一例船舶救助艇架故障分析與處置

劉廣利

一、問題簡(jiǎn)介

某輪是一艘34 532載重噸的小靈便型遠(yuǎn)洋散裝貨船，2012年由山海關(guān)船舶重工有限責(zé)任公司建造，2020年6月計(jì)劃進(jìn)廠塢修。該輪回轉(zhuǎn)式救助艇吊艇架設(shè)備型號(hào)為BD-SA30。2020年5月12日主管機(jī)務(wù)收到該輪關(guān)于船舶救助艇架故障問題的反饋：艇架蓄能器蓄能壓力達(dá)不到說明書要求的19～23 MPa壓力（液壓泵19 MPa自動(dòng)啟動(dòng)，23 MPa自動(dòng)停止），只能蓄壓到11MPa，液壓泵一直運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)法自動(dòng)停止；蓄壓11 MPa不足以使吊臂回轉(zhuǎn)270°，只能回轉(zhuǎn)30°。船上做過的檢查工作有：（1）檢查液壓系統(tǒng)，無(wú)任何外漏；（2）用液氮瓶按要求對(duì)蓄能器補(bǔ)充氮?dú)饧訅褐? MPa后，蓄能壓力最高只能到11 MPa；（3）檢查閥塊、截止閥、溢流閥，未發(fā)現(xiàn)異常；（4）更換系統(tǒng)液壓油，試運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)變化。船舶認(rèn)為：（1）蓄能器可能有問題（蓄能器蓄壓11MPa，艇架只能回轉(zhuǎn)30°，蓄能明顯不足）；（2）液壓泵故障導(dǎo)致壓力不足；（3）閥塊有問題（可能船上未找到原因）。該輪2018年9月出國(guó)后，救助艇架一直在液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況下才能轉(zhuǎn)動(dòng)。考慮到可能接受港口國(guó)檢查，船舶請(qǐng)公司指導(dǎo)是否列入廠修計(jì)劃。

二、公約規(guī)范要求

主管機(jī)務(wù)收到上述郵件后很震驚，船員的應(yīng)知應(yīng)會(huì)知識(shí)、港口國(guó)迎檢意識(shí)竟如此薄弱：（1）救助艇吊艇架蓄能器蓄壓不足是滯留缺陷，港口國(guó)監(jiān)督檢查官員、船級(jí)社驗(yàn)船師歷來(lái)重視救助艇架的監(jiān)督檢查。船級(jí)社驗(yàn)船師到船檢驗(yàn)、審核中常常批注“救助艇蓄能器未標(biāo)識(shí)工作壓力”的缺陷，要求船舶在救助艇蓄能器蓄壓壓力表附近必須按照說明書數(shù)據(jù)用工作語(yǔ)言/英文做好“保持XXMPa以上”蓄能器工作壓力標(biāo)識(shí)。（2）并不是所有救助艇吊臂都要求回轉(zhuǎn)270°。

國(guó)際海事組織《國(guó)際海上人命安全公約》（SOLAS公約）規(guī)定，對(duì)于2006年7月1日以后安放龍骨的散貨船，強(qiáng)制在船尾配備自由降落救生艇。對(duì)于這種配備方式的船舶，通常要在船舶一側(cè)配備救助艇和可吊筏。救助艇和可吊筏共用一個(gè)吊臂，救助艇放置在救助艇架的前部（或后部），救生筏放在救助艇架的后部（或前部）。救助艇架吊鉤設(shè)有兩個(gè)脫鉤裝置，一個(gè)連接救助艇，另一個(gè)供可吊筏使用，如圖1所示。

在船舶失電狀態(tài)下，為了滿足不超過5分鐘即可降落/登乘，救助艇架通常設(shè)有一個(gè)蓄能器，內(nèi)部充裝有氮?dú)?。正常情況下，利用船舶電源完成蓄能器的儲(chǔ)能工作；緊急情況下，利用高壓氮?dú)庑钅埽沟醣墼谏鲜鲆?guī)定時(shí)間內(nèi)完成救助艇和可吊筏的釋放工作。法規(guī)要求吊艇架的蓄能器應(yīng)具備以下技術(shù)條件：蓄能器應(yīng)是主管機(jī)關(guān)認(rèn)可產(chǎn)品，在船舶任何一舷橫傾20°及縱傾10°并在全船無(wú)電無(wú)動(dòng)力情況下，蓄能器應(yīng)能滿足將滿載艇從舷內(nèi)轉(zhuǎn)出舷外，回轉(zhuǎn)式救助艇架回轉(zhuǎn)角度不小于110°，回轉(zhuǎn)速度不小于0.6轉(zhuǎn)/分。

該輪救助艇架說明書主要技術(shù)參數(shù)也標(biāo)明液壓泵供壓時(shí)最大回轉(zhuǎn)角度為270°，蓄能器供壓時(shí)最大回轉(zhuǎn)角度為110°；蓄能器充氮壓力為8 MPa，蓄能器充液最高壓力為23 MPa；電動(dòng)回轉(zhuǎn)速度為0.23轉(zhuǎn)/分。

該輪救助艇架說明書主要技術(shù)參數(shù)也標(biāo)明液壓泵供壓時(shí)最大回轉(zhuǎn)角度為270°，蓄能器供壓時(shí)最大回轉(zhuǎn)角度為110°。設(shè)備根據(jù)船級(jí)社要求制造，滿足SOLAS公約MSC47（66）、MSC48（66）修正案和國(guó)際救生設(shè)備規(guī)則（LSA規(guī)則）MSC216（82）、MSC218（82）決議要求。

蓄能器容量的大小及其功能有效性直接影響救助艇架吊臂的旋轉(zhuǎn)時(shí)限。救助艇架在設(shè)備出廠前已經(jīng)船級(jí)社試驗(yàn)。按照船級(jí)社要求，蓄能器的容量至少需要滿足救助艇全負(fù)荷、船舶橫傾20°狀態(tài)下，將救助艇從釋放位置旋轉(zhuǎn)110°至舷外，這個(gè)位置也可完全滿足可吊筏的釋放要求。當(dāng)然，隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，部分救助艇架生產(chǎn)廠家對(duì)設(shè)備進(jìn)行了實(shí)際改造，使得救助艇架能夠旋轉(zhuǎn)180°至架另一側(cè)的救生筏處，然后再反向轉(zhuǎn)回 90°至垂直于船舷方向，即蓄能器容量可以達(dá)到 270°左右。也就是說船舶主管人員對(duì)公約和設(shè)備均不熟悉，公約并不強(qiáng)制利用蓄壓使吊臂回轉(zhuǎn)270°，該輪救助艇架設(shè)計(jì)只能使吊臂旋轉(zhuǎn)到110°的位置。船員在對(duì)救助艇架進(jìn)行日常運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，要驗(yàn)證蓄能器使該救助艇架在空載狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)接近180°位置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，該位置相當(dāng)于救助艇架懸掛滿載救助艇狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)到110°的位置。

至于在110°的位置如何吊筏，從圖1可以看出，與蓄能器旋轉(zhuǎn)270°的艇架相比，蓄能器旋轉(zhuǎn)110°的艇架吊臂正下方多了一根長(zhǎng)的拉索（Retrieval Line）。吊臂旋轉(zhuǎn)到110°的位置，可使用拉索拉動(dòng)釋放鉤至舷內(nèi)釋放可吊救生筏，而蓄能器旋轉(zhuǎn)270°的改進(jìn)型艇架吊臂下無(wú)此拉索。

三、故障處理

如圖2所示，SA30型液壓系統(tǒng)用于救助艇架的旋轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓馬達(dá)、手動(dòng)泵、蓄能器、集成閥件組成。液壓泵電機(jī)為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，集成閥件為系統(tǒng)提供充壓和左右旋轉(zhuǎn)控制功能，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置小齒輪旋轉(zhuǎn)使吊臂回轉(zhuǎn)，蓄能器為降放艇筏旋轉(zhuǎn)時(shí)提供動(dòng)力。

圖2 SA30型液壓系統(tǒng)圖

船舶進(jìn)入船廠后，主管機(jī)務(wù)立即安排國(guó)內(nèi)某知名消防救生服務(wù)商派檢驗(yàn)工程師到船排查故障維修、檢驗(yàn)救助艇架。兩名工程師在救助艇廠家售后服務(wù)工程師指導(dǎo)下花費(fèi)十幾天，先后更換了蓄能器（部件4）、液壓泵（部件1）、單向閥（部件8）、先導(dǎo)型電磁溢流閥（部件9）、壓力表（部件7），故障仍未排除。

船舶即將出廠開航，主管機(jī)務(wù)只好緊急另行安排國(guó)內(nèi)一家知名船用液壓設(shè)備公司維修工程師登輪排查救助艇液壓系統(tǒng)故障。如圖2所示，壓力表壓力信號(hào)來(lái)自集成閥件之后，壓力表顯示11 MPa，無(wú)法判定是液壓泵故障還是集成閥件故障，而到車間試驗(yàn)液壓泵工作壓力需要制作異常復(fù)雜的工裝。工程師將集成閥塊拆到車間進(jìn)行徹底清潔，功能試驗(yàn)未見異常。為了確認(rèn)液壓泵壓力可否達(dá)到23 MPa以上（液壓泵額定壓力為32 MPa），工程師制作了一根帶快關(guān)截止閥和壓力表的高壓軟管到船，一端連接在液壓泵出口管路，一端放油到油柜，緩慢短暫關(guān)閉截止閥對(duì)油泵運(yùn)轉(zhuǎn)壓力進(jìn)行試驗(yàn)，液油泵排除壓力可以達(dá)到23 MPa以上，確認(rèn)液壓泵正常。再次將集成閥塊控制閥組拆檢逐一清洗調(diào)整，把溢流閥（部件）閥芯、閥體閥面、彈簧仔細(xì)清洗清吹裝復(fù)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力正常。但系統(tǒng)壓力僅能在23 MPa壓力下保持1小時(shí)左右。故推斷為溢流閥密封件磨損密封不嚴(yán)造成，遂用銅墊片封堵了該閥（如圖3所示），系統(tǒng)壓力可以穩(wěn)定保持23 MPa1個(gè)月左右。液壓系統(tǒng)依靠先導(dǎo)型電磁溢流閥（部件9）安全保護(hù)，船舶后續(xù)擇機(jī)申購(gòu)溢流閥備件并換新恢復(fù)系統(tǒng)。

圖3 使用銅墊片封堵溢流閥

四、故障排查方法和設(shè)備管理對(duì)策

如圖2所示，原液壓系統(tǒng)壓力表（部件7）壓力信號(hào)來(lái)自集成閥件之后，不方便封堵油路直觀顯示液壓泵出口壓力，增大了故障排查難度。新的設(shè)計(jì)已將壓力表安裝位置改動(dòng)到虛線位置。針對(duì)該例液壓系統(tǒng)故障排查，啟發(fā)如下：

（1）液壓系統(tǒng)故障排查作為一種復(fù)雜細(xì)致的工作，首先必須看懂液壓管路圖，弄懂其工作原理，故障診斷和排查必須結(jié)合故障現(xiàn)象進(jìn)行。在診斷排查故障時(shí)，要做到有的放矢。要對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析，通過故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行排查。在上述故障實(shí)際排查過程中，檢驗(yàn)工程師也發(fā)現(xiàn)在液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一直存在打開回油過濾器頂部觀察蓋有持續(xù)回油現(xiàn)象，且油溫較高。這正是溢流閥動(dòng)作不良故障的現(xiàn)象：壓力油通過溢流閥，油溫升高，油液持續(xù)溢回油箱。這一現(xiàn)象或被工程師忽視，或因管路復(fù)雜而難以判定油流來(lái)源。

（2）在分析液壓系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)銅墊片封堵油路、閥件油孔，系統(tǒng)運(yùn)行試驗(yàn)方法有助于排查液壓系統(tǒng)故障，這種方式簡(jiǎn)單可行。救助艇液壓系統(tǒng)集成閥件、管路、電纜均集中在油箱頂部，空間狹小，閥件緊密集中，管路錯(cuò)綜復(fù)雜，銅墊片封堵油路、閥件油孔試驗(yàn)方式排查故障方法便捷有效。

（3）液壓系統(tǒng)故障的70%～85%是由于液壓油污染引起的。液壓油的使用、維護(hù)與管理對(duì)于液壓系統(tǒng)的可靠運(yùn)行非常重要。在向油箱加注液壓油時(shí)必須按照要求通過過濾器添加，定期更換液壓油必須清洗液壓系統(tǒng)。油箱、油路等應(yīng)密封良好，不滲漏。本案例中，集成閥件、管路空間頂部端蓋四只固定螺絲滑牙、密封條失效，端蓋不密封，海上潮氣可能會(huì)通過油箱加油端蓋、回油濾器端蓋進(jìn)入油箱，空氣和水分造成液壓油輕微乳化、氧化，加速溢流閥件磨損、滲漏、失效。

（4）拆裝液壓系統(tǒng)部件，必須對(duì)部件和系統(tǒng)進(jìn)行清洗。液壓閥件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高，任何雜質(zhì)都可能會(huì)劃傷密封結(jié)合面造成閥件損傷。在加注及對(duì)液壓系統(tǒng)拆裝過程中，應(yīng)保持容器、漏斗、油箱、管件、接口清潔布等器皿、工具和部位的清潔，防止污染物進(jìn)入。

五、結(jié)語(yǔ)

SOLAS公約要求救助艇等救生設(shè)備的存放應(yīng)持續(xù)處于準(zhǔn)備使用狀態(tài)。船舶救生設(shè)備是應(yīng)急情況下保證船員生命安全的關(guān)鍵性設(shè)備，也是各備忘錄國(guó)家港口國(guó)監(jiān)督檢查重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目。只有理解公約規(guī)范和說明書的要求，才能對(duì)救生設(shè)備管理到位，在應(yīng)對(duì)港口國(guó)監(jiān)督檢查時(shí)才有底氣，解釋才有說服力。同時(shí)，對(duì)于救生設(shè)備的管理，船舶主管人員不但要知其然，更要知其所以然。避免設(shè)備故障及被港口國(guó)監(jiān)督檢查官員批注缺陷，從根本上還是靠對(duì)設(shè)備的熟悉和管理。液壓設(shè)備管理是船舶管理的薄弱點(diǎn)，船員應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)液壓知識(shí)，補(bǔ)齊短板，做到熟能生巧，學(xué)會(huì)針對(duì)性的故障排查，規(guī)范液壓設(shè)備管理。船舶救生設(shè)備是船員的安全基礎(chǔ)，不能只被動(dòng)從港口國(guó)迎檢角度消極應(yīng)付，而要上升到保障人命安全的高度，對(duì)救生設(shè)備進(jìn)行定期細(xì)致的維護(hù)、保養(yǎng)和檢查，確保救生設(shè)備處于隨時(shí)可用狀態(tài)。