船舶尾轴密封装置原理及漏泄处理 / 开普饭

一、引言

船舶尾轴密封装置是船舶轴系的重要部件之一,其性能好坏直接影响到船舶的运行,同时对防止尾轴滑油污染海洋环境也起着十分重要的作用,因此对尾轴密封装置的研究是极其必要的。笔者所在的船舶,大风浪天气航行时突发机舱尾轴密封油柜高位报警,后经检查发现,是尾轴密封不良导致海水漏泄至密封油腔里,引起密封油柜高位且乳化。船舶尾轴密封油漏泄有两种情况常见:一是大风浪天气,船舶尾吃水小,由于船体剧烈震动,就会引起密封装置密封不好;二是船舶长时间锚泊,主机启动时有时会引起尾轴密封不好,从而导致漏泄。尾轴密封不好导致漏泄一般分为:海水进入油腔造成密封油柜油乳化,最终导致尾轴腐蚀,或者密封油柜的油漏泄至船舷外,导致油污染水域。无论哪种情况,都会造成不良的后果。因此,必须重视船舶尾轴密封情况,一旦发生漏泄,就要及时采

取正确措施。

二、船舶尾轴密封装置

1.现代尾轴密封的特点

目前海船的尾轴承绝大部分以油润滑的白合金轴承替代铁犁木等传统的水润滑轴承,其油膜承载能力大,油的润滑性能好,尤其是其密封装置能有效地密封,使海水和泥沙不易进入尾轴管,所以磨损很小,主机和轴系的工作相对平稳、可靠。

2.尾轴密封的结构

尾轴密封装置分前密封装置(SC2Z)和后密封装置(SC2B)。前密封装置位于机舱一端,其作用是防止尾轴管内的润滑油泄漏到机舱;后密封装置位于螺旋桨一端,其作用是既防止尾轴管内滑油泄漏到舷外污染海面,又防止海水进入尾轴管内乳化润滑油。后密封装置一般有三道密封环(1号、2号和3号),后面两道密封环(1号、2号)的作用是防止海水进入尾轴管内,第三道密封环(3号) 的作用是防止尾轴管内滑油泄漏(见图1)。前密封装置的结构与后密封装置的结构基本相同,不同的是前密封装置只有两道密封环(V1、V2)(见图2)。

密封环是由丁晴橡胶图2前密封装置的两道密封环(NBR)或氟橡胶(VITON)制成的,可根据不同的使用条件选择使用。每个密封环的唇部内侧都装有一根固紧的弹簧环。这个弹簧环的作用有二:一是以一定的预紧力作用于密封环上,使密封环以适当的紧度贴合在铬钢衬套上,以保证密封环和铬钢衬套之间的密封性;二是当密封环由于长时间工作而有磨损时能得到一定的补偿。

3.尾轴密封的工作原理

密封环利用肘拐型的密封形状,在海水压力、润滑油压力和自身弹性及弹簧提供的预紧力的共同作用下,使密封环的唇部与铬钢衬套保持一定的径向力,从而形成密封性。当作用在密封环上密封面的压力P2大于背压P1时,密封环的唇部就被紧压在铬钢衬套上,达到密封的目的。当P2、P1的压差很小或几乎无压差时,就不能保证密封系统的密封性了,从而可能发生渗漏;当P2、P1的压差为0.3MPa时,就能保证密封环良好润滑,具备密封性能,且温升、磨损较小,从而延长密封的寿命并保持密封在工作期限内的性能;当P2、P1的压差过大时,密封环虽能提供更好的密封作用,但也加剧了密封环和铬钢衬套之间的磨损和因摩擦而温度升高,从而加速密封环的老化。

海水压力及密封环自身的弹性产生P1,润滑油压力及弹簧提供的预紧力产生P2。一般情况下,润滑油压力是由后密封油柜的高度提供的(我轮改油柜至尾轴中心线1.1米,见图3)。

在后密封装置中,有两个独立的密封腔室,即密封环1号、密封环2号和中间环组成的密封空间,密封环2号、密封环3号和中间环组成的密封空间。这两个密封腔室在安装时注满了润滑油,其作用在于增加密封环的背压,保持润滑油与海水之间的平衡,确保密封环的密封性。在前密封装置中也有一个独立的密封腔室,即密封环V1、密封环V2和中组成的密封空间,同样需要注满润滑油来保持润油与外界大气压力的平衡,确保密封环的密封性。

三、尾轴密封装置漏泄的处理

尾轴密封装置最常见的故障就是滑油漏泄至海面或者海水漏泄至密封油腔。尾轴密封装置漏油,不仅浪费大量的润滑油,造成直接的经济损失,更严重的是会造成海洋环境污染。因此,一旦发现尾轴密封装置漏油,务必予以高度重视。尾轴密封装置漏油最彻底、最有效的处理方法,当然是尽快进坞换新密封环。但在很多时候,尾轴密封漏泄仅仅是暂时性的,需要采取临时性措施予以处理,以免漏泄蔓延。

1.尾轴密封装置漏油的处理

如果发现尾轴密封装置漏油至海面时,可在润滑油中加入部分或全部换用高黏度的润滑油,以便利用高黏度润滑油的黏度大、流动性差的特点,减少或改善漏油。

2.密封装置漏油导致海水进入的处理

如果发现海水进入尾轴密封油柜,尾轴密封油柜一般会高位报警,检查时就会发现,尾轴密封油柜内的滑油乳化。这种情况下的漏泄,一般都是由船舶震动大导致尾轴密封后面两道密封环(1号、2号)与尾轴接触不良造成的。这时,不必急于更换油柜里乳化的滑油,而是告知船长采取适当调节(一般增加)船舶尾轴吃水或者改变船速、航向等措施减轻船舶震动。只要船舶震动减轻了,密封环与尾轴的密封就会变好,海水漏泄也就自然好转,然后再把密封油柜里乳化的滑油逐步换掉。换油的方法一般是:一边从放残阀1放掉乳化的滑油,一边从加油管补入新的滑油。这需要一段时间才能完成,必须时时观察油柜的滑油情况。滑油换新后,要经常从油柜放残处检查滑油情况。需要注意的是,当发生油柜高位报警时,不要堵住溢流管3,否则就会增加1号、2号、3号腔室内的压力,从而改变P2的压力,导致乳化的滑油漏泄至尾轴管的润滑油中。

四、结语

船舶在航行中发生险情是不可避免的,关键是在出现险情后要有正确的应急措施。只要措施得当,就能把事故造成的损失降到最低点甚至避免事故发生。这就需要每一位轮机人员不断地积累轮机知识,加强轮机管理案例的学习、研究,做好特殊情景下的预想,提高自身的综合素质。

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