某型船軸系重大故障的修復(fù)
2012-09-03
作者：黃文川
（92323部隊）
摘 要：文章通過對某型船軸系重大故障進行原因分析，制定修復(fù)技術(shù)方案，對軸系冷卻水系統(tǒng)提出了具體改進措施，并進行實船應(yīng)用，取得了成功。（92323部隊）
某型船于2003年建造，動力裝置采用雙機雙軸，艉軸長度約10392mm，艉軸采用雙支撐結(jié)構(gòu)直接與齒輪箱對接，無中間軸承，艉管長度約5000mm，艉管內(nèi)前后分別裝有兩個賽龍軸承，艉管首端原裝有江蘇省東臺船用配件廠生產(chǎn)的SMA-Ⅱ-200型艉軸水潤滑密封裝置，2005年該艉軸密封裝置出現(xiàn)嚴(yán)重漏水，左軸下沉，有振動現(xiàn)象。
2006年6月，該艇在4808廠塢修時經(jīng)論證并報上級部門批準(zhǔn)換裝了四川明達船用密封有限公司生產(chǎn)的AD200QT型水潤滑艉軸密封裝置，同時艉管左前賽龍軸承因間隙過大換新。
1 故障現(xiàn)象
該船于2008年4月進4808廠小修，修前試驗確認(rèn)右艉軸漏水嚴(yán)重，左右艉軸下沉。
2 拆檢情況
2.1艉軸和賽龍軸承
該船上船臺后將兩艉軸抽出，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)左右艉管前賽龍軸承磨損嚴(yán)重并有明顯熔著現(xiàn)象，冷卻水槽被熔著物填平，左前賽龍軸承熔后大部分為片狀，右前賽龍軸承熔后大部分為球狀。經(jīng)測量左艉軸前套Z大間隙(直方向)大于5mm，后軸承Z大間隙(直方向)大于3mm。右艉軸前套Z大間隙(直方向)大于7mm，后軸承Z大間隙(直方向)大于4mm。左右艉軸銅套表面有磨損現(xiàn)象，經(jīng)測量軸承配合處銅套磨損約0. 2mm左右。
2.2水潤滑密封裝置
左、右艉軸密封裝置運回車間進行全部分解，發(fā)現(xiàn)右艉軸密封裝置靜環(huán)(見圖1)有兩處斷裂相隔約15mm，動環(huán)(見圖2)有一處斷裂，左艉軸密封裝置動、靜環(huán)未發(fā)現(xiàn)裂紋，左、右艉軸密封裝置動、靜環(huán)密封平面平整光滑，無嚴(yán)重磨損現(xiàn)象。兩應(yīng)急氣胎安全裝置外觀無損傷，觸感較硬。
3.1賽龍軸承損壞分析
從左、右軸前賽龍軸承損壞現(xiàn)象看，左前賽龍軸承熔著物呈片狀，右前賽龍軸承呈球狀，粘在軸承工作表面凸凹不平，而且冷卻水槽被熔著物填平，熔著現(xiàn)象嚴(yán)重，這是典型的軸承過熱造成的軸承熔著磨損，過度磨損的主要原因是軸承冷卻水量不足，造成前賽龍軸承套溫度升高產(chǎn)生局部燒熔，燒熔后軸承下部流水槽被堵塞，進一步加快了賽龍軸承的失效；另一個原因可能和艉軸長、支點少，在運轉(zhuǎn)時造成艉軸中部撓度增加有關(guān)。
造成缺水的可能原因有以下幾個方面。
1)機帶泵損壞，或間隙過大，或系統(tǒng)進空氣，造成排量不足、不打水或間斷供水。
2)海底閥堵塞或開啟量不足，造成缺水或水量不足。
3)原設(shè)計時選擇閥門、管件通徑不符合要求，造成缺水或水量不足。
4)供水閥門損壞或管路堵塞，造成缺水或水量不足。
5)船體變形原因，造成軸承接觸面積減少、工作表面比壓增大使軸承燒毀。
3. 2右艉軸密封裝置動、靜環(huán)斷裂原因分析1)密封裝置失效。
右艉軸密封裝置動、靜環(huán)斷裂，失去密封作用，是造成艉軸漏水的主要原因。
四川明達船用密封有限公司分析認(rèn)為密封裝置動、靜環(huán)裂紋產(chǎn)生是由以下兩個原因引起的。
(1)動、靜環(huán)忽冷忽熱引起，比如冷卻水不足如運行過程缺水(或間斷缺水)時會引起動、靜環(huán)溫度劇烈升高，當(dāng)艉軸停止運轉(zhuǎn)時動、靜環(huán)溫度又會驟然下降，或遇冷水劇烈收縮造成斷裂，因為動、靜環(huán)的材料是硬質(zhì)合金，特性是硬而脆，受熱后遇冷極易產(chǎn)生裂紋。
(2)艉軸由倒車工況向正車工況轉(zhuǎn)換時，艉軸會向船首方向軸向移動，動環(huán)對靜環(huán)會產(chǎn)生沖擊力，沖擊力也會導(dǎo)致動、靜環(huán)產(chǎn)生裂紋。
2)氣胎安全裝置失效原因。
右艉軸下沉量過大超過氣胎安全裝置偏心要求，在規(guī)定要求的氣壓下，達不到相應(yīng)的密封要求，從而造成漏水。
4 修復(fù)方案
1)按工藝要求將左、右艉軸法蘭和艉軸組裝在一起，上車床找正，檢測軸頸徑向跳動量和法蘭端面跳動量，光車艉軸前、后銅套，注意保留前銅套與機械密封裝置動環(huán)套的配合部分。
2)鑒于4只賽龍軸承磨損嚴(yán)重，應(yīng)全部換新，賽龍軸承拆除后，按工藝要求激光校中軸承孔，配制安裝新賽龍軸承。
3)左、右艉軸密封及氣胎安全裝置拆卸后，交四川明達船用密封有限公司修復(fù)，并進行臺架試驗，合格后裝船交驗。
4)艉軸前軸承和密封裝置的冷卻水是由主機機帶海水泵供給，前文綜合分析認(rèn)為前賽龍軸承過度磨損屬冷卻水流量偏少所至，因此需對冷卻水系統(tǒng)進行改進性修理，加粗主機海水出口至進左、右艉軸密封裝置和前賽龍軸承的水管通徑，為了加強監(jiān)測監(jiān)控，在集控室內(nèi)試加一套報警裝置，用于冷卻海水管路水壓低于0.1MPa時發(fā)出聲光報警，提示操作人員艉軸承缺少冷卻水，以便采取相應(yīng)措施。
5 修后效果
四川明達船用密封有限公司生產(chǎn)的AD200QT型水潤滑艉軸密封裝置，安裝完畢后，進行靜態(tài)和動態(tài)試驗，符合技術(shù)文件要求。
靜態(tài)試驗結(jié)果:艉軸氣胎充氣試驗壓力0.42MPa，左、右艉軸密封水壓試驗壓力0. 3MPa，未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，符合技術(shù)文件要求。
動態(tài)試驗結(jié)果:艉軸以任一方向從零到Z大轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)及倒順車旋轉(zhuǎn)時，密封端面水泄露量累計小于50ml/h，密封裝置表面在運轉(zhuǎn)時的表面溫度小于60℃，符合技術(shù)文件要求。
來源：《中國修船》 2009年02期
