陸建平　李文勝　不詳

0　引言

某載重噸為82 000 t的散貨船在出廠不久后的航行途中, 發(fā)生艉軸承高溫報(bào)警并觸發(fā)主機(jī)安保系統(tǒng), 主機(jī)自動(dòng)減速。當(dāng)時(shí)船舶位于離岸230 n mile的海面上, 船員檢查發(fā)現(xiàn)艉軸承溫度繼續(xù)升高至80℃, 決定立即停車(chē)檢查。

打開(kāi)艉管滑油泄放閥, 發(fā)現(xiàn)艉管滑油內(nèi)含有部分金屬碎屑, 見(jiàn)圖1。待艉軸承冷卻后再次啟動(dòng)主機(jī), 密切觀察艉軸承溫度, 主機(jī)逐步加速至70 r/min, 艉軸承溫度穩(wěn)定在41℃。船舶繼續(xù)駛往目的地, 航行期間船員密切觀察艉軸承溫度, 未出現(xiàn)異常。

1　維持運(yùn)行

根據(jù)故障表現(xiàn), 初步判斷艉軸承已部分燒熔。到達(dá)目的地港口后, 邀請(qǐng)潛水員對(duì)船尾進(jìn)行水下檢查, 未發(fā)現(xiàn)異物撞擊、螺旋槳被漁網(wǎng)纏繞或滑油泄漏的情況。測(cè)量艉軸承下沉量, 新的讀數(shù)為81.9 mm, 較原始數(shù)據(jù)多0.1 mm, 微量下沉, 屬于合理范疇。在港期間更換新的艉管滑油。

因備件至少需要3個(gè)月才能供應(yīng)到船, 故該船繼續(xù)航行, 并將此情況通報(bào)船級(jí)社。驗(yàn)船師建議: (1) 滑油取樣后送實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn), 并保持每月取樣化驗(yàn); (2) 在航行期間, 每小時(shí)觀察、檢查艉管滑油; (3) 密切監(jiān)控密封油箱的油位變化情況, 判斷是否有海水進(jìn)入或漏油; (4) 對(duì)艉軸油每日放殘, 查看是否含有金屬碎屑以及含水量變化情況。同時(shí)要求船舶所有人盡早安排船舶進(jìn)塢更換艉軸承及密封裝置。

經(jīng)過(guò)1個(gè)航次后, 在確認(rèn)備件到位的情況下, 安排船舶在新加坡船廠進(jìn)塢修理。首先對(duì)整個(gè)軸系進(jìn)行測(cè)量、檢查, 對(duì)比出廠時(shí)的數(shù)據(jù), 未發(fā)現(xiàn)明顯偏差;抽出艉軸, 未發(fā)現(xiàn)明顯損傷, 但艉軸承下部1/3處已經(jīng)部分燒熔 (見(jiàn)圖2) , 部分白合金呈片狀剝落 (見(jiàn)圖3) 。

2　雙斜坡設(shè)計(jì)

供應(yīng)商認(rèn)為其艉軸承產(chǎn)品歷史悠久, 各項(xiàng)測(cè)試參數(shù)均符合要求, 應(yīng)不是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。船舶所有人認(rèn)為:該船廠的另一艘姊妹船在試航時(shí)就出現(xiàn)高溫情況, 在出廠前進(jìn)行了進(jìn)塢修理、更換艉軸承及密封裝置;在其他船廠訂制的該系列船舶也出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。

排除產(chǎn)品質(zhì)量、船廠安裝工藝等方面的問(wèn)題后, 推斷是艉軸承的設(shè)計(jì)問(wèn)題。船級(jí)社根據(jù)船廠現(xiàn)場(chǎng)軸系校中測(cè)量的數(shù)據(jù)重新計(jì)算, 將艉軸承設(shè)計(jì)加工成雙斜坡 (double slope) 型, 以解決艉軸承高溫問(wèn)題。船舶所有人根據(jù)船級(jí)社專(zhuān)家計(jì)算的數(shù)據(jù), 邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)廠家對(duì)艉軸承進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工, 將原有的單斜坡的艉軸承改成雙斜坡形狀。重新安裝艉軸承并試航, 船舶再次投入營(yíng)運(yùn), 未再出現(xiàn)異常情況。

3　原因分析

針對(duì)頻繁出現(xiàn)的艉軸承高溫問(wèn)題, 筆者調(diào)查后發(fā)現(xiàn), 出現(xiàn)這些問(wèn)題的船舶有以下共同點(diǎn): (1) 艉軸承采用單點(diǎn)支撐, 即艉管內(nèi)只有1個(gè)軸承, 而之前的同系列船舶都是前后2個(gè)軸承; (2) 使用環(huán)?；? 不能確定是否存在高溫不穩(wěn)定性, 但之前的同系列船舶都使用礦物滑油 (進(jìn)入美國(guó)沿岸水域的船舶均須使用環(huán)保油, 而其他船舶并未發(fā)生艉軸承高溫故障, 因此應(yīng)該可以排除環(huán)?；蛦?wèn)題) ; (3) 出現(xiàn)艉軸承高溫時(shí), 船舶處于壓載狀態(tài), 即螺旋槳部分葉面露出水面; (4) 艉軸承損壞狀態(tài)類(lèi)似, 都是在軸承后端1/3處燒熔; (5) 艉軸承高溫后經(jīng)過(guò)冷卻或換油, 船舶還能繼續(xù)航行, 有的甚至還能正常航行, 即達(dá)到船舶經(jīng)濟(jì)航速, 并未繼續(xù)出現(xiàn)艉軸承高溫現(xiàn)象。

在各種負(fù)荷下, 船舶的軸心線實(shí)際是1條折線而非直線。如果船舶設(shè)計(jì)輕槳裕度不足, 那么螺旋槳就顯得偏重, 即“重槳”。當(dāng)海況惡劣時(shí), 部分螺旋槳槳葉露出水面, 螺旋槳上方失去水的反作用力、螺旋槳下方又受到水的反作用力, 從而產(chǎn)生力矩 (見(jiàn)圖4) , 使得艉軸承負(fù)荷增加并產(chǎn)生高溫。

因此, 整個(gè)軸系尤其是后部艉軸承會(huì)承受過(guò)高的壓力, 當(dāng)軸與軸承之間旋轉(zhuǎn)形成的楔形油膜壓力不足于支撐軸系負(fù)荷時(shí), 軸與軸承之間產(chǎn)生干摩擦, 導(dǎo)致艉軸承艉端燒熔。

由圖2可知, 只是艉軸承白合金的上表面部分燒熔, 即艉軸承的白合金未被徹底破壞, 反而形成局部斜坡, 使得軸與軸承之間能更好地貼合, 無(wú)形中達(dá)到雙斜坡的效果。因此, 當(dāng)出現(xiàn)艉軸承高溫后, 船舶還能繼續(xù)航行。

4　謹(jǐn)慎選擇單斜坡設(shè)計(jì)

查閱美國(guó)船級(jí)社2017年《鋼質(zhì)船舶規(guī)范》船舶系統(tǒng)與機(jī)械的第4部分, 可以找到明確要求:對(duì)于在艉管內(nèi)沒(méi)有前軸承裝置的船舶, 艉管內(nèi)的后軸承必須是雙斜坡設(shè)計(jì), 只有遞交適當(dāng)?shù)募夹g(shù)文件證明單斜坡設(shè)計(jì)能提供等效或更好的功用, 才會(huì)給予單斜坡設(shè)計(jì)特別考慮。

5　結(jié)論

近年來(lái), 國(guó)內(nèi)多艘散貨船舶艉軸承出現(xiàn)高溫問(wèn)題, 損失很大。當(dāng)艉軸承高溫報(bào)警達(dá)到80℃時(shí)就可判斷軸承已經(jīng)燒熔。此時(shí)不必驚慌失措, 必須采取上述正確措施維持運(yùn)行, 待到適當(dāng)時(shí)候進(jìn)塢修理。

船廠應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇艉軸承單點(diǎn)支撐的新型設(shè)計(jì), 必須經(jīng)過(guò)實(shí)船試驗(yàn)后才能批量生產(chǎn)。此外, 船舶空載時(shí)必須充分注入壓載水, 使得螺旋槳盡可能多地浸沒(méi)在水中。如果海況惡劣, 那么還應(yīng)按照壓載手冊(cè)進(jìn)行風(fēng)暴艙壓載。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸建平,李文勝.船舶艉軸承高溫問(wèn)題及操作注意事項(xiàng)[J].航海技術(shù),2018(06):57-58.

來(lái)源：《航海技術(shù)》2018年第6期