是這個螺母已經脫掉。讓潛水員用1種特殊材料磨塑鋼(類似于水下水泥)封堵后,仍然有泄漏。提議改用高黏度的滑油,因為高黏度的滑油在不銹鋼套與橡膠密封件之間的微小縫隙中不容易泄漏。這樣使得后密封泄漏情況得到顯著改善,船舶所有人不再提進塢修理要求。
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值得一提的是,當該系列船舶進塢時,密封裝置廠家提出后密封裝置纏繞漁網(見圖10)而拒絕接受該保單。艉部防護罩結構見圖11。
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防護罩與螺旋槳騰空搭接,但制作時由于螺旋槳沒有加工成臺階形狀,防護罩與螺旋槳之間存在8-18mm的軸向間隙(見圖12)。
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漁網在螺旋槳旋轉產生的向心力作用下從該間隙進人防護罩。為消除這個隱患,把防護罩直徑加大改為搭接,把漁網割刀嵌人焊接(見圖13),封堵軸向間隙, 漁網就不容易通過徑向間隙纏繞進去。必須注意的是, 防護罩以及漁網割刀與螺旋槳的徑向間隙一定要控制均勻,必須盤車檢查,如果局部間隙過小,可能導致螺旋槳與防護罩或漁網割刀碰撞,產生異常噪聲。

此外,曾經碰到船舶滿載時在一些轉速區域尾部出現異常噪聲問題,即使做水下檢驗,并清除纏繞的漁網,異常噪聲依舊存在。通過查閱圖紙和水下拍攝的照片及了解各方面的信息后,判定此噪聲來自于漁網割刀與螺旋槳槳穀發生的碰撞,理由是螺旋槳槳榖與防護罩有18 mm左右的軸向間隙,軸系的軸向竄動不可能有這么大。而當船舶在某些轉速區域徑向振動加大時,由于防護罩不是一個絕對的圓,安裝時又要割開后安裝,這樣使漁網割刀與螺旋槳槳榖的徑向間隙不均衡,導致局部碰擦。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,對于船舶正常航行沒有危害。因此,成功說服船舶所有人放棄進一步做水下檢驗或進塢的要求,避免了重大損失。
艉軸密封裝置與防護罩可能出現的問題及其解決辦法
船舶在造船廠交驗或者塢內修理時,一定要仔細盤車檢查漁網割刀與螺旋槳槳榖之間的間隙,保證有足夠均勻的間隙,否則可能導致局部碰擦,發出異常噪聲。

作者:上海思舶網/上海思舶信息技術有限公司  技術總監  陸建平

作者:陸建平 來源:信德海事

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