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舵槳尾軸密封進水分析及修理

2023年02月17日 14:29:41      來源:安慶永益機械有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:19

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舵槳尾軸密封進水分析及修理

2020-10-21
姜東海
(復(fù)興船務(wù)技術(shù)設(shè)備)
2月27日,經(jīng)過東溝工程部6天的搶修,海港8完成了右舵槳尾軸密封滲漏修理和回轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)調(diào)整順利出塢,同時海港24進塢實施槳葉變形修理和左舵槳系統(tǒng)油進水排查修理。兩條船都有一個共同的特征,就是因為打繞車葉導(dǎo)致或加劇舵槳系統(tǒng)進水。我們看一下當時海港8進塢的情況(如下圖)。從左圖我們可以看到大量的漁網(wǎng)纏繞在尾軸密封防護罩與螺旋槳槳轂之間的空檔中,打開防護罩里面的情況更加嚴重(如右圖),整個白缸套外露段都被漁網(wǎng)纏繞。由于防護罩與槳轂之間存在很大的間隙,防護罩基本失去了防護作用。后對尾軸密封裝置進行了拆檢,在密封裝置內(nèi)(尾軸密封座)也發(fā)現(xiàn)了漁網(wǎng)的蹤跡,這是導(dǎo)致尾軸密封漏油的原因。
再來看一下海港24的進塢情況,2月25日夜,海港24作業(yè)時左右車先后打繞到纜繩(纜繩尺寸:粗細Ф40MM,長度大約40米),致左舷車葉出現(xiàn)比較嚴重變形(如下圖左上),但由于尾密封防護罩與槳轂及下齒箱貼合嚴密(如下圖右上),并沒有明顯的異物進入到防護罩內(nèi)密封裝置;右舷車葉并沒有出現(xiàn)明顯變形,但由于防護罩與槳轂之間存在較大間隙(如下圖左下),一根帶狀繩索嚴嚴實實的纏進了白缸套與尾軸密封座之間的頭頸部位(如下圖右下),幸而及時發(fā)現(xiàn),還未對密封產(chǎn)生明顯影響。
2018年3月19日,海港41右舵槳也曾因為一根漁線卡入尾軸密封裝置導(dǎo)致舵槳系統(tǒng)油進水(如下圖)。
像這樣異物進入導(dǎo)致舵槳尾軸密封裝置漏水的例子還有很多,在尾軸密封裝置漏水情況中占有相當大的比例。象海港8、海港24尾軸密封防護罩與槳轂之間間隙過大,螺旋槳轉(zhuǎn)動時在間隙處形成渦流擾動,極易將異物吸入密封裝置內(nèi),小型異物可能卡進密封圈與白缸套之間導(dǎo)致漏水情況發(fā)生;大型異物纏繞會使螺旋槳轉(zhuǎn)動阻力增加,加劇槳轂的磨損,并且有可能對尾密封裝置內(nèi)的密封件形成擠壓導(dǎo)致漏水情況發(fā)生。
對于全回轉(zhuǎn)拖輪舵槳來說,尾軸密封防護罩是一個非常重要的零部件,它防護的好壞直接關(guān)系到密封裝置的安全,所以在平時維修、保養(yǎng)時一定要重視它。拆裝過程中盡可能的避免因敲擊、電焊、氣割等原因?qū)е伦冃?。原裝的防護罩與下齒箱和槳轂之間的配合是非常嚴密,在防護罩上一般還會安裝漁線切刀,與下齒箱之間用螺栓緊固的,只要按照正常的程序拆裝一般不會變形損傷。部分老船防護罩是后面改裝的,或原裝防護罩但拆裝時為了方便采用氣割、燒焊的方式導(dǎo)致防護罩變形起來越嚴重,間隙越來越大,這也是個別老船經(jīng)常出現(xiàn)舵槳進水的一個重要原因。
單船要對防護罩的拆裝過程進行嚴格把關(guān),對防護罩的防護作用進行認真評估,對于因變形或尺寸原因?qū)е碌拈g隙過大要及時采取措施調(diào)整或更換。
下圖為海港8加工的防護罩安裝情況。間隙是不是很小了。
舵槳系統(tǒng)油進水原因分析:
舵槳系統(tǒng)油進水,一般由尾軸密封漏水、回轉(zhuǎn)密封漏水、冷卻器漏水等幾個主要原因,一般來說冷卻器漏水的可能性較小,因為機器運轉(zhuǎn)時系統(tǒng)滑油壓力會高于冷卻水壓力,所以冷卻器一般來說外漏(向外漏油)情況居多,內(nèi)漏(向內(nèi)漏水)情況居少?;剞D(zhuǎn)密封漏水的可能性也很小,因為回轉(zhuǎn)密封裝置相對運動慢,磨損小,一般情況下也很少有異物能進入到密封裝置內(nèi)。尾軸密封裝置因為相對運動速度快,磨損情況相對就是厲害些,再者防護裝置不嚴密,異物進入密封裝置內(nèi)會加劇密封裝置的損壞,所以尾軸密封裝置在舵槳系統(tǒng)中是一個相對來說薄弱的環(huán)節(jié)。
那么如何判斷尾軸密封裝置的好壞呢?我們經(jīng)常碰到舵槳系統(tǒng)進水,但進塢后也看不出哪里漏的情況。這時候我們?nèi)绾闻袛啵?br>尾軸密封裝置大致可分為2類,一類是不帶重力油箱的密封裝置,公司大部分拖輪都采用這種密封形式(如川崎、新瀉、肖特爾);另一類是帶重力油箱的密封裝置(如阿克瑪斯、羅羅、烏斯坦)。
帶重力油箱的密封裝置正常情況下很少會出現(xiàn)外面的水進入舵槳系統(tǒng)。如下圖羅羅舵槳尾軸密封裝置,在重力油的壓力下,兩邊的密封件唇口會緊貼著白缸套保持密封狀態(tài)。一旦兩邊的密封件失效,外界的水也很難進來,因為重力油箱位置較高,在尾軸密封裝置位置重力油壓會略高外界水壓,抵擋水分的入侵,當然這個過程會有部分重力油通過尾軸密封流到外界水域中。我們能通過船尾外界水面上的油花及重力油箱液位下降來判斷尾軸密封裝置水封損壞;當然如果內(nèi)側(cè)油封損壞的,也能通過舵槳系統(tǒng)油位上升和重力油箱油位下降來進行判斷。所以帶重力油箱的尾軸密封和回轉(zhuǎn)密封裝置優(yōu)勢還是比較明顯的。(當然這都建立在重力油管路密封完好的情況下)
羅羅舵槳尾軸密封裝置結(jié)構(gòu)圖
不帶重力油箱尾軸密封裝置密封的好壞診斷往往比較難,可能很多時候要憑借經(jīng)驗作出判斷,甚至有時候找不到漏點時也只能采取拆檢、換了密封件試試的方法,但也不是全然沒有判斷的依據(jù)。如新瀉和川崎部分舵槳尾軸密封裝置在密封座下部位于油封和水封之間有一個檢漏螺塞(如下圖所示)。
新瀉舵槳尾軸密封裝置
川崎舵槳尾軸密封裝置
當拖輪進塢修理時,可打開尾軸密封防護罩,將這個檢漏螺塞擰下來,油水封正常的話,是不會有油或水流出的,如果油水封存在泄漏,那么在擰下螺栓時將會看到有油或水流出。(有時螺塞位置由于長期不拆可能存在積圬堵住情況,可用螺絲刀或電焊條類等通一通)
舵槳水下工程的修理需要進塢,費時費力,修理費用也很昂貴,所以做為全船機電設(shè)備總負責人的輪機長要高度重視,在故障的排查上多想辦法,修理方案考慮完善。在修理時一般要求輪機長親自上陣或指派得力的人員全程監(jiān)修,切實把控好修理的每一個環(huán)節(jié),對工人操作上的不規(guī)范行為要及時提出整改意見,保證修理質(zhì)量,且不可將修理工作丟給廠里撒手不管。
還有一種情況就是振動引起的尾軸密封泄漏,這兩年也頻繁發(fā)生。如2018年2月海港51右舵槳大量進水,上排后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流罩上部緊固螺栓全部脫落,強烈的振動甚至讓導(dǎo)流罩的翅膀差點斷裂(如下圖)。
這種強烈的振動傳導(dǎo)給與下齒箱相連尾軸密封座和與槳葉相連的白缸套,振動的幅度一旦超過尾軸密封唇口的補償能力,就將引起海水侵入舵槳系統(tǒng)。所以船舶上排塢檢時,單船一定要認真檢查導(dǎo)流罩、下齒箱等重要部位的連接螺栓緊固情況,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患,防止事態(tài)進一步擴大。
原因分析:
近兩年導(dǎo)流罩螺栓松動、翅膀裂紋,下齒箱連接螺栓松動或斷裂頻繁發(fā)生,究其原因可能有以下幾點:
1、設(shè)計存在缺陷,如導(dǎo)流罩與下齒箱連接螺栓不是緊配合,一旦螺栓有輕微松動,將會形成惡性循環(huán)。
2、近年來船舶大型化的趨勢也讓拖輪的負荷呈現(xiàn)不斷上升的走勢,高負荷運行占比明顯提升。
3、部分駕駛?cè)藛T的操作行為粗暴,加車過猛、回舵時不減車、兩部車橫打時用大車、大車橫爬靠離碼頭等,這些行為都使舵機異常受力,實際運行負荷呈幾何形式增長,振動加劇,久而久之螺栓的松動、疲勞、斷裂以及構(gòu)件的損傷也就隨之發(fā)生,這些粗暴的操作行為不僅損傷著舵槳,對主機、船體等都會造成損傷。
總結(jié):設(shè)計缺陷和船舶大型化的趨勢我們很難改變,但我們可以改變我們操作行為,控制好加減速速率,不要突加、突減;控制好兩舵槳合力效果(不要讓兩臺舵槳大車橫打,產(chǎn)生的合力效果卻很小,既浪費能源又傷車,得不償失);不斷提高操船技藝,作業(yè)及靠離碼頭時,準確的預(yù)判,合理的利用潮水,控制好船位,盡量減少橫爬操作。作為輪機人員要時刻監(jiān)督駕駛的操作行為,對粗暴操作堅決說“不”。
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