救助船艉軸密封防網(wǎng)繩裝置的改進

摘 要：因螺旋槳被網(wǎng)繩纏繞進而導(dǎo)致艉軸密封損壞發(fā)生漏泄問題，多年來一直是救助船機務(wù)管理亟待解決的技術(shù)難題，為此在救撈系統(tǒng)的救助船上經(jīng)不斷改進得到了較好的解決方法，在此紹給同行以期在船舶建造、維修時有所幫助。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)繩纏繞；艉軸密封；U型收集器；改進

中圖分類號：U664 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）11-0030-02

由于救助船在救助作業(yè)時所處的海區(qū)經(jīng)常受漁網(wǎng)影響，螺旋槳被纏繞難以避免，纏繞后進而引起艉軸密封損壞而發(fā)生漏泄，成為機務(wù)管理上的一個棘手問題，近年來在大功率海洋救助船上，在使用方、設(shè)備供應(yīng)方及船廠的共同努力下，經(jīng)多次改進，采取了安全可靠的防網(wǎng)繩方法，經(jīng)多艘船使用證明，因網(wǎng)繩纏繞后導(dǎo)致的艉軸密封損壞而發(fā)生漏泄的問題得到較好解決，在此介紹給同行，希望能提供有用的幫助。

1 方案探討

對于采用油潤滑的艉軸密封裝置，防止因網(wǎng)繩進入導(dǎo)致密封圈損壞，進而發(fā)生潤滑油漏泄或海水進入導(dǎo)致潤滑油乳化的問題，不少廠家先后推出了多種型式的防纏繞裝置，其中以國外某廠家研發(fā)的SPURS網(wǎng)繩割刀較為典型，它在功能設(shè)計、安裝及材料選擇等方面均有著較為突出的表現(xiàn)，特別是產(chǎn)品樣本中隨帶的視頻資料，非常吸人眼球。該裝置是由對稱安裝在槳轂前端面上的兩把動刀和焊裝在防護罩后端的一組定刀組成，在螺旋槳轉(zhuǎn)動時一旦有漁網(wǎng)或繩索纏繞到螺旋槳上時，動刀會先攔住網(wǎng)繩然后在交匯于定刀時形成剪切力，將其割斷脫落。這樣不僅可以避免因纏繞造成的主機超負荷或停車，而且不會發(fā)生因網(wǎng)繩進入密封裝置內(nèi)造成密封失效的問題，可謂完美至極。救助局在某主力船型的首批船建造時，就積極的選用此裝置，以期長期困擾的網(wǎng)繩纏繞進而損壞密封的老大難問題得到根本解決，然而，事與愿違，在試航結(jié)束時檢查，發(fā)現(xiàn)定刀已經(jīng)脫落，因固定螺栓斷頭及安裝孔變形等影響，潛水員水下難以完成更換工作。在隨后的塢修時確認，該批船配置的這種防纏繞割刀，定刀和動刀均全部脫落。分析認為這種切割方式，對于普通的纖維材料網(wǎng)繩是可以的，但對于鋼絲繩來說，就無能為力了，就漁船使用的網(wǎng)繩來說，網(wǎng)綱通常是由鋼絲繩夾帶著尼龍繩編織的，強度很高，一旦進入割刀內(nèi)，將是破壞性的。鑒于實船使用結(jié)果，這種網(wǎng)繩割刀裝置就不再使用了。

為了盡快解決因網(wǎng)繩纏繞導(dǎo)致艉軸密封損壞問題，我們與設(shè)備供應(yīng)方及船廠進行了多次探討，結(jié)合以往實船使用經(jīng)驗，在對設(shè)備供應(yīng)方提供的多套防網(wǎng)繩產(chǎn)品資料進行了對比后，擬定了一套較好的方案。

2 采用結(jié)構(gòu)強的網(wǎng)繩防護罩

傳統(tǒng)的網(wǎng)繩防護罩，通常強度很弱，罩體板厚10mm左右，有的僅為8mm厚，當(dāng)防護罩尺寸較大時，在船尾振動及水流沖擊作用下，極易破損脫落，另外防護罩與船體之間的焊接質(zhì)量差，并且多為間斷焊，焊接強度不足，并且防護罩后端與槳轂前端面配合方式較為隨意，防網(wǎng)效果差，塢修時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)防護罩早已脫落，而大量網(wǎng)繩直接纏繞在尾部防蝕襯套及密封殼體上，進而引起密封橡膠圈損壞發(fā)生泄漏，同時造成防蝕襯套過度磨損。

改進后的防護罩，將其后端面與槳轂前端面的對接配合方式改為搭接方式，防護罩與槳轂的搭接長度控制在35～45mm，搭接間隙控制在5～8mm，護罩板厚為20～25mm，鋼板巻制后進行整體車削加工，然后分割為前后兩部分，為哈弗式，在護罩上下正對艉軸下沉量測量點位置開直徑80～100mm圓孔。護罩前后分開是為了安裝時，通過前部分的適當(dāng)位移，方便后部分與槳轂外圓同心度的調(diào)整，以便確保與槳轂搭接間隙四周均勻一致，同時考慮到塢修時與艉管焊接的前部分不再割除及焊接，僅在前后之間的焊縫處割開即可。改進后的網(wǎng)繩防護罩結(jié)構(gòu)較強，當(dāng)纏繞的網(wǎng)繩量較大時，盡管在防護罩的外表堆積較多，也不會導(dǎo)致防護罩脫落。

這種防護罩在后端與槳轂前部外圓的搭接處仍然有一定的配合間隙，少量的網(wǎng)繩仍然有機會通過搭接間隙進入并纏繞在防蝕襯套的外表，進而被擠進密封腔室，引起密封全損壞及防蝕襯套磨損加劇，最終引起漏泄發(fā)生。因而阻止網(wǎng)繩進入防蝕襯套外部及密封圈內(nèi)是防止密封損壞和漏泄的首要問題。

3 改進的網(wǎng)繩收集器

防止網(wǎng)繩對艉軸密封裝置造成損害的方法有多種，較為常用的有以下方式。

3.1 L型防護罩

見圖1，這是國內(nèi)近年推廣使用的一種方法，并且編入了國家標(biāo)準(zhǔn)， 標(biāo)準(zhǔn)號為GB/T25017-2010，它結(jié)構(gòu)簡單，選材為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，對L型防護罩沒有給出具體規(guī)格及安裝要求，按實船使用情況看，它主要是擋住了從頂部防護罩與槳轂殼體之間間隙進入的網(wǎng)繩直接落在防蝕襯套上，避免對后部密封圈造成損害，此外憑著防護罩與密封殼體之間的較小間隙，形成迷宮式防護功能，阻止纏繞在密封殼體上的網(wǎng)繩向后移動進入密封腔內(nèi)。實船使用收到較好效果，但是由于它前端是敞開式的，部分網(wǎng)繩會離開防護罩而直接纏繞在密封殼體上，很難避免進入防蝕襯套與密封圈之間造成危害。

3.2 網(wǎng)繩阻擋圈

見圖2，這種結(jié)構(gòu)是在槳轂的前端面上安裝了一個圓型大直徑擋板，使之與槳轂外表形成一個網(wǎng)繩存積腔，當(dāng)網(wǎng)繩量較小時，可以容納被纏繞的網(wǎng)繩，而當(dāng)網(wǎng)繩量較大時，在儲存腔填滿后仍然會有部分網(wǎng)繩經(jīng)頂部間隙進入密封腔內(nèi)，造成密封損壞，而且當(dāng)纏繞物為鋼絲繩或纜繩時，因堆積產(chǎn)生推力影響阻擋圈的可靠固定，一旦脫落會牽連損壞密封裝置，因而這種防護方式存在短板。

3.3 U型網(wǎng)繩收集器

見圖3，這是設(shè)備商為某型救助船推薦的一種結(jié)構(gòu)方式，從圖中可以看出，這種U型收集器不僅頂部開口較小、容積小，收集能力有限， 一旦溢出會直接進入防腐襯套及密封圈部位。甚至在沒有裝滿時，因開口較小， 難以避免網(wǎng)繩越過收集器直接進入密封腔內(nèi)造成危害，這種小開口U型收集器不適用。

經(jīng)對幾種方式比較，決定采用改良U型收集器的方法，主要改進包括：

（1）加大U型收集器的儲納容積，確保在一個塢檢期內(nèi)能收納全部進入的網(wǎng)繩。一是收集器的開口寬度加大，收集器安裝后的前后寬度應(yīng)當(dāng)遮蓋住密封殼體1/2～2/3長度。二是加大收集器的徑向深度，其外周接近槳轂邊緣，內(nèi)周與密封殼體外表面的間隙控制在30～40mm，間隙過大會使迷宮式密封效果變差，一旦有外溢網(wǎng)繩，容易進入密封腔內(nèi)造成損害。使?jié)M溢后網(wǎng)繩直接落在密封殼體外表，纏繞堆積，因此時的網(wǎng)繩通常較為細軟，不會造成密封殼體損壞。

（2）U型收集器的材料，可以是不銹鋼或青銅鑄造，然后車削加工，也可以是不銹鋼板焊接制造，然后車削加工，最后分成兩個哈付型。

（3）用于將U型收集器與槳轂固定的螺栓應(yīng)當(dāng)使用不銹鋼材質(zhì)，固定后進行鎖固，防止松動。

（4）U型收集器的強度應(yīng)當(dāng)足夠，避免太弱時在回轉(zhuǎn)振動及網(wǎng)繩受力作用下，變形或損壞。

（5）U型收集器的底部圓周方向正對尾管下沉量測量的位置，開兩個直徑80～100mm的圓孔，以方便測量艉軸下沉量，同時塢修時清除纏繞在收集器內(nèi)的網(wǎng)繩。

（6）槳轂前端面與U型環(huán)側(cè)面固定結(jié)合面處，設(shè)置安裝止口，以便收集器定位及固定牢靠。為此螺旋槳廠家應(yīng)當(dāng)根據(jù)收集器的設(shè)計尺寸，在槳轂端面上設(shè)置安裝止口及固定螺栓孔，螺栓規(guī)格、數(shù)量等應(yīng)當(dāng)與收集器廠家協(xié)調(diào)辦理。改進后的大開口U型網(wǎng)繩收集器及安裝布置，見圖4。

經(jīng)近年的多艘船使用證明，改進后的防網(wǎng)繩裝置收到良好效果，某輪螺旋槳被網(wǎng)繩嚴重纏繞后，大量網(wǎng)繩聚集在網(wǎng)繩防護罩上，經(jīng)潛水員水下解纏后，主機恢復(fù)正常工況，艉軸密封沒有受到任何影響。每次塢修檢查時，均有少量網(wǎng)線存積在收集器內(nèi)，進一步檢查防蝕襯套及密封圈處沒有網(wǎng)繩存在，防蝕襯套也沒有發(fā)生異常磨損。至此，長期以來因網(wǎng)繩造成的艉軸密封損壞進而發(fā)生漏泄的難題得到較好解決。

4 結(jié)束語

防止螺旋槳因網(wǎng)繩纏繞進而導(dǎo)致艉軸密封損壞，首先應(yīng)當(dāng)重視對網(wǎng)繩防護罩的選用和安裝，要求有較高的結(jié)構(gòu)強度和與船體之間的焊接強度，同時確保防護罩后段與槳轂之間的配合形式及間隙，以便能在應(yīng)對大量網(wǎng)繩或鋼絲繩或纜繩的纏繞時，不變形，不脫落，真正起到防護作用。在此基礎(chǔ)上，選擇大開口U型網(wǎng)繩收集器，將進入防護罩內(nèi)的網(wǎng)繩收集起來，避免進入防蝕襯套與密封裝置內(nèi)造成危害，是對進入防護罩內(nèi)的網(wǎng)繩的較好處置方法。