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某型船轴系重大故障的修复

2012-09-03

作者：黄文川
（92323部队）
　　摘　要：文章通过对某型船轴系重大故障进行原因分析，制定修复技术方案，对轴系冷却水系统提出了具体改进措施，并进行实船应用，取得了成功。
　　某型船于2003年建造，动力装置采用双机双轴，艉轴长度约10392mm，艉轴采用双支撑结构直接与齿轮箱对接，无中间轴承，艉管长度约5000mm，艉管内前后分别装有两个赛龙轴承，艉管首端原装有江苏省东台船用配件厂生产的SMA-Ⅱ-200型艉轴水润滑密封装置，2005年该艉轴密封装置出现严重漏水，左轴下沉，有振动现象。
　　2006年6月，该艇在4808厂坞修时经论证并报上级部门批准换装了四川明达船用密封有限公司生产的AD200QT型水润滑艉轴密封装置，同时艉管左前赛龙轴承因间隙过大换新。
　　1　故障现象
　　该船于2008年4月进4808厂小修，修前试验确认右艉轴漏水严重，左右艉轴下沉。
　　2　拆检情况
　　2.1艉轴和赛龙轴承
　　该船上船台后将两艉轴抽出，经检查发现左右艉管前赛龙轴承磨损严重并有明显熔着现象，冷却水槽被熔着物填平，左前赛龙轴承熔后大部分为片状，右前赛龙轴承熔后大部分为球状。经测量左艉轴前套Z大间隙(直方向)大于5mm，后轴承Z大间隙(直方向)大于3mm。右艉轴前套Z大间隙(直方向)大于7mm，后轴承Z大间隙(直方向)大于4mm。左右艉轴铜套表面有磨损现象，经测量轴承配合处铜套磨损约0. 2mm左右。
　　2.2水润滑密封装置
　　左、右艉轴密封装置运回车间进行全部分解，发现右艉轴密封装置静环(见图1)有两处断裂相隔约15mm，动环(见图2)有一处断裂，左艉轴密封装置动、静环未发现裂纹，左、右艉轴密封装置动、静环密封平面平整光滑，无严重磨损现象。两应急气胎安全装置外观无损伤，触感较硬。

　　3　损坏原因分析
　　3.1赛龙轴承损坏分析
　　从左、右轴前赛龙轴承损坏现象看，左前赛龙轴承熔着物呈片状，右前赛龙轴承呈球状，粘在轴承工作表面凸凹不平，而且冷却水槽被熔着物填平，熔着现象严重，这是典型的轴承过热造成的轴承熔着磨损，过度磨损的主要原因是轴承冷却水量不足，造成前赛龙轴承套温度升高产生局部烧熔，烧熔后轴承下部流水槽被堵塞，进一步加快了赛龙轴承的失效；另一个原因可能和艉轴长、支点少，在运转时造成艉轴中部挠度增加有关。
　　造成缺水的可能原因有以下几个方面。
　　1)机带泵损坏，或间隙过大，或系统进空气，造成排量不足、不打水或间断供水。
　　2)海底阀堵塞或开启量不足，造成缺水或水量不足。
　　3)原设计时选择阀门、管件通径不符合要求，造成缺水或水量不足。
　　4)供水阀门损坏或管路堵塞，造成缺水或水量不足。
　　5)船体变形原因，造成轴承接触面积减少、工作表面比压增大使轴承烧毁。
　　3. 2右艉轴密封装置动、静环断裂原因分析1)密封装置失效。
　　右艉轴密封装置动、静环断裂，失去密封作用，是造成艉轴漏水的主要原因。
　　四川明达船用密封有限公司分析认为密封装置动、静环裂纹产生是由以下两个原因引起的。
　　(1)动、静环忽冷忽热引起，比如冷却水不足如运行过程缺水(或间断缺水)时会引起动、静环温度剧烈升高，当艉轴停止运转时动、静环温度又会骤然下降，或遇冷水剧烈收缩造成断裂，因为动、静环的材料是硬质合金，特性是硬而脆，受热后遇冷极易产生裂纹。
　　(2)艉轴由倒车工况向正车工况转换时，艉轴会向船首方向轴向移动，动环对静环会产生冲击力，冲击力也会导致动、静环产生裂纹。
　　2)气胎安全装置失效原因。
　　右艉轴下沉量过大超过气胎安全装置偏心要求，在规定要求的气压下，达不到相应的密封要求，从而造成漏水。
　　4　修复方案
　　1)按工艺要求将左、右艉轴法兰和艉轴组装在一起，上车床找正，检测轴颈径向跳动量和法兰端面跳动量，光车艉轴前、后铜套，注意保留前铜套与机械密封装置动环套的配合部分。
　　2)鉴于4只赛龙轴承磨损严重，应全部换新，赛龙轴承拆除后，按工艺要求激光校中轴承孔，配制安装新赛龙轴承。
　　3)左、右艉轴密封及气胎安全装置拆卸后，交四川明达船用密封有限公司修复，并进行台架试验，合格后装船交验。
　　4)艉轴前轴承和密封装置的冷却水是由主机机带海水泵供给，前文综合分析认为前赛龙轴承过度磨损属冷却水流量偏少所至，因此需对冷却水系统进行改进性修理，加粗主机海水出口至进左、右艉轴密封装置和前赛龙轴承的水管通径，为了加强监测监控，在集控室内试加一套报警装置，用于冷却海水管路水压低于0.1MPa时发出声光报警，提示操作人员艉轴承缺少冷却水，以便采取相应措施。
　　5　修后效果
　　四川明达船用密封有限公司生产的AD200QT型水润滑艉轴密封装置，安装完毕后，进行静态和动态试验，符合技术文件要求。
　　静态试验结果:艉轴气胎充气试验压力0.42MPa，左、右艉轴密封水压试验压力0. 3MPa，未发现渗漏现象，符合技术文件要求。
　　动态试验结果:艉轴以任一方向从零到Z大转速旋转及倒顺车旋转时，密封端面水泄露量累计小于50ml/h，密封装置表面在运转时的表面温度小于60℃，符合技术文件要求。

来源：《中国修船》　2009年02期

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