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忽視船舶軸系校中控制隱患巨大


編輯:2022-09-02 16:10:30

前不久在一次船舶檢驗工作中,我們發現,由于船廠軸系校中工藝精度有限,未能充分意識到自身工藝的局限性,在船舶使用環保潤滑油后,之前的軸系校中工藝的局限性被充分暴露出來。這一現象其實存在很大的安全隱患。過去幾年,船舶尾軸承高溫事故頻發,同環保潤滑油的使用有很大的關系。對此,業界應引起重視。

當前越來越多船舶使用環保潤滑油,這與美國環保署VGP 2013于2013年12月19日強制生效有關。根據要求,要求所有進入美國水域的船舶在其油水界面使用環保潤滑油,除非技術上不可行。環保潤滑油系指滿足“可生物降解”和“最低限度毒性”以及VGP定義的“非生物積聚”三種特性的潤滑油。就VGP的目的而言,滿足通用許可定義的EALs包括那些通過以下認證并獲得標識的油品:

German Blue Angel(藍天使)

European Eco-label(歐洲之花)

Nordic Swan(北歐天鵝)

the Swedish Standards SS 155434 and 155470(瑞典標準)

Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic(OSPAR) requirements(《東北大西洋海洋環境保護公約》(OSPAR)要求),and EPA’s Design for the Environment(DfE)(EPA的環境設計項目)

環保潤滑油的單方面強制推出,使得越來越多的船舶使用環保油,但讓很多人沒有想到的是,船舶尾軸高溫情況也愈演愈烈,一時間讓船廠、船東、設計院甚至是滑油商措手不及,主要體現在以下幾個方面:

一是部分環保潤滑油(EAL)的技術水平和配方尚未完全成熟,相對礦物油的潤滑油性能有所下降;

二是部分船廠軸系校中工藝精度有限,未能充分意識到自身工藝的局限性,在環保潤滑油面前,之前的軸系校中工藝的局限性被充分暴露出來。

三是在該問題出現的前期,軸系設計和計算也未能充分考慮到環保潤滑油性能以及單支撐船舶軸系校中工藝敏感性問題??偟膩碚f就是老辦法遇到了新問題。目前,采用環保潤滑油的單支撐船舶已被納入軸系校中敏感船型。

從統計數據來看,造成尾軸高溫事故頻發的主要原因可歸納如下:

無艉管前軸承設置,導致尾軸承負荷整體增大,同時對于施工工藝精度要求增高,造成軸-軸承之間相對轉角過大;軸瓦受力不均;形成較大的邊緣負荷;軸瓦較難形成足夠厚度油膜;在邊緣負荷較大的情況下,例如:螺旋槳部分浸沒,全速回轉,全速右滿舵等等,部分環保潤滑油在極限載荷情況下,抗剪切溫度性差,從而相對礦物油更難形成足夠厚度油膜,最終導致艉管高溫。

對此,中國船級社(CCS)專門編寫了《美國環保署環保潤滑油要求實施檢驗指南》,其中就單支撐船舶軸系校中設計、計算、安裝工藝以及操作等方面,提出了具體的要求,取得了不錯的效果。相關要求摘錄如下:

(1) 軸系設計與校中計算要求

船舶尾軸盡可能采用有尾管前軸承的型式。對于無尾管前軸承的船舶,應在軸系校中計算書中給出適當位置相對于軸系理論線的位移量,便于現場對尾軸的標定和確認。

設計階段應盡可能降低船舶尾軸與尾管后軸承的相對傾角。

(2) 軸系安裝及校中工藝要求

船廠應充分考慮鏜排撓度對尾軸管加工精度的影響。

對于無尾管前軸承的船舶,安裝艏密封之前,應按軸系校中計算書的要求,對尾軸在艏密封處進行標定,并記錄原始測量值。艏密封的安裝應不影響該數值的復測。

對于無尾管前軸承的船舶,應盡量避免隨意調整中間軸承和主機高度。若軸承負荷偏差較大,需微調中間軸承高度時,在確保軸承負荷滿足軸系計算書要求的同時,還應確保上述標定位置高度不高于原始測量值。

(3) 船舶試航

在開展操舵試驗、全回轉試驗等之前,船舶軸系應在低轉速、小舵角的情況下充分磨合;

船舶試航期間,包括實施磨合程序期間,船廠應每隔5分鐘,記錄包括主機曲軸最后三道軸承在內的所有軸承溫度、主機轉速及舵角等數據。

(4) 船舶操作

在船舶空載淺吃水情況下,特別是螺旋槳裸露時,應避免螺旋槳高速運轉。

遭遇惡劣天氣時,應保證船舶足夠的壓載狀態,以避免螺旋槳飛車。

船舶交船初期,應避免淺吃水操滿舵的情況,同時應密切監視軸承溫度的變化。

(5) 其他

優化尾管內滑油的泄放和取樣,尾管滑油泄放和取樣口盡量布置在尾后軸承處。一方面盡量減少更換滑油過程中,尾管中滑油的殘留。另一方面,可以通過尾管滑油的泄放口,對尾管滑油進行取樣,從而有利于船員定期對尾管滑油取樣分析。

當軸系校中計算書中熱態尾軸承比壓超過0.6N/mm2或相對傾角超過0.2×10-3rad時,應視為目標船密切關注尾軸溫度。

另外,需要大家注意的是,船東船廠可視情況考慮采用認可型的空氣密封加礦物油的方式,從而有效規避美國環保署環保潤滑油的要求。盡管如此,仍然建議在設計和安裝階段充分考慮上述校中要求和建議,從而提高軸系的穩定性。

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