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船舶艉轴油润滑密封装置防渔网的探讨

2017-06-27 10:28 来源: 作者:

  船舶艉轴油润滑密封装置防渔网的探讨黎家齐,杨敬东(重庆海运有限责任公司,重庆400024):从海船艉轴油润滑密封装置防渔网的问题着手,提出解决问题的具体方法,介绍了新型船舶艉轴防渔网油润滑密封装置的实船使用情况等。

  艉轴密封装置防渔网海船杨敬东( 1970) ,男,重庆人,工程师,现任重庆市海运有限责任公司船技部经理,主管公司机务工作。

  1序言船舶艉轴密封装置,是船舶主推进系统的主要关键设备之一,而对于使用油润滑艉轴密封的船舶,因在航行中艉轴被渔网缠绕,导致漏油是经常发生的,轻则立即安排坞修,重则因油污染而受到港口国的巨额罚款,直接经济损失严重,同时因停船而产生的营运经济损失更是不小。长期以来,该问题一直是航运界希望解决而没有彻底解决的难题,下面就我公司在解决该问题方面的经验及看法与同行探讨,希望能对解决该难题有所帮助。

  除水润滑艉轴轴承外,所有的油润滑艉轴后轴承均须设密封装置,密封装置主要有两种形式,一种是径向密封,如/ J0型骨架式密封装置和德国/辛泼莱克斯0型密封另外就是端面密封,如瑞典的/塞德瓦0型密封和英国深海公司的/ 80型密封。而目前使用较多的是辛泼莱克斯型和塞德瓦型(特别是大、中型海船)。我公司共有6艘船舶,全部由德国建造,长期航行于上海)))日本,上海)))韩国大连)))日本,大连)))韩国等航线。

  其中万吨级船舶两艘,采用的是瑞典塞德瓦型密封 5 000吨级船舶4艘,采用的是德国辛泼莱克斯型密封,所有产品均为国外原厂生产。

  就正常使用来讲,辛泼莱克斯密封效果是很不错的,其密封性能和使用寿命尚能满足船舶长期运行使用的需要。而我们使用的塞德瓦密封效果就较差一些,从装船开始到现在,一直存在着海水倒灌,导致润滑油乳化变质,严重时,高出水面10m以上的油柜都溢出油来,这种情况的发生,估计与该型密封的磨擦副配对方式和结构有关,厂家公布的其产品的油泄漏量就为: 1 3L/ d.

  由于我国特殊的海洋环境,使得艉轴密封装置很容易被渔网缠绕而导致损坏, /辛泼莱克斯0型密封和/塞德瓦0型密封也无一幸免。2001年我公司就有4船次, 2002年也有4船次因艉轴被渔网缠绕导致密封损坏而上坞修理,上坞修理也只能是更换备件,而国外进口件的价格又相当昂贵,大约是同类国产化件的8倍左右。为了解决这个难题,从降低成本方面着手,我们初期的打算只是在国内寻找厂家搞国产化备件,以降低成本。以塞德瓦型密封为例,用国产化备件替代进口,虽然可以节约5 6万元/套,但节约的费用在损失中只占一小部分,为此公司用于船舶艉轴密封维修的费用和运营损失压力仍然很大。

  而就渔网缠绕损坏密封的问题,我们通过对以上两种产品作了深入的技术分析与研究,结果认为中国修船只有从改变密封装置本身的结构上想办法,才有可能彻底解决此问题,以下是我们对辛泼莱克斯和塞德瓦型密封结构所作的技术分析。

  辛泼莱克斯型密封该型产品属内置式径向密封,为了防止缠绕,其壳体外部都设置防网罩。防网罩一端与后轴承座焊接,与螺旋桨的一端留有间隙。防网罩对于防止大面积的渔网缠绕艉轴确实是起到较好的保护作用,但对一般渔线通过螺旋桨端的间隙缠上艉轴却无能为力,而事实上密封的损坏则恰恰是因这部分渔网缠绕所致。

  从辛泼莱克斯型密封的结构可以看出,密封环是紧紧包住耐磨衬套作相对运转的,以达到密封的目的而耐磨衬套与密封压盖间留有间隙,并且由于必须考虑轴承磨损的下沉量,此间隙还不能太小。渔网对密封的破坏,实际上是渔线缠上耐磨衬套并通过耐磨衬套与密封压盖间的间隙不断向里挤进,将密封环唇口顶开,导致密封失效,从而产生漏油。

  塞德瓦型密封该型产品属外置式端面密封,静环通过弹簧的压力与动环紧密贴合,其密封面是完全暴露在外,虽然其壳体外部也设置有防网罩,但与辛泼莱克斯型密封相比,它初期装上或被渔网缠绕后损坏的几率更大些,理由有二:第一,塞德瓦型密封采用的是合金铸铁与巴氏合金(磨擦副)配对的方式,它安装后必须要经过一段时间磨合才能达到较好的密封,所以这种产品初期的油泄漏量和海水进入艉管的量较大,这时的密封是最脆弱的时期,一旦有沙水或小的颗粒物进入,极易造成密封损坏。第二,塞德瓦型密封防网罩的设置,反而使渔网、渔线或颗粒物在罩壳内大量结存,直接破坏密封面如果将防网罩去掉,渔网将直接缠绕密封面,而一旦缠上渔网,将出现两种结果:一种是大量的渔网在螺旋桨强大动力的绞动下,将挤压弹簧使静环前移,从而使渔网、渔线很快进入动、静环间将密封破坏,导致密封失效,从而产生漏油另一种结果是大量的渔网将静环缠死,使其不能轴向移动而失去轴向自动补偿功能,一旦摩擦面磨损到一定程度则必然漏油。

  从以上分析可知,上述两种密封形式对有效防止渔网、渔线缠绕的能力都十分有限,甚至在某种情况下根本就是无能为力。为了解决这个问题,密封生产厂家和多数船东采取的是在密封装置外的防护罩上焊接割网刀的办法,这对于少量网线还有一定的作用,对于量大的网线则是无可奈何。我公司也曾在一艘安装有塞德瓦型密封装置的船上焊接了割网刀,但缠上渔网后仍出现严重漏油,上坞时发现整个装置被渔网缠满了,割网刀已被挤弯(据船厂介绍,他们经常遇到这种情况) ,说明割网刀根本就没起到作用。

  在目前的环境下,船舶艉轴要想不被渔网缠绕是不可能办到的,我们认为要解决问题的关键是:即使是艉轴被渔网缠绕,只要不让渔网进入主密封面,难题也就迎刃而解了。通过调查,我们发现四川明达船用密封有限公司研制的/ CWS型船舶艉中国修船轴油润滑密封装置0的结构与我们的想法有共性,便开始了针对我公司船型艉轴油润滑密封装置防渔网缠绕课题与该公司的合作,并提出三点要求: 1对船舶原装的进口产品进行直接(整体)替换,而不能对艉轴密封装置的接口尺寸和油润滑系统及管路等作任何改动。o将防渔网缠绕功能与艉轴密封作一体化(集装式)设计,保证现场安装简便。?

  装船之前在工厂按船舶的实际运转工况作台架模拟试验,并由船东、CCS验船师现场验收。

  2船舶艉轴防渔网油润滑密封装置船舶艉轴防渔网油润滑密封装置是四川明达公司在原/ CWS型船舶油润滑艉轴密封装置0产品的基础上主要针对海船所进行的二次开发,为全内置、集装式端面密封产品,它采用艉轴防渔网缠绕与密封一体化结构的形式(详见图3)。已申请国家专利,还被国家经贸委认定为/ 2002年度国家重点新产品0.

  船舶艉轴防渔网油润滑密封装置最突出的特点是:由带自动补偿机构的迷宫方式防渔网缠绕装置和全内置油润滑(端面)密封两大部分组成,并结合成完整的一体化结构,使得产品的适应性(对基本轴径的适应范围) ,可靠性(连续运转使用小时) ,环保性(漏油率)等与传统产品相比有了相当的提高,该产品的性能参数和结构特点如下。

  性能参数适应轴径范围200 500mm适应最大线速度10m/ s运转时端面泄漏不可见适应船舶最大吃水深度20m适应最高工作温度100 e.

  2. 2带自动补偿机构的迷宫式防渔网缠绕装置这一道密封是专为防渔网缠绕而设置的,它主要由防渔网动环和轴向弹簧补偿压力机构组成,其密封面为高硬度特殊材料制造,即使网线缠上,该面也可以与之抗磨而不致破坏。另外渔网要到达该面,必须由后压盖与防渔网动环间的间隙轴向进入,而防渔网动环又在补偿弹簧的压力下与静环紧密贴合,动环外圆又无台阶,即使是大量渔网缠上也不致产生轴向力使动环后移,缠得越紧,动环越不会窜动,此时虽然动环失去了轴向自动补偿的功能,但由于此道密封只是为防渔网而设的,没有补偿时却可以使密封面磨到最佳间隙,只允许水通过(水由内置主密封来密封)而其他杂质和渔网则不能通过,从而达到防渔网的效果。

  2. 3全内置油润滑(端面)密封这一道是主密封,它完全置于坚硬的密封罩壳内,主要起封油和封水的作用,由于该面不直接与外界接触,并采用反向驱动补偿机构,大大提高了适应密封轴向补偿的稳定性和密封本身的可靠性,加之静环采用特殊高分子复合材料,可始终保证运转过程中密封端面的/零泄漏0状态。

  从最坏的情况考虑,如果网线要到达内置的主密封面,必须是先经过压盖与第一道密封的间隙,然后破坏该道密封面进入装置内,再经过动环定位套与静环间的间隙才能最终到达主密封面下部,网线经过该迷宫已大大减缓了进入的量,即使发生网线缠绕轴套也不致于象辛泼莱克斯型密封那样会直接破坏主密封面,从而达到有效防止渔网缠绕的效果。

  3船舶艉轴防渔网油润滑密封装置实船使用2002年5月中旬,我公司会同CCS验船师对四川明达船用密封装置厂生产的/ CWS ( B) HF D434型船舶艉轴防渔网油润滑密封装置0产品进行了现场验收。验收项目包括:( 1)产品制造材质及材料机械性能测试报告。

  ( 2)按CCS认可的/船舶艉轴防渔网油润滑密封装置0产品型式(出厂)试验大纲要求,将产品上试验台架分项目进行检验: 1静压试验:系统油压0. 15 MPa,时间15 min,盘车,油压无变化,密封端面润滑油泄漏为/不可见0.o运转试验(密封装置外罩水套) :系统油压0. 08 0. 10 MPa,黎家齐,杨敬东船舶艉轴油润滑密封装置防渔网的探讨100 h (其间有不低于10次的换向) ,并作详细记录。

  ( 3)以上试验完毕后,分别对润滑油油质、消耗、水质进行检查,是否出现油、水相互污染将拆卸下的产品解体,对防渔网动、静环,主摩擦副组件作磨损情况检测,均符合/大纲0要求。

  2002年5月底,在天津新港船厂,我公司利用一艘船舶坞检修理的机会,将/ CWS ( B) HF D434型船舶艉轴防渔网油润滑密封装置0对原/塞德瓦0型密封进行了直接替换,并一次安装成功。

  在船舶投入营运的过程中,我们每个月都安排对轴系润滑油作取样化验,从化验的结果看,润滑油的各项理化指标都反映正常而且每个月润滑油的消耗基本没有,轮机管理人员对此反映很好。

  该轮在连续运行4 000 h后,于2003年2月14日,在天津新港船厂,我们结合上坞检修/可调螺距桨0的机会,会同一直关注此事的中国船东互保协会的有关人员,对/ CWS ( B) HFD434型船舶艉轴防渔网油润滑密封装置0进行了实际使用检查,其结果如下: 1密封装置受渔网缠绕严重,密封装置外壳体后端压盖面沿圆周方向被渔网磨损约5mm厚。o剔除缠绕的渔网后,无任何一点润滑油渗出,密封本身完好无损。?拆卸密封装置后,艉轴艉管内润滑油油质正常,未有乳化及其它任何变质现象。

  针对以上检查结果, 2003年2月18日,我们将未作任何维护的密封装置安装还原后,船舶出厂再次继续投入营运。

  综上所述,根据我们和船厂长期接触船舶艉轴密封被渔网缠绕损坏的经验来看,如果该轮仍旧是安装的/塞德瓦0或/辛泼莱克斯0型密封,而遭受如此严重的渔网缠绕,密封肯定是损坏无疑。

  我公司首次采用国产设备替代进口产品,从技术的可行性论证,到产品的实际装船使用,前后经历了两年的时间,就目前使用的情况看,产品改型及使用是成功的,它带来的不仅是维修费用的大幅度下降,而且在保证船舶正常营运,节约艉轴润滑油消耗和环境保护等方面都将产生巨大的经济和社会效益。下一步,我公司将结合船舶坞修,逐一更换所有船舶的艉轴密封装置。

  简讯北船重工)))海西湾基地日新月异青岛北海船舶重工有限责任公司海西湾造修船基地迎来了一个繁忙的春天。

  根据/按期搬厂、按期投产0的原则,目前基地建设中心是加快修船区建设。东码头工程现已进入收尾阶段,后续工作正在展开。北码头沉箱已全部安装完毕,正在预制胸墙。西码头水下工程已结束,胸墙预制正在抓紧施工。两座大型修船坞的围堰工程,由北堵口和东、南、西三面围堰组成,总长1 600 m.

  北堵口围堰沉箱已就位大半,堵口合龙于4月中旬结束。

  广大职工瞩目的修船厂房建设正在全面推进。首当其冲的地基处理工程,由6台打夯机昼夜施工。修船办公楼的地基业已展开。修船分厂厂房建设投标工作已基本结束,工程5月份开工后,用3至4个月时间建成。浮船坞(泰山号)移位工程,水工设计已完成,已进入招标阶段。目前,各项工程质量和进度均达到有效的控制,并在合同要求的工期内基本完成。

  为了加快新厂建设速度,分部全体人员实行周六工作制度,各部门负责人每周星期日上午参加工作例会,总结上周工作,安排下周工作。他们克服了在外作业条件艰苦和生活不便等各种困难,全身心地投入到工作中,为企业的大发展做出了无私的奉献。

作者:佚名  来源:中国润滑油网