华君宇

　　1.概况：AQUAMASTER螺旋桨推进系统由KAMEWA芬兰有限公司生产。型号US3001/3600、输入功率1912KW、驱动转速1000RPM、螺旋桨直径2500MM，转速226rpm。

　　从输入轴到螺旋桨通过2对伞形齿轮来传递功率，分为上伞型齿，下伞形齿，上下伞形齿之间通过重直轴联结。整个从输入轴至螺旋桨结构是“Z”字型，又称“z”型螺旋桨，英文简称“ZP”。推进系统的操纵装置由一个大直径的旋转环与上部机体及导流罩相连，旋转环用2个液压马达带动的行星齿轮转动。通过驱动液压马达转动旋转环带动导流罩改变方向来实现操舵。由于旋转环与尾轴处于水面以下，工作时需要润滑和冷却，因此为了防止舷外水沿旋转环或尾轴流入ZP润滑体统内，及润滑油漏泄，在旋转环与尾轴中各设置一套密封装置。为加强装置功能AQUMASTER公司又设置单独一重力油柜充气始终保持0.5bar±0.1的工作压力。如图所示：

　　2.故障现象

　　消拖2号2001年底出厂，2007年3月发现左舵桨有漏油现象，2008年7月起漏油现象加剧，每日消耗滑油5-10升左右，相当正常消耗一年的量。在征得AQUAMASTER服务商意见后，关闭重力油柜充气阀。漏油量减少，而后发现重力油柜液位上升，经检查重力油柜有海水及泥沙，是压力失衡后海水倒灌引起。2008年9月底进坞修理，对左舵桨检查发现该漏油系左舵桨旋转密封环漏油，每分钟有数十滴。对该旋转装置进行拆卸解体，该旋转环密封段上装有不锈钢衬套（相当于动环），不锈钢衬套外有二道密封元件（相当于静环），一道向上翻用以阻止系统内滑油向外泄露，成为油封。一道向下翻用来阻止舷外水和泥沙进入系统，称为水封。拆下时发现水封磨损较重。相对应的不锈钢衬套上磨损更为严重，有宽度大小不等，Z宽有5-6mm10余条环形凹槽，从上至下均分布深度约0.5-0.6mm左右。

　　3.原因分析

　　从旋转密封面的磨痕来看，主要由于磨粒磨损引起。磨粒磨损是由于硬质颗粒进入旋转环衬套和密封元件的滑动面之间对摩擦表面产生磨料作用而引起磨损，这种磨损在密封装置中是较为普遍的磨损形式。机械硬质颗粒进入滑动面的途径主要有下面几个方面：

　　（1）零部件的清洁度及装备场地环境条件

　　零部件的清洁度不够是产生磨粒磨损的Z主要原因，如果单个零部件清洁度都能满足要求的情况下，部件安装和舵桨总装场的环境条件，也是产生磨料磨损的主要因素，如果装配时对某些不合格零部件进行现场打磨，钻孔，攻螺纹等不应在装配时进行的工作，装配工人佩戴的手套及清洁物不洁或沾上硬质颗粒等情况都将严重影响到装配质量，这些硬质颗粒一旦进入密封面就将产生磨粒磨损。

　　（２）海水中的杂质，如泥沙硬质颗粒的进入

　　由于AQUAMASTER只有二道密封，一道为油封，一道为水封，没有挡沙圈，一旦杂质突破水封环就会直接进入密封面，产生磨料磨损，而且AQUMASTER旋转环与尾轴密封共用一个重力油柜，一旦尾轴水封磨损就会影响旋转环的密封性能失效，因为泥沙，硬质颗粒进入，也会同时进入旋转环密封面上。

　　（3）滑油及重力油柜

　　如果使用的滑油中含有杂质，或重力油柜内有焊接残渣等硬质颗粒，必将随着重力油柜气压的作用下进入旋转环的密封面产生磨粒磨损。　

　　Aqumaster旋转环密封装置失效，主要是由海水中的杂质泥沙等硬质颗粒进入引起的，另外宁波港水域海水中的泥沙含量大大高于其他港口。而aquamaster与新泻ZP-21.ZP-31.ZP-41相比旋转密封装置只有二道密封，一道为油封，一道为水封，无挡沙圈，为阻止海水泥沙进入密封面，单独设置重力油柜保持密封面压力，然而舵桨工作时能一直保持正常工作压力0.5bar±0.1。一旦船舶停止工作时，空压机关闭6-7小时候，空气瓶中的空气耗尽，重力油柜压力就会逐渐降至零.如密封面磨损间隙较大，内外压力失衡，易引起海水泥沙倒灌进入密封面，而新泻ZP-21.ZP-31.ZP-41旋转环密封装置有四道密封。二道为油封，一道为水封，另一道为挡沙圈，且油封水封密封元件都装有箍紧弹簧，一旦油封水封有所磨损，就会借弹簧预紧力箍紧，减少密封面间隙.从我公司拖轮使用的实际状况来看，新泻ZP-21.ZP-31.ZP-41除拖18由于外力损坏导致旋转环密封装置里漏油外，无一产生漏油现象，有的船甚至从1981年出厂至今近30年都无该密封装置失效漏油问题的产生，应该说新泻的设计比较适合宁波港水域泥沙较多的实际状况，而aquamaster设计应该适合水质较清，含沙量消的水域工作，此外aquamaster尾轴密封与旋转环密封共用一个重力油柜，增加了旋转环失效的概率，减弱了旋转环的挡沙能力.这是因为尾轴密封由于转速较快Z快226rpm，Z低也有109rpm.易磨损从如图所示可以看出海水泥沙一旦进入尾轴可通过重力油柜管上行进入旋转环密封面，尾轴密封每2年修船时都予以换新.而旋转环转速较低Z快180度/10秒，很多情况下甚至不动，磨损较小，修船时一般不予修理更新，所以几个船期修船下来，Z终受伤的只能是旋转环的密封面了。

　　（4）措施

　　1.设计上应增加挡沙圈，增加密封元件上箍紧弹簧，以加强该密封装置的挡沙能力。

　　2.加强修船期间管理，在对ZP系统拆检安装时，要保证零部件的清洁度，避免不洁物，硬质颗粒进入系统。

　　3.改变重力油柜位置设置，取消空气管，改空气压力为滑油自然压力。以确保工作压力的稳定，将重力油柜从ZP移高至二层甲板上的膨胀水箱室内（二者高度差大约5米）。通过公式P=pgh，可知重力油柜只要重力油柜高度保持在5米以上就可保证工作压力0.5bar+0.1，而与重力油柜大小无关。在平时机舱管理上加强重力油柜的管理.定期定时对重力油柜放残，如有泥沙海水放出，缩短放残周期。

　　4.在船舶操纵上，在浅水区，窄航道航行时应使用Z低螺旋桨转速，以Z低航速通过，避免搅起海底更多杂质，影响密封。

　　5.做好设备的故障记录。故障记录是实施故障管理，进行故障分析和处理的依据。必须建立检查记录，维修日记，健全原始记录。