某船艉轴密封装置失效的处理措施

朱水雄

船舶艉轴密封装置作为船舶推进系统重要部件之一，具有隔绝船舶内外和保证艉轴正常运转的重要作用。一旦失效，往往造成船舶进水、设备损坏和环境污染等严重事故后果。

某船发生机舱进水事故，大量进水漫过辅机舱进入主机舱，造成舵机、辅机海水泵等设备浸水损坏。而船舶艉轴密封装置失效是造成机舱进水的直接原因。

调查发现，为了减小机舱噪音，该船主机、齿轮箱垫块采用了弹性垫块（如图1）。弹性垫块的弹性模量比金属小很多，在船舶运行中，容易产生弹性变形。其次，该船采用的艉轴密封装置与设计图纸不符，设计图纸使用SMB型艉轴密封装置，实船采用SM型艉轴密封装置。

SM型和SMB型艉轴密封装置对比分析

SM型水润滑艉轴密封装置，其轴向补偿量为±1mm，主要密封部件包括固定夹紧环、衬套、压盖、端面密封圈和箍筋弹簧。该装置端面密封圈安装于衬套上，随衬套转动，同时实现轴向密封，径向密封通过端面密封圈与压盖的紧密接触实现。密封圈与压盖端面摩擦环带较窄，砂粒不易在环带中存留，延长了密封装置在浅水水域的使用寿命。当端面密封圈磨损失效后，该装置可通过向气胎内充压缩空气实现临时密封，更换备用端面密封圈。此方法无须将艉轴密封装置从轴系上拆卸下来，大大降低了维修成本。

SMB型水润滑艉轴密封装置，其轴向补偿量为±3mm，主要密封部件包括静环总成和动环总成两部分。静环总成包括本体、气胎和静环等，动环总成包括动环、动环座、衬套和固定夹紧环等。系泊状态时，补偿弹簧的预紧量使动环与静环紧密贴合，起到密封作用。船舶作业时，动环随艉轴转动，静环固定在艉轴管上静止不动，动环与静环间相互摩擦，形成润滑水膜，实现密封作用。动环采用氟橡胶材料，环带较宽，耐磨性差。该船工作水域含泥沙量较大，颗粒物易造成动环磨损，减少艉轴密封装置的使用寿命。该装置包括气胎结构，可通过充压缩空气实现临时密封，用于艉轴密封装置的紧急修理。

图1 弹性垫块

图2 止推块

轴系轴向位移量测量

该船主机额定转速为2300转/分，选取正、倒车工况下，0～2000转区间进行轴系位移量测量，每隔400转记录一组数据。每种转速工况下运行10分钟，待百分表数值较稳定后读数（由于机械震动，百分表难以完全稳定），百分表置于齿轮箱后端。测量结果显示，系泊状态下，轴系无位移，随着转速的升高，轴系位移量逐渐增大。船舶正车时，2000转/分工况下，轴系向艏部位移达到8.23mm。船舶倒车时，2000转/分工况下，轴系向艉部位移7.16mm。船舶正常航行时，轴系位移量均远远超过了SM型艉轴密封装置轴向补偿值±1mm。

基于上述分析，确定该船主机、齿轮箱弹性垫块选型错误，是导致事故发生的主要原因。从船舶正车、倒车两个方面考虑，艉轴密封装置失效过程为：船舶倒车，轴系向艉部窜动，艉轴密封装置呈压紧状态，端面密封圈摩擦烧蚀严重，艉轴密封装置失效；船舶正车，轴系向艏部窜动，艉轴密封装置呈脱开状态，船舶大量进水。

处理措施

由于更换垫块工程量大，经济成本高，不宜采用。结合事故原因分析，采用限制轴系轴向位移和更换SM型艉轴密封装置为SMB型两种措施，可有效解决艉轴密封装置失效问题。

由于轴系运转产生的推力主要由齿轮箱承受，故制定处理措施为在齿轮箱前后底座上设置4块止推块。止推块主要由活动块、导向块、固定块、止推座和三角肘板组成（如图2）。

齿轮箱安装止推块并更换SMB型艉轴密封装置后，进行试航试验。测量区间为正、倒车工况下0～2200转，测量结果显示，2200转/分工况下，船舶正车时，轴系向艏部位移达到1.21mm；船舶倒车时，轴系向艉部位移1.4mm，均满足SMB型艉轴密封装置轴系补偿量±3mm。试航试验，艉轴密封装置正常运转无异常。