船舶尾轴密封的研究
KOBELCO空气式尾轴密封
KOBELCO空气式尾轴密封KOBELCO空气式尾轴密封大连远洋公司船技部富强【内容提要】此文介绍KOBELCO空气式尾轴密封形式的基本设计,工作原理和基本组成,并借助图纸介绍安装此设备时的检查注意事项和密封检查方法.l简单介绍为防止海水污染,KOBELCO公司设计制造了空气式尾轴密封装置.该密封装置的艏部(FWD)密封结构与以往KOBELCO紧凑密封的结构相同,艉部()空气式轴封的结构如图1所示(P4型).图1AFT轴封的结构(P4型)该轴封是通过在金属外壳凸缘上方的空气喷管把空气放出,排进海水里.空气喷管是"止回"式的,一旦空气停止放出,海水也不会从喷管侵入.利用放出的空气来检测船舶吃水的变化,然后根据吃水的变化产生的压力,以调整空气流量与油管的油压,从而防止海水侵入船内和润滑油流出船外.同时,各密封环所承受的压力也减小而能保持良好性能.其特长为:(1)各密封环所承受的负荷量明显减小,同时,海水侧,轴管侧都有两根密封环装置,提高了可靠性.一旦密封环破损,船尾管内的润滑油或海水会通过空气室被收回到船内,不会有油流出船外或海水侵人尾轴管内的可能性;(2)维修保养简单,在设定了空气流量和2#/3#密封环之间的空气压力之后,操作系统自动化工作,避免了根据吃水的变化来转换油柜的操作方式;(3)空气消耗量较小,基本设定在40～60L/min;(4)如遇空气压力控制单元发生故障,只要备有重力油柜,便能将空气密封转变成普通的防油密封环.2基本设计船尾管内的管道为4根(P4型),位于顶部的排气管和通往NO.2/3之间的供气管的材质是铜管;位于底部的来自NO.2/3之间的排油回收管和NO.3/3s之间的供油管可以是铜管,也可以是不锈钢管.供气装置到空气密封装置之间的管道基本用铜管将空气供到空气控制单元.S/T油罐的容量由船尾管内的容量决定,大致数值如下表,油罐的设置在高出尾轴中心线3m左右的高度.轴封尺寸(ram)S/I"油罐的容量(L)670以下10071O以下2oo在紧急情况发生时,为了能够简单转换为旧式轴封,在S/T出口管上安装分歧管.回流管的高度应比海水水压高出0.2～0.3kg/cm.3工作原理该密封系统主要由以下部分组成:空气压力控制单元:用于控制和调节的压缩空气进入该单元,该装置内置的控制机件和设置在厂家出厂前已经调节完毕, 使用中仅仅检查阀门的开,关状态即可;油压单元:一般有2台齿轮油泵,一台保持连续运转,对油柜施加压力;海水和油回收单元:用于回收油水,该单元一般位于船底;S/T油柜:管道配置系统如图2所示.从图2可以看出,这种结构通过排气检验船舶吃水的变化,根据吃水的变化对密封环的空间和船尾轴油管施加最为合适的压力,从防止海水进人船内和滑油漏出船外.各部位的压力条件如表1所示:表1各部位的压力条件结构海水NO.1NO.2NO.3NO.4尾管油流体海水(滑滑油)空气油油1.O1.O1.O1.31.3压力kg/emkg/emkg/emkg/cmkg/em控制空气气压空气压+空气压+方法油压油压管道无供气#油油入口油入口/出口NO.2/3之间:从凸缘环上排气检测出海水压力,以此施加与海水压力相同的空气压力.进入NO.2/3 之间的海水或油,通过排油回收管被回收到船内.N0.1/2之间:没有安装来自船内的管道.因此,NO.1/2之间的压力几乎与海水压力相同.在此空间通常为海水与空气的混合状态.船尾轴管内:在轴心约施加0.25kg/cm油压的地方安装重力柜.对这个重力柜施加与海水压力同样的空气压力.KOBEI』c0空气式尾轴密封——富强NO.3/3S问:由于使用泵对船尾管重力油柜的油进行循环,因此压力与船尾管相同.4安装检查在新造船和拉尾轴的修理时,都会涉及到安装检查问题.无论在什么情况下,管系和各个单元的安装已经完毕,主要检查各个装置与空气式轴封的连接是否正确,空气控制装置的接头都有编号,按照编号对照连接部位没有错误即可.因此,管理人员检查的重点是管系的清洁和密封情况.一般在安装轴封前,必须用压缩空气冲洗循环油管和空气管.此后,对各个部位密封试验认真检查.密封检查分两个主要部分:(1)空气管和循环油管的泄漏试验a)从船尾隔壁到船尾轮毂之问的管道试验方法,用塞子插在轮毂放气出口,即关闭此出口,然后向管内提供约3.0kg/cm的空气压力,在10分钟内不可有压力明显下降的现象,检查后,务必拔出塞子.b)空气管泄漏试验,来自空气控制装置的空气压力已经经过减压阀调整,从空气控制装置向管路供约3.0kg/cm的空气压力,检查以下各项:①排气管(仅限P4型)检查压力下降情况,进行10分钟左右.②关闭NO.2/3之间人口管路上的阀门,使用空气控制装置P5压力表进行检查,进行1O分钟左右.③在管道接头部位抹肥皂水,检查有无漏泄.C)循环油管泄漏试验,向尾轴管和NO.3/3s之间加油后,施加相当于应急时使用S/T重力柜的压力, 检察管道接头部位有无漏油..(2)船尾管和轴封装置的供油及密封试验a)船尾管的供油及NO.3s密封环的泄漏,给船尾管加油,然后转换到应急用S/T油柜的循环油管上(操作方法参阅使用说明书和管道系统图).注意先不要向NO.3/3s之间加油.取下船尾轴封装置NO.3/3s 之间的插塞,检查从NO.3s密封环处有无漏油.b)NO.3/3s之间的供油和NO.3密封环的漏泄图2试验,①插上船尾密封装置NO.3/3s之问底部的插塞,取下顶部的插塞.②打开No.3/3s之间管道上的阀门,向此空问加油,加到顶部时停止加油,然后检查NO.3密封环有无漏油.检查方法有两个,其一,从NO.3/3s之问的顶部插塞处检查NO.3/3s之问油空间的油面有无下降,试验结果1O分钟不下降为好.其二,插上N0.3/3s之问顶部的插塞,施加应急时用S/ T重力柜的油压.取下NO.2/3之问底部的插塞,检查NO.3密封环处有无漏油.c)前侧轴封的供油及漏泄试验,这与以往油封式轴封的检查相同.①向船尾管加油后,取下艏密封NO.4/5之问底部的插塞,检查从N0.4密封环处有无漏油.②检查NO.4密封环处没有漏油后,向No.4/5之间加油,加油后检查从NO.4密封环处有无向前侧漏油以及圆环处有无漏油.供油后到进水前以及进水后装机期间,注意千万不要从空气控制装置排气.5运转前的操作(1)按照说明书检查各个装置以及与其连接的管道上阀门的开关状态.(2)慢慢打开空气控制装置的空气总阀,开始供气.供气之前,必须将空气中的杂质排放掉.(3)后侧轴封装置的压力调整在设备厂家已经调整完毕.如发生与使用说明书所要求的压力条件不符时,应要求厂家进行调整.<航海技术)2004年第5期。
DX型尾轴密封装置结构原理及管理要点
DX型尾轴密封装置结构原理及管理要点作者：许朝晖来源：《珠江水运》2013年第20期摘要：本文主要是介绍DX型尾轴密封装置的结构原理，并结合个人经验，分享在使用此装置的过程中的注意事项及管理要点。
关键词：DX型尾轴密封装置结构应用实例故障分析K O B E L C O M A R I N E ENGINEERING CO.， LTD.生产的尾轴密封装置由艉密封和艏密封组成，且有两种形式。
常见的一种是KOBELCO COMPACT Seal（CX Type with 3 sealing Rings），艉密封由3道密封环和艏密封由2道密封环组成。
而另一种特殊形式是KOBELCO Double Security COMPACT Seal（DX Type with 4 sealing Rings），艉密封装置则由4道密封环组成（其中包含一道备用环），中英公司的M.V. “BETIS”轮便采用这种形式。
KO B E L C O MARINE ENGINEERING CO.， LTD.生产的所有密封环形状一样且唇部配有扎紧弹簧，密封环材料有两种：VITON（fluoric rubber氟橡胶）和NBR（nitrile-butadiene rubber腈-丁二稀橡胶），其中VITON具有特别良好的耐热性能。
在此仅介绍后者的结构原理及其管理要点。
2.尾轴密封装置及尾轴管滑油腔的加油（1）尾轴管滑油腔的加油有通过重力油柜或用泵强制循环两种方式。
而重力油柜加油润滑可分为单一的重力油柜和设置高低位重力油柜润滑两种方式。
使用单一的重力油柜必须满足船舶在重载和压载时的吃水状态。
而在设置高低位重力油柜的情况下，高位重力油柜用于满载状态（深吃水），而低位重力油柜用于压载状态（浅吃水）。
要求在满载情况下，滑油压力比海水压力高0.03～0.05MPa[即Pst = Psw +（0.03～0.05）MPa] 。
（2）艉密封的润滑有装设滑油管系（艉密封油柜）和没有装设滑油管系到#2和#3密封环之间的滑油腔两种方式。
对船舶艉轴机械密封环温度场与变形的理论分析
机械化工 !"#$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%$4(0$0$
对船舶艉轴机械密封环温度场与变形的理论分析
张良平5李淑敏5丁小玲
东台船用配件有限公司!江苏盐城!%%'%$$
摘5要在船舶密封工业当中!船舶艉轴密封工作对于船舶安全影响较为显著!但是在实际生产中!机械密封摩擦却会造成磨 损并产生热量" 本文在对船舶密封工艺进行研究和分析后!提出了关于船舶艉轴在密封环温度场分析方面的假设!依据假设的定 义内容!选定了有限元分析方法" 最后利用耦合模型分析对密封环在密封端面的发热情况做出分析论证!讨论温度场和变形 情况"
关键词船舶密封工艺#艉轴密封#有限元分析#密封环
55现代船舶的密封技艺发展相对迅猛在艉轴密封方面主 要采用高压高速大轴径的密封策略 随着这种密封工艺技 术在实际应用中具有一定意义但是由于工况条件其摩擦副 间极容易受到密封工艺影响造成摩擦力不断增大其内部端面 则会由于温度分布布局从而产生内部热应力造成变形 针对 这一规律进行有限元分析并对其作出判断有助于艉轴密封 的工艺提升
. Al具l体R外i形gh数t轴密 封 环 应 当 是 理 想 状 态 下 的 弹 性 体 表 明 该 环具有均匀连续同向性等材料特点
假设三密封环所选择的材料及其所具有的密封介质具有 极高稳定性该材料不会随时间推移环境温度变化而发生改 变的表明机械密封环材料本身温度场保持恒定
假设四位于密 封 端 面 位 置 的 流 体 换 热 边 界 当 中 介 质 温 度不会对密封工艺差生影响因而可以完成换热边界的简化 成为对流换热边界
高速救助船尾轴密封装置漏水原因分析及处置
第18卷 第6期 中 国 水 运Vol.18 No.6 2018年 6月 China Water Transport June 2018收稿日期：2018-02-22作者简介：齐志远（1972-）男，山东烟台人，交通运输部北海救助局轮机长，主要研究方向为轮机管理与修理。
高速救助船尾轴密封装置漏水原因分析及处置齐志远（交通运输部北海救助局，山东 烟台 264000）摘 要：本文通过对MJP750型尾轴密封装置的结构及工作原理的介绍，分析了该装置泄漏的原因及解决方法，并提出了改进措施及管理要点。
关键词：尾轴密封；工作原理；故障分析；管理中图分类号：U674.31 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）06-0073-02引言某高速救助船为全铝质穿浪型双体船，采用双机双轴双喷水泵的推进方式，每个单体内装有一套推进系统。
尾轴密封采用MJP750轴密封装置，该密封装置为水润滑型，密封效果好，结构简单，拆装方便。
某日，航行时，轮机员正常巡视检查，发现尾轴密封出泄漏，导致海水漏入泵舱，且逐渐增大，为防止漏水量进一步增大和船舶安全，不得不靠岸修理。
一、轴密封装置的结构及工作原理 1．尾轴密封装置的结构组成，如下图1图1 尾轴密封装置结构尾轴密封装置主要由密封壳体⑶、压盖环⑸、骨架密封圈⑹、白钢套⑼、锁紧圈⑽、橡胶套管⑿、O 型圈⒀等部件组成。
⑾为两道备用骨架密封圈。
锁紧圈⑽是两个半圆设计，维修时可以拆卸，松开锁紧圈⑽后白钢套⑼可以在尾轴上适当前后移动以找到与骨架密封圈⑹内圈唇边有效的密封面，大大延长白钢套⑼的使用寿命。
如果白钢套⑼密封区磨损严重，可以在上坞抽轴时换新，这样就避免了尾轴的磨损。
2．密封装置的工作原理 （1）白钢套⑼靠锁紧圈⑽与尾轴固定在一起，与尾轴之间的密封，由两道O 型圈⒀来完成，防止舷外水从白钢套⑼与尾轴之间漏入机舱。
（2）密封壳体⑶一端靠橡胶套管⑿与船体弹性连接，使用喉箍进行紧固和密封，防止舷外水进入泵舱。
浅谈船用油润滑尾轴密封的安装及维护保养
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浅谈 船用油润 滑尾轴密封 的安装及维护航 道局 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 油润滑尾轴 密封装置为可调式动置端 面密封 ， 它 由动环 、 静环 、 自紧装置 、 调 节 系统以及 自动循 环润滑 系统五大部分组成 ， 润 滑系统油管通径在 Ｏ ． １ Ｄ ～ ０ ． ２ Ｄ范围内选取 ， 新 旧船舶均可根 据具体情况 自行确 定。 ． 关键词 ： 油润滑 ； 密封组件 ； 尾 轴； 泄漏 ； 维护保养 在船舶 日常使用油润滑尾轴密封装置时 ， 时长出现油泄漏的不 ① 油箱容量 尽可能 大一些 ，一般 在 ０ ． ５ Ｌ ／ ｍｍ尾轴 直径 以上 为 正常的现象 ， 现就油润滑尾 轴密封 的安装及维护进行分析和探讨 。 好， 并 保证进 、 出油管 的阻力不 致过于悬殊为 准 ， 采用一周一 箱制 ， １油润滑尾轴密封装置 的安装 并注意两根尾轴 的油箱不要置于 同一舷 ， 其安装 高度应保证 常用油 １ ． １ 密封组件“ 夹马” 的定位 ， 确定安装压缩量 面 比满载吃水高 出 ２ ０ — ５ ０ ％为宜 ， 每只油箱底部都必须安装放泄 阀， 密封装置安装前应对每套密封组件 （ 动环 、 托盘 、 弹簧 、 夹马 ） 进 以便排 污和观察油质变化 。 行 台架试验 ， 并核定每套密封装置 的弹簧压缩量。 安装 时 ， 应严格按 ②循 环润 滑系统的进 、 出油管路 ， 无论采用哪种管路 布置方式 ， 照每套密封装置所给定 的前 、 后密封压缩量进行安装 。 均应 选用无缝 钢管或耐油软管 ，其通径在 ０ ． １ ０ ． ２ Ｄ范围内选取 。 ①用深度游标卡或钢直尺分 别测量出前 、 后密封装 置的外壳 内 在进 、 出油管从 油箱走 向前 、 后密封装 置的全过程中 ， 始终不能 高出 空深度 ， 即前 、 后密封 静环面到连接法 兰端面的距离 ， 并做好 记录 ； 油箱油 面的高度 ， 不然 ， 将会 因气堵 而导致循环不畅。 同样 ， 将 密封组件 （ 动环 、 托盘 、 弹簧 、 夹马 ） 平稳 地放 置于平台上 ， 用 ③密封装置及轴 系润滑 油应 采用 流动性 较好的轻质机油 ； 如果 深度游标 卡和钢直 尺分别测量对称 的四方 的高度 ， 以四方测得尺 寸 粘度较大 ， 需要轻质油掺入稀释后方可使用 ， 所有 管路 垫片等处 ， 装 的平均数作为密封组件 的实 际高度 。即密封组件长 ； 另外备好垫 片 （ 压） 油后不能有任何渗 漏现象 ； 除试航时允许油箱 中的回油管 口短 并 测 量 出 它 的厚 度 。 时露 出油面 ， 供观察 回油外 ， 一旦看到 了回油后 ， 应尽快加满油箱并 ②分别 以前 、 后轴承 端面为“ 夹马” 定 位的基准 面 ， 根据 所测得 注意保持 ， 以防倒车时吸入空气。 的密封装置外 壳内空深度 ， 密封组 件长度 、 垫 片厚 度以及 给定 的弹 ２油润滑尾轴密封装置的维护管理 簧压缩量 ， 可推算 出夹马端面距轴 承端 面的安装距离 ， 即可 确定安 ２ ． １ 定期 观察存 油量和油质的变化情况 ，如油质太脏 或残水太 多， 应 打开油箱底部的放泄阀将其 排净 ， 同时补足润 滑油 。 当环境温 装压 缩量 。计算公式如下： 夹马端距 ＝总长 一密封组件长 度较低（ 低于 ５ ℃） 时， 如开航后两小 时扔不见 回油 ， 应掺入轻 质机油 总长 ＝内空深度 ＋垫片厚度 ＋额定压缩量 或２ ０ － ４ ０ ％的 ｏ ｝ ｝ 柴油以改善润滑油流动性 。 ２ ． ２当油量消耗较 大（ 超过 ４ Ｌ ／ ｄ ） 而油质无变化且油箱 内沉淀水 用该 方法确定密封装 置的压缩量将 是十分准 确的 ，紧固夹马 时， 应特 别注意其端 面与轴承法兰端 面的平 行度 ， 即必须保证 夹马 较少 ， 应特别注意检查前 密封和管道接 头是否有泄漏 ， 而不 能盲 目 与尾轴 的垂直度 。必要时可在夹马内壁抹上一些环氧树脂加 固。 断定是后密封 泄漏 。如发现油质开 始变 白或油箱 内的沉积水较 多 时， 应及时查明原因 ， 在确定后密封泄漏且油耗太大时 ， 可采取应急 １ ． ２密封组件的装 配 ‘ 先将尾轴密封处动环内孔（ … Ｏ’ 型圈部分 ） 和动环密封面抹满黄 使用措施 至进厂修理为止 。 油， 然后依次将夹 马、 弹簧 、 托盘 、 动环套上尾轴 。装好后 ， 应 特别 注 ２ ． ３船舶 日常运行 中 ， 有 时会 出现油箱油位增 高 ， 甚至满 出来 ， 意检查 弹簧两端 的“ 脚” 是否 已分别 落入夹马和托盘上 相应 的开 口 这往往是 由于环境温度较低 和长时间运转使润滑油粘度变大 ， 导致 中； 同时检查是否会产生打滑 ， 或“ 脚” 伸出过长现象 。检查完毕后 ， 进油量大 于出油量而造成的。在初期 试航 时 ， 由于最初加入 润滑油 的粘度太大或使用杂质较多的废机油 时也容 易出现 上述情况 ， 但 只 方可将外壳装上并进行回弹试验 。 １ ． ３密封组件 的回弹试验 要油温一升高或将其稀释即可消除。 进行密封组件的回弹试验 ， 目的在于检验动环在弹簧 自身张力 ２ ． ４船舶因其它原 因进厂修理或上排 ， 在 不拆卸轴系 的情况下 ， 作用下轴 向移动 的灵 活性 ， 并 用以判定动环 内、 外过盈量 的正确 与 如密封装置经反复盘车均无 泄漏 ， 最好不要将其拆开检查或更换动 否 。为 了便 于安装 ， 每套密封装置额定 的前 、 后密封 回弹量 都有标 环 ， 以免破坏原有 良好 的工作状态。 注 。通常 回弹量大小以弹簧压缩量 的 ７ ５ ～９ ０ ％为合格 ， 太大或太小 ２ ． ５长期运转 （ 大于 １ ２ ， ０ ０ ０运转小 时） 后若需对密封装置 比压进 都必须对动环或托盘进行必要 的修正 ， 以满足要求为止 。密封组件 行调整 ， 前密封 可直接按要求调整 ， 后密封则 可采用在尾轴 与 中轴 的 回弹检验可按 以下 方法进行 ： 的联轴节间加设垫片的方法 以达到增加后密封 比压 的 目的 ， 但每次 将 密封装置外壳 （ 静环筒） 套上尾轴 ， 以对称 的两颗螺栓 平稳地 调进或加设垫片 的厚度 均不能超过 ３ ｍ ｍ； 如有机会 上排或 吊尾 ， 可 旋紧 ， 直到两法兰端面压紧为止。 稍后 ， 平稳地将已旋 紧的两螺栓松 将外壳拆开 ， 重新 固定夹马进行直接调整 。 开， 正常情形下 ， 在弹簧张力作用下 ， 静环筒法兰端面与轴承法兰端 大量 的实践证 明 ， 作为 船舶管理人 员一定要有 责任心 ， 细 心观 面会重新 张开一定距离 ， 该距 离即为回弹量 。 察并认真思考分析故 障原 因， 要 正确的安装使用及维护保养好油润 例如： 一后 密封压缩量 为 １ ０ ｍｍ， 回弹量应为 ７ ． ５—９ ｍ ｍ， 进 行 滑尾 轴密封装置 ， 同时 ， 它也是保证船舶设备安全运行 的前提 ， 是船 回弹量检验 时， 如 回弹量 ＜ ７ ． ５ ｍｍ 时 ， 应视动环 “ 呆滞 ” 或压缩量不 舶安 全效益 的保证 。 足； 如 回弹量 ＞ ９ ｍ ｍ时 ， 则表 明动环 与尾轴 间过盈 量太 小或压缩 量 偏大， 均应进行 必要 的修正 。 这里， 值得 注意的是 ： 如果尾轴密封处 直径正差 过大或光 洁度
思舶讲堂船舶艉轴密封装置与防护罩可能出现的问题及其解决办法
思舶讲堂船舶艉轴密封装置与防护罩可能出现的问题及其解决办法267-2018船舶艉轴密封因各种原因可能会出现泄漏，海水进人密封腔，使后密封油箱滑油乳化(见图1)，严重时滑油向外泄漏至海面，导致港口当局滞留或罚款，或者海水向内泄漏，使得艉管滑油乳化，润滑油膜失效，导致艉轴承高温甚至烧毁等严重事故，给船舶带来严重的安全隐患。
艉轴密封装置设计不当或安装不当是引发艉轴密封泄漏的主要原因。
另外，防护罩结构不合理或安装不当，容易使渔网缠绕。
渔网进人密封腔引发艉轴密封泄漏，或者防护罩碰擦螺旋桨等现象。
某系列散货船共12艘，建造于2012年期间，使用某厂同一型号和尺寸的艉轴密封装置，船舶大多在出厂后3—6个月出现艉轴后密封泄漏和艉轴后密封油箱以及尾管滑油乳化等问题。
1调查与分析船舶艉轴密封泄漏发生后，造船厂于次年初安排第1艘船舶进坞修理，船厂和船舶所有人以及制造商代表都在第一时间赶到现场。
当密封装置拆开后，发现密封圈内滑油已经乳化，不锈钢套也磨出比较深的凹槽，在最后一道密封环的后面，还有一道羊毛毡已经部分脱落(见图2)。
仔细检查乳化的滑油，用手摸感觉有明显的细颗粒物，感觉好像是男士洗面奶（见图3)，仔细查看发现还有细小的羊毛在乳化物中（见图4)。
厂家设计的意图是考虑船舶经常进出长江等内河航道，为挡住泥沙，就在密封装置后面增加一道羊毛毡 (见图5)。
羊毛毡上脱落的羊毛在螺旋桨水流的作用下部分进人密封圈，羊毛穿过橡胶密封面时破坏密封，同时使不锈钢套异常磨损(见图6)，更加破坏密封，使海水进人密封腔导致滑油乳化，这是艉轴密封泄漏的真正原因。
最明显的证据就是乳化物经过清理后残留的羊毛球(见图7)。
需要说明的是，羊毛毡看起来柔软，其实是具有相当硬度的物体，如轴系的机加工最后就是用羊毛毡抛光。
2对策和改进羊毛毡通过高温挤压成型，经海水浸泡后的羊毛在不镑钢套旋转摩擦作用下会脱落，而橡胶或者高分子材料则不易脱落，因此选用橡胶替换羊毛毡，或者干脆去除这一道多余的密封圈。
Coastguard尾轴密封系统
Coastguard 尾轴密封系统针对船舶引起污染的国际规则越来越严格,同时船东由于排放污油而面临着日益严重的罚款惩罚。
在船舶推进系统中,污染与可靠性是设计油润滑的尾轴承与密封时必须虑的两大问题。
传统的密封型式无法阻止滑油泄漏进大海,或者水流进轴承。
自问世以来,Coastguard 尾轴密封系统已经证明了它的可靠性、无污染性,可理想地用于对现有船舶改装或者安装于新船。
安装了Coastguard 尾轴密封系统的船东发现这套系统具有良好的密封性能。
在船舶计划内的两次大修之间可以保持良好的运转状态,更不会由于尾轴密封出现问题而紧急进坞修理。
由于其独特的设计,即使当密封处于污损状态下,也不会有污油从尾轴密封系统泄漏进大海,而且与传统密封件相比,该密封系统更耐磨损,寿命更长。
在原始的Coastguard 系统设计中,是不采用水润滑的M 系列径向端面密封件。
这种密封形式在两次轴系检修之间能可靠无故障地工作,并在不同船舶上经受了成百上千小时的实际应用。
对于它而言,仅需在5-7年左右的时间间隔内对端面及承座进行检测一下而已。
在近期内这个时间段可以适应大多数的螺旋桨检修要求。
但是现代可调桨的检测期已经显著延长。
目前由不同船级社开发的尾轴监测程序可保证可调桨系统检修期最长达到15年左右。
在船外密封组件中,一个端面密封件环绕并包围一个油密封元件,形成一个弹性唇状密封。
这个唇状密封套在一个碳钢衬套上。
另一个唇状密封则安装在油封之前,作为一个备份密封。
在两个密封之间会形成一个泄水空间,并通过一个泄水管及透气管连接起来。
这个泄水空间不仅允许油或水自由地流向泄水管,还可以在海水和油之间形成一个障碍墙,从而可以对油和海水之间的压力进行调节,以创造理想的运行条件。
这就不会产生其他类型的密封形式所会产生的高油压问题,从而保证不会向外泄漏,而这正是引起船外污染的主要原因。
在Coastguard系统中,不论船在什么吃水状态下,供给到尾轴轴承的油压都为0.2巴。
大中型船舶新型艉轴密封装置介绍
圈水 封受本身预紧力 、弹簧预紧力和舷外水 压力而紧 紧抱住 艉轴 后轴 封套 ，随着船舶 吃水的变化或 因波 浪的影响此水压
收稿 １ ３ 期 ：２ ０１ ４ － ０ ５ — １ ０
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方便 ，对开分 体式 轴封 套和 粘接 更 换轴 封 方 不 方便 ，整体 式轴 封套 和 密封 式 密封 圈不必抽 出艉 轴和 拆卸 便 性 圈 必须抽 出整 条艉 轴 才能更 换 螺旋 桨即 可现场 更换
封胶圈和轴封套 的更换、修理耗时较长 ，成本较高。
２ ．新 型艉 轴后 密封 装 置
新 型 艉 轴 后 密 封装 置 采 用 空 气 平 衡 式 ，水 压 力 的变 化 及
波动 由于有控制 空气 的 自动平衡 ，因此密封 胶圈水封 只受 本 身预紧力、 弹簧预 紧力而与艉轴后轴封套有恒定 的压力轻微 接触 ，见图 １所示 ；密封胶圈油封亦只受本身预 紧力、弹簧
胶 圈和 轴 封 套 一 般采 用 整 体 式 ，更 换 密 封 胶 圈和 轴 封 套 需 要
当前中 国已跻 身世界航运 大国和造船大 国 ，每天有数 以 万计 的大 中型船 舶航行于世界 各大海洋河流 ，船舶艉轴前密
封 由 于 在 船 舱 内 ，相 对 容 易 管 理 和 维 护 ， 因 此 几 十 年 来 也 没 有 大 的 形 式 改 变 和 技 术 突 破 ；而 后 艉 轴 密 封 因 在 水 下 工 作 ， 工 作 环 境 恶 劣 ， 影 响 使 用 寿 命 的 因素 复 杂 ，并 且 由于 其 安装
第１ ４卷 第 ７期
２０１ ４住
中 国
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Ｎ ｏ ７
２ ０１ ４
７月
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尾轴密封装置的结构和漏油处理 徐毅山 目前，越来越多的船舶尾轴管轴承采用白合金轴承替代传统的铁梨木轴承。这一方面是由于铁梨木本身的奇缺、价格上涨使得造船成本的提高，另一方面随着船舶吨位的不断增大，尾轴轴承的负荷也不断增加，铁梨木轴承的承载能力受到了一定的限制，铁梨木轴承主要是采用的水润滑，因水的粘度较低、水膜较薄因而其承载能力低，另外铁梨木轴承是海水直接进行润滑、冷却，因此其密封性能差、泥沙容易随海水的进入加速铁梨木轴承的磨损，。
采用油润滑的白合金轴承，由于油膜承载能力大，油的润滑性能好，尤其是其密封装置能有效地密封，海水和泥沙不易进入尾轴管，因而白合金轴承的磨损很小，主机和轴系的工作相对平稳、可靠。
油润滑的白合金轴承的特点： 1． 工作可靠、结构合理，便于安装和维修； 2． 耐磨性好、磨损小，使用寿命长； 3． 尾轴和尾轴管轴承的摩擦温升低、热性好，不易损害尾轴； 4． 密封装置有良好的跟踪性，使其在尾轴有下沉、或径向跳动及偏心转动、或轴向窜动时具有同样良好的密封性；
5． 允许较高的线速度。 一、尾轴密封装置的结构 尾轴密封装置分前、后密封装置。前密封装置的作用是防止尾轴管内的润滑油泄漏到机舱，后密封装置的作用是既防止尾轴管内滑油泄漏到舷外污染海面又防止海水进入尾轴管内乳化润滑油。
后密封装置主要是由铬钢衬套（或称白钢套）、密封环和密封环壳体（法兰环、中间环、罩环）组成。铬钢衬套直接套在尾轴上，铬钢衬套法兰由安装螺栓固定在螺旋桨上随螺旋桨的转动而转动。为了防止海水从铬钢衬套和尾轴之间渗入到尾轴管内，铬钢衬套法兰和螺旋桨之间设有密封床垫或0-令。后密封装置一般有三道密封环（#1，#2和#3），后面二道密封环（#1，#2）的作用是防止海水进入尾轴管内、第三道密封环（#3）的作用是防止尾轴管内滑油泄漏。 密封环是由丁晴橡胶（NBR）或氟橡胶（VITON）制成，可根据不同的使用条件选择使用。每个密封环的唇部内侧装有一根固紧的弹簧环，这个弹簧环的作用是以一定的预紧力作用在密封环上，使密封环以适当的紧度贴合在铬钢衬套上，保证密封环和铬钢衬套之间的密封性，另一方面当密封环由于长时间工作而有磨损时能得到一定的补偿。 三道密封圈（#1，#2和#3）由固定螺栓紧紧地固定在密封环壳体中，密封环壳体由安装螺栓固定在船尾的尾轴输出端本体上，密封环壳体是静止不动的、不随螺旋桨转动。
密封环的工作原理是：利用肘拐型的密封形状，在海水压力、润滑油压力、密封环自身的弹性及弹簧提供的预紧力的共同作用下，使密封环的唇部与铬钢衬套保持一定的径向力，从而达到其密封性。作用在密封环上密封面的压力P2大于背压P1时，密封环的唇部被紧压在铬钢衬套上，即可达到密封的目的，当P2 - P1的压差很小或几乎无压差时，能够保证密封系统的密封性，不发生渗漏；当P2－P1的压差为0.3MPa时，能够保证密封环良好的润滑及密封性能，且温升及磨损较小，能延长密封的寿命并保持密封在工作期限内的性能；当P2 - P1的压差过大，密封环虽能够提供更好的密封性，但同时也加剧密封环和铬钢衬套之间的磨损和因摩擦温度升高而加速密封环的老化。
图一 后密封装置 前密封装置的结构基本上与后密封装置结构基本相同，不同的是前密封装置只有两道密封环（#4和#5），用于阻止尾轴管内的润滑油泄漏到机舱；另一个不同是前密封装置的铬钢衬套由安装螺栓紧紧固定在一个夹紧环上，而夹紧环分为上、下环由固定螺栓又紧紧夹在尾轴上随尾轴的转动而转动，同样铬钢衬套法兰和夹紧环之间设有密封床垫或0-令。
图二 前密封装置 二、尾轴装置的润滑油系统 尾轴装置的润滑油系统比较简单，由尾轴管和前、后密封装置组成一个密封空间并充满润滑油，尾轴和尾轴轴承浸透在尾轴管的润滑油，是一个闭式的润滑系统。
在机舱高于船舶设计水线的3 - 4 米处，安装一个重力油柜通过管路与尾轴管上方的进油管连通，并通过尾轴管下方的回油管返回重力油柜。重力油柜的作用是补充和保持尾轴管的油位、产生一定的压力能作用在#3密封环上，保持尾轴密封装置内润滑油压力和外部海水压力一定的压差，同时重力油柜还起到放气、润滑油的循环和散热作用。
在后密封装置中，有二个独立的密封腔室（即密封环#1、密封环#2和中间环组成的密封空间、密封环#2、密封环#3和中间环组成的密封空间），这二个密封腔室在安装时注满润滑油， 其作用是增加密封环的背压，保持润滑油与海水之间的平衡，保证密封环的密封性。 同样在前密封装置中，也有一个独立的密封腔室（即密封环#4、密封环#5和中间环组成的密封空间），也需要注满润滑油来保持润滑油与外界大气压力的平衡，保证密封环的密封性。
通常大部分船舶（尤其是直径大于125㎜的尾轴）都是在前密封装置的上方设置一个小油柜与这个密封腔室连通，小油柜的高度一般距前密封装置上端的0.3 - 0.5M，其作用也是为了增加密封环的背压，保持润滑油与大气压力之间的平衡，保证密封圈的密封性，同时也起到这个密封腔室内的润滑油与小油柜之间自动地循环润滑和冷却。
同样也有极少部分的船舶，也在前密封装置的上方再设置一个小油柜与后密封装置的二个密封腔室连通，其作用与前密封装置中设置一个小油柜的作用完全相同，但因连接的管路较长采用的船舶并不多。
三、内设“备用”密封环的尾轴后密封装置 为了完全防止尾轴管内的润滑油的泄漏，近来许多新造的船舶已开始安装内设“备用”密封环的尾轴密封装置。这种内设“备用”密封环的尾轴密封装置其实就是在后密封装置中再增加一道密封环#3S，在正常情况下密封环#3S并不投入使用，只有在后密封装置有泄漏时才投入使用。
图三 正常情况下，备用密封环不投入工作 如图三，在正常情况下，重力柜与密封环#3、密封环#3S和中间环组成的密封空间之间的润滑油连接管上的截止阀常开，使这个密封空间的润滑油压力和尾轴管内的润滑油压力保持同一压力，密封圈#3S处于无负载的空转状况、不投入工作。
图四 发生泄漏时，备用密封环投入工作
如图四，当后密封装置的密封环#3由于种种原因发生泄漏时，关闭润滑油连接管上的截止阀，使这个密封空间的润滑油压力小于尾轴管内的润滑油压力，密封环#3S投入使用，这样从理论上来说，增加了后密封装置一倍的使用寿命，能够保证船舶更长期地安全航行。
这种内设“备用”密封环的后密封装置的铬钢套长度和船尾安装后密封装置的组装长度都要比常规的要长。 四、具有回收系统的尾轴后密封装置 当尾轴后密封装置密封性能下降时，为了防止尾轴管内的润滑油向舷外泄漏或防止海水进入尾轴管内乳化润滑油，可在尾轴后密封装置上设有回收系统。
图五 具有回收系统的尾轴后密封装置 如图五，在尾轴后密封装置的回收室（密封环#2、密封环#3和中间环组成的密封空间）接上一路回收用的管路，使回收室的压力定为比海水和尾轴管内的润滑油压力要低一些，当万一后密封装置的密封性能下降时，舷外的海水和尾轴管内的润滑油会集中到回收室，通过回收管道，被回收到船舱内的回收柜中。
图中： Pst = Psw + 0.3 kg/cm2 Psw - 0.3 ≥ P2/3 ≥ Pst - 1.1 Pst: 尾轴管内的润滑油压力 Psw：海水压力 P2/3：回收室压力 五、尾轴密封装置的漏油处理
尾轴密封装置的最常见的故障就是漏油，尾轴密封装置漏油不仅是浪费大量的润滑油，造成直接的经济上的损失，更对海洋环境造成严重的污染，一旦发现尾轴密封装置漏油必需高度的重视。
尾轴密封装置漏油最彻底、最有效的处理方法当然是尽快进坞换新密封环，或在港内允许的情况下、利用船舶空载吃水较小时设法将船尾翘起露出水面、由经验丰富的专业厂家进行水上换新。
当尾轴密封装置漏油时，在润滑油中加入部分或全部换用高粘度的润滑油、利用高粘度润滑油的粘度大、流动性差的特点，来减少或改善尾轴密封装置的漏油。
但船舶在海上航行时，有时是很难立即做到上述的补救措施的，因此在尾轴密封装置漏油不是很严重的情况下，可采用常用的临时的措施来减少或改善尾轴密封装置的漏油。
具体的方法是： 1． 尾轴漏油至舷外时，用一个空油桶，作为临时的重力油柜，代替原来的重力油柜，在油桶的近桶底处装一个小的截止阀，用临时油管（可以用塑料软管代替）与尾轴进油管、回油管分别连通。临时重力油柜用一个葫芦吊起，可随时调节其高度，临时重力油柜的高度需要根据润滑油压力和海水压力的压力差计算出来、或根据实际经验、实际效果来决定。 悬挂临时的重力油柜的高度公式： （单位:米） H = 1.16(DA) + K H - 临时重力油柜内油位内油位至尾轴外圆上端的高度 D - 尾吃水 A - 船底至尾轴外圆上端的高度 K 常数,( 通常在0 2 ) 相当于润滑油压力比舷外的海水压力大0.50 0.20 kg/cm2 1.16的系数是由海水比重1.025 ÷ 滑油比重0.89( 在45°C时)得出来的。
降低临时重力油柜的高度，可减少漏油量，但如果一下子降得太低（如果这时候#1，#2也有漏的话）则海水就会漏入滑油中，因此应根据实际情况来控制临时重力油柜的高度。
当卸货时，可适当降低临时重力油柜的高度；装货时，可适当升高重力油柜的高度；利用临时重力油柜的高度变化来控制尾轴密封装置的漏油量。
2． 当前密封装置漏油向机舱漏油时，有三种情况要具体分析和分别对待： 如果是#4密封圈损坏，前密封装置的小油柜很快就会溢满，这时可将前密封装置的小油柜上面的盖子封住，不让润滑油流出来；
如果是#5密封圈损坏，可设法将漏出来的润滑油收集后回收起来，沉淀、过滤后可继续使用；
如果是铬钢衬套法兰和夹紧环之间设有密封床垫或0-令损坏，可将尾轴管内的滑油放空后换新。