MJP750噴泵艉軸密封漏水應(yīng)急處置及改進

0引言

近年來，多艘高速船艇噴泵艉密封在航行和停泊中發(fā)生海水泄漏到泵艙險情，影響船舶航行安全。本人經(jīng)歷一次該型噴泵航行中發(fā)生艉密封漏水，并逐漸擴大，后采取緊急處理完成救援和采取針對性改進措施。下文談?wù)凪JP噴泵密封裝置發(fā)生故障的機理，緊急采取處置的措施和設(shè)備固有缺陷的技改革新。

1MJP750艉密封裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1艉密封裝置結(jié)構(gòu)

如圖1所示，艉密封裝置由白鋼套（9）、O型圈（13）、單道骨架水封（6）、骨架擋圈（8）、艉密封殼體含軸承體（3amp;4）、橡膠軸承套（12）及船體固定底板（A）和海水冷卻通道組成，具有結(jié)構(gòu)簡單，維護檢修方便。

圖1艉密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.2密封工作原理

（1）由白鋼套（9）和兩道密封圈固定在艉軸上和艉軸同步運轉(zhuǎn)，由兩哈弗組成保險鎖塊（10）固定白鋼套再艉軸上，當(dāng)白鋼套局部磨損導(dǎo)致和骨架水封間隙過大而漏水時，可以松掉保險鎖塊用專用工具向船方向調(diào)整白鋼套位置錯開過度磨損溝槽處，臨時恢復(fù)艉密封使用。

（2）由不銹鋼殼體和高分子材料塞龍作為軸承和橡膠骨架密封組成的密封體包裹在白缸套外圓上形成密封腔體。密封殼和白鋼套之間軸承開有縱向槽，密封殼體上部的引入冷卻海水帶走殼體軸承和白鋼套之間摩擦產(chǎn)生熱量和集聚的泥沙從縱向槽流出，從橡膠套與艉軸空隙中流出進入噴泵吸口流道。

（3）橡膠套（12）一端通過2道喉箍固定在密封殼體上，一端連接于不銹鋼法蘭圈（A），套在艉軸上不銹鋼管圈法蘭添加密封墊通過不銹鋼定在船體上。由于橡膠套連接是彈性連接，相當(dāng)于密封殼體是通過內(nèi)部軸承浮動固定套在白鋼套上，主機轉(zhuǎn)速有變化或者遇到共振時以及噴泵吸入垃圾時，由軸系和泵葉發(fā)出增動會導(dǎo)致密封殼體存在高頻振動情況。

（4）骨架水封（6）采用丁晴橡膠材質(zhì)，外圈固定在密封殼體（3）上，內(nèi)圈唇邊包裹在白缸套上形成密封結(jié)構(gòu)。骨架的唇邊結(jié)構(gòu)特點是跟隨性較好，軟軟的唇邊貼合在白鋼套上形成密封，2個不銹鋼半圓擋圈固定在密封殼體上，防止骨架水封受水壓向外脫落。上部開口引入海水同步對軸承體和白鋼套的摩擦進行潤滑和冷卻。

2艉軸密封裝置發(fā)生漏水的原因分析

1）由于不銹鋼殼體通過內(nèi)部賽龍軸承懸浮固定在轉(zhuǎn)動的白鋼套上，由于近岸吸入泥沙及海水管系的掉落海生物殼粒對軸承和白鋼套都產(chǎn)生顆粒不均勻磨損，導(dǎo)致兩者之間間隙不斷增大。由于橡膠套只是縱向單邊固定密封殼，不能完全固定密封殼體。密封殼由于重力的作用和不斷的軸承磨損產(chǎn)生下沉，而外圈定位固定在密封殼上的骨架水封也同步下沉，骨架水封貼合在白鋼套四周的唇邊產(chǎn)生不均勻摩擦，白鋼套由于不均勻摩擦產(chǎn)生局部溝槽，而下部唇邊由于磨損逐漸變薄，擴大的間隙就導(dǎo)致唇邊逐漸無法貼合白鋼套導(dǎo)致冷卻海水穿過唇邊漏到泵艙。

2）高速船經(jīng)常航行于淺水區(qū)域，執(zhí)行任務(wù)多為惡劣天氣出發(fā)，海浪中穿行的噴泵容易吸入空氣，產(chǎn)生整個軸系不平衡振動，加劇了軸承材料，骨架水封和白缸套部件的磨損，白鋼套可以通過水下調(diào)整避開磨損溝槽，調(diào)整骨架水封和白鋼套間隙，但磨損的軸承體始終導(dǎo)致骨架水封和白鋼套之間不均勻磨損機理始終存在。

3）安裝初期，由于換新賽龍軸承和白鋼套間隙很小，剛泡水的親水賽龍材料會吸水膨脹，當(dāng)陳舊老化彈力缺失的舊橡膠套管重新固定在密封殼體上必然摩擦固定力也下降，轉(zhuǎn)動的白鋼套將靜止的橡膠套管轉(zhuǎn)動扯出或者發(fā)生破損導(dǎo)致海水漏入泵艙。

4）白鋼套鎖緊塊固定扭力偏小，在更換軸承初期，由于密封殼軸承和白鋼套之間過小配合間隙會導(dǎo)致白鋼套在艉軸上轉(zhuǎn)動，損壞白鋼套和艉軸之間2道密封而導(dǎo)致漏水到泵艙。

3艉軸密封發(fā)生漏水的緊急處置

由于艉軸密封處于水線以下，艉密封持續(xù)漏水到泵艙對船舶安全航行產(chǎn)生影響。發(fā)現(xiàn)漏水時及時開啟艙底泵吸排到污水艙。并準(zhǔn)備移動潛水泵和空桶做好備用存儲。通知駕駛臺及時減速或者停車，同時對飛濺海水進行遮擋防止進入到中間軸承產(chǎn)生軸承腐蝕和牛油乳化。對電氣設(shè)備也要做好適當(dāng)圍擋，防止附近電氣和電子設(shè)備絕緣損壞失能。

1）密封損壞應(yīng)急措施。艉軸上廠家一般會多配2道骨架水封掛在軸上作備用，主機停車艉軸停止轉(zhuǎn)動后，可以將漏水骨架水封外面不銹鋼固定擋圈拆下，將艉軸上備用骨架水封裝到損壞骨架水封外擋，再配置加長的不銹鋼固定螺栓通過擋圈將備用骨架固定在損壞的骨架水封外檔，相當(dāng)于再增加一道密封。通過這個方法先恢復(fù)噴泵使用，恢復(fù)船舶正常航行。

2）艉密封損壞臨時修理。先調(diào)整船舶吃水，正常船艉吃水就 1.2m ，盡可能將艉密封吃水減到最小，可以在流道檢修口觀察，一般可以調(diào)節(jié)到 0.5m ，直接將損壞的骨架水封拆除，再裝入新的備用骨架水封。備用骨架水封裝入前再松開白鋼套鎖塊，將白鋼套用專用工具移進約 12mm ，避開白鋼套磨損溝槽位置，再裝復(fù)測試檢查，一般維持時間有限，白鋼套位置調(diào)整一般可以調(diào)整多達(dá)6次。

圖2白鋼套上骨架水封拆除后磨損溝槽

3）極端情況下處理。當(dāng)船舶上備用骨架水封消耗完后，自制臨時堵漏材料，可以用船上盤根或者將氧碳?xì)庀鹉z管穿上鐵絲，涂抹牛油脂，圍住白缸套收緊到骨架水封的位置處，也可以視情多加幾道，一般會封住漏水，臨時維持使用。但務(wù)必注意不能堵住冷區(qū)水道，防止殼體軸承和白鋼套摩擦過熱抱死產(chǎn)生附加損壞。

4艉密封裝置檢修和改進措施

1）進船塢后，拆除中間軸承并固定妥當(dāng)，依次拆除損壞的密封殼軸承和骨架水封，根據(jù)白鋼套磨損視情調(diào)整或者光車及換新。塞龍軸承拆出后檢查果然發(fā)生偏磨（見圖2），通過干冰冷卻法重新壓入新的賽龍軸承，并測量內(nèi)圓數(shù)據(jù)記錄檔案，白鋼套將磨損的位置進行調(diào)整并測量外圓數(shù)據(jù)，兩者之間間隙確保 0.30mm 。

2）拆下橡膠套管清潔后檢查彈性是否合適，是否有開裂的情況，一般按照說明書5年換新。固定橡膠喉箍建議換新。

3）檢查橡膠套管連接的不銹鋼圈，測量和艉軸的同心度，發(fā)現(xiàn)間隙最大偏差達(dá) 70mm ，將與船體法蘭圈拆下后發(fā)現(xiàn)法蘭底板有腐蝕導(dǎo)致不銹鋼圈發(fā)生偏移，重新加工法蘭用專用密封結(jié)構(gòu)膠3M5200sealant重新安裝，調(diào)整上下左右的間隙 3mm 之內(nèi)。

4）不銹鋼白鋼套具有水下防腐功能，耐磨性能一般，可以考慮表面噴涂耐磨鍍層，減少調(diào)整位置的周期。

5）海水系統(tǒng)設(shè)置防海生物裝置，避免殼類海生物生長，靠泊期間可以考慮將海底門關(guān)住，使管系內(nèi)海生物缺氧無法生長，密封冷卻水管路考慮加裝水過濾裝置并定期清潔，防止泥沙和海水中堅硬殼粒物進入艉軸密封裝置。

6）由于不銹鋼殼體和軸承自重下垂，雖然有橡膠水套側(cè)面連接單邊托舉，但限于結(jié)構(gòu)形式作用不大，且無法消除轉(zhuǎn)速變化時密封殼體的高頻震動，在船隊機務(wù)科、服務(wù)商建議下就地安裝框體骨架，從上下左右4個方向用調(diào)節(jié)螺栓配合彈性塊頂托住密封殼體，確保不銹鋼密封殼體和白缸套形成同心圓，再壓入骨架水封。由于骨架水封和白鋼套形成同心圓，唇邊就不會偏磨。采用彈性固定是考慮到噴泵吸入異物時會產(chǎn)生軸劇烈振動。設(shè)置橡膠套管就是吸收這部分能量，采用彈性固定可以將震動吸收防止損壞框架變形。該方案使用半年來效果良好，未發(fā)生漏水情況。結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3自制艉軸密封固定框架

2）日常檢查艉軸密封冷卻水流量，確保高速時不低200L/h 。冷卻水不但可以冷卻、潤滑軸承，對骨架水封唇形密封圈摩擦部位也有潤滑冷卻作用，還兼有沖洗泥沙污物的作用，海水溫不高于 35^°C ，確保冷卻良好。3）對于骨架水封品質(zhì)要選用耐磨型，唇邊的輔助彈簧要選用316不銹鋼材質(zhì)，安裝前腔體要涂抹耐水型鋰基牛油脂。4）定期測量殼體和白鋼套同心度，調(diào)整框架固定確保骨架水封和白缸套保持同心圓，偏差小于 0.3mm ，確保骨架水封和白鋼套不發(fā)生偏磨。5）塢修時，檢查測量密封殼軸承磨損量和白鋼套磨損情況，超標(biāo)的及時換新，骨架水封建議換新。

參考文獻

[1]杜榮銘，孫培廷.船舶柴油機[M].大連：大連海事大學(xué)，2002.

[2]傅克陽.主推進動力裝置[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3]MJP說明書MJPWaterjets.

5艉軸密封裝置維護管理改進

1）因為橡膠管時間長會發(fā)生老化，產(chǎn)生下榻。要按照說明書要求3～5年換新橡膠套管。

作者簡介：

黃金秋，輪機長，工作方向：輪機工程技術(shù)研究，（E-mail）

huangjinqiu99@163.com