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SEAWAY技術(shù)：船舶艉軸密封裝置與防護罩可能出現(xiàn)的問題及其解決辦法

2018-09-19

（本文作者　上海思舶信息技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)　陸建平）

　　船舶艉軸密封因各種原因可能會出現(xiàn)泄漏，海水進人密封腔，使后密封油箱滑油乳化(見圖1)，嚴(yán)重時滑油向外泄漏至海面，導(dǎo)致港口當(dāng)局滯留或罰款，或者海水向內(nèi)泄漏，使得艉管滑油乳化，潤滑油膜失效，導(dǎo)致艉軸承高溫甚至燒毀等嚴(yán)重事故，給船舶帶來嚴(yán)重的安全隱患。艉軸密封裝置設(shè)計不當(dāng)或安裝不當(dāng)是引發(fā)艉軸密封泄漏的主要原因。另外，防護罩結(jié)構(gòu)不合理或安裝不當(dāng)，容易使?jié)O網(wǎng)纏繞。漁網(wǎng)進人密封腔引發(fā)艉軸密封泄漏，或者防護罩碰擦螺旋槳等現(xiàn)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(xiàn)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。

　　1　調(diào)查與分析
　　船舶艉軸密封泄漏發(fā)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時間趕到現(xiàn)場。當(dāng)密封裝置拆開后，發(fā)現(xiàn)密封圈內(nèi)滑油已經(jīng)乳化，不銹鋼套也磨出比較深的凹槽，在Z后一道密封環(huán)的后面，還有一道羊毛氈已經(jīng)部分脫落(見圖2)。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)，仔細查看發(fā)現(xiàn)還有細小的羊毛在乳化物中（見圖4)。

 　　廠家設(shè)計的意圖是考慮船舶經(jīng)常進出長江等內(nèi)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)。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)，更加破壞密封，使海水進人密封腔導(dǎo)致滑油乳化，這是艉軸密封泄漏的真正原因。Z明顯的證據(jù)就是乳化物經(jīng)過清理后殘留的羊毛球(見圖7)。需要說明的是，羊毛氈看起來柔軟，其實是具有相當(dāng)硬度的物體，如軸系的機加工Z后就是用羊毛氈拋光。

　　2　對策和改進
　　羊毛氈通過高溫擠壓成型，經(jīng)海水浸泡后的羊毛在不鎊鋼套旋轉(zhuǎn)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(xiàn)異常情況。

　　設(shè)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(chǎn)品，國外產(chǎn)品在二道水封后沒有任何密封(見圖8)。此外，設(shè)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(chǎn)，這樣的做法是欠考慮的，因為沒有經(jīng)過實船試驗。

　　此類產(chǎn)品要取得船級社證書，必須經(jīng)過實船試驗，即通過臺架試驗后，還要經(jīng)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(fā)產(chǎn)品型式認可證書。廠家沒有經(jīng)過實船試驗，就冒然批量生產(chǎn)供貨，尤其是這樣的水下設(shè)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。

　　3　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(chǎn)品的設(shè)計一定要與傳統(tǒng)產(chǎn)品進行充分的比較，新產(chǎn)品一定要經(jīng)過各種試驗才可以批量生產(chǎn)。設(shè)備用戶在選擇密封裝置時，不可冒然選用未經(jīng)實船試驗過的產(chǎn)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(xiàn)艉軸后密封泄漏、后密封小油箱滑油乳化的情況。該船采用知名品牌的密封裝置，考慮其產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該沒有問題。因此，在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(dǎo)致的，經(jīng)潛水員水下檢查發(fā)現(xiàn)果然是這個螺母已經(jīng)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鎊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。

　　值得一提的是，當(dāng)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(wǎng)(見圖10)而拒絕接受該保單。艉部防護罩結(jié)構(gòu)見圖11。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）。漁網(wǎng)在螺旋槳旋轉(zhuǎn)作用下產(chǎn)生的向心力的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(wǎng)割刀嵌人焊接(見圖13)，封堵軸向間隙，漁網(wǎng)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(wǎng)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(dǎo)致螺旋槳與防護罩或漁網(wǎng)割刀碰撞，產(chǎn)生異常噪聲。

　　此外，曾經(jīng)碰到船舶滿載時在一些轉(zhuǎn)速區(qū)域尾部出現(xiàn)異常噪聲問題，即使做水下檢驗，并清除纏繞的漁網(wǎng)，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(wǎng)割刀與螺旋槳槳