艉轴填料函密封漏水的修理工艺及应用
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一尾轴密封的工作原理船舶尾轴密封装置根据密封元件防漏方式,可以分为接触式和非接触式两种。
接触式密封以橡胶制品和盘根作为填料,将其填充于缝隙之中,并与轴或者轴套接触;非接触式密封中密封元件的动、静部件之间有一定间隙,不发生接触,而是靠流体流动路径节流作用达到密封的目的。
本文的尾轴密封装置是非接触式,如图 1 所示,靠动摩擦盘和静摩擦盘的配合间隙来密封,动静盘的间隙的紧密程度可以通过调节静摩擦盘中的弹簧强度来控制。
二运行故障该型船长期在南京和上海之间的长江航道段航行,新船运行约九个月时间后发现前尾轴密封有少量泄漏,没有影响轴系的工作;尾轴后密封由于在水里,没法检查是否泄漏;运行一年时间时,船舱内的尾轴前密封泄漏很严重,舱内可以看到大量的润滑油泄漏,而且泄漏的油已经乳化变成乳白色,说明已有大量的江水进入到尾轴管内,尾轴的尾密封泄漏严重,船舶虽然还能正常航行,但尾轴管内的尾轴承和尾轴已经磨损,如果不及时处理会造成严重的后果,影响船舶的行驶安全。
三故障分析本文中的非接触式密封装置对安装的要求比较高,首先要保证动静摩擦盘的相对位置(间隙合适),在安装前需做泵压试验,安装过程中要调整好弹簧的压缩量保证动静环间隙;其次要保证密封装置垂直于轴系中心线,曲折值在规定范围内。
船舶在运行初期,安装的各项指标都能满足要求,尾轴密封装置工作良好,未发现泄漏情况;船舶在运行一段时间后,长江航道水况复杂,船舶需要频繁改变航行工况,由于推力轴承中的推力环和推力块间有轴向间隙,倒车或者顺车时,整个轴系轴向的窜动改变了尾轴密封动静环间的固有间隙,使动静摩擦盘的间隙忽大忽小,随着时间的推移,动静盘之间相对间隙会出现偏差;由于本船采用柴油机驱动,整个轴系在运行过程中会有径向的跳动,螺旋桨尾轴在长江水道复杂工况下也会频繁振动,时间长了尾轴密封装置相对于轴心线的曲折和偏移值都出现偏差;长江水中含有大量的泥沙,较小泥沙颗粒可以随着水流进入动静环之间间隙,造成动静摩擦环的环面损伤(维修时能看到动静盘上有很多明显的划痕),更进一步恶化了动静盘的相对位置,更大的泥沙也能进入到动静环间隙中,动静环彻底失去密封作用,江水大量进入尾轴管中使润滑油乳化,润滑油润滑效果下降。
填料密封泄露分析及排除方法填料密封是在轴和壳体之间用弹、塑性材料或具有弹性结构的元件堵塞泄漏通道的密封装置,可分作软填料(盘根)密封、硬填料密封、成形填料密封及油封等。
在机械行业中填料密封主要用作动密封,常用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机的转轴密封。
在填料密封的设计选择上,我们主要以机械设备的工作条件作为主要考虑因素。
选择填料时我们主要看是否具备这几个条件:有一定的塑性,在压紧力作用下能否产生一定的径向力并与紧密轴接触;是否有足够的化学稳定性,不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的浸渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面;填料是否自润滑性能良好,耐磨,摩擦系数小;轴存在少量偏移时,填料是否有足够的浮动弹性;制造是否简单、填装方便。
填料密封泄漏的原因及其消除方法①当填料使用一段时间后就会失去弹性及润滑作用,从而造成泄漏。
消除的办法是定期更换填料。
②填料的材质不符合要求或安装填料不良而发生严重泄漏。
解决的办法是合理选择填料材质,使其符合要求并正确安装填料。
③安装填料的轴套等零件磨损严重,或填料箱与轴套等零件的径向间隙过大而造成泄漏。
解决办法是及时调换轴套或采用轴套表面上镀铬等方法。
④若在轴套的端面安装橡胶圈,有可能吹损而造成严重泄漏。
解决办法是及时更换橡胶圈。
⑤新装轴套偏心较大。
应使轴套的同轴度提高并符合要求。
⑥日久腐烂。
可调换填料,并使其材质符合要求。
⑦填料、压盖、填料套、填料环等零件损坏,在启动时填料密封泄漏,并且漏损很快增大,虽不断上紧填料压盖,但仍泄漏不止,最后无法工作。
解决办法需立即调换损坏的填料密封零部件。
⑧泵的较长时期振动也会引起填料密封的泄漏,并且漏损严重。
解决办法是及时查明振动原因,根据不同情况分别采取相应措施。
此外,漏装或少装填料、轴弯曲、转子不平衡等也会造成填料密封的泄漏。
盘根密封的故障、排除方法①填料挤进轴(或阀杆)和挡圈或轴(或阀杆)和压盖之间的间隙时,多因为设计的间隙过大或偏心。
某船尾轴漏水的思考及建议◎ 王德丰 曾林林 海口航标处摘 要:本文就船舶使用中出现的尾轴故障漏水问题进行思考和研究,滑原理,推断船舶尾轴故障漏水原因,提出解决问题的方法和建议。
关键词:尾轴 漏水 润滑 思考 建议 措施1.右尾轴故障漏水现象某船为双车、双桨、双舵的中机型船舶,在使用中发现主机右尾轴故障漏水。
具体情形,船舶主机右尾轴静止及低速转动时,轴封处不漏水,但高速转动时,出现可见、连续漏水,有小手指粗细。
右尾轴运转时,无发热、发蓝以及振动等异常情况,与左边尾轴运转参数一致。
2.尾轴润滑系统的工作原理船舶尾轴转动时尾轴和尾轴轴承间产生高温,需要尾轴润滑系统进行润滑和冷却,尾轴润滑系统的润滑性、冷却性和密封性将影响船舶的航行安全和正常营运。
船舶尾轴润滑有两种方式,油润滑尾轴和海水润滑尾轴。
油润滑尾轴(如图1),需要配备高置油柜,保证一定的油压,让尾轴管内油压与海水压力处于一个平衡状态,此润滑方式既要保证热量能散发出去,又要保障润滑油不泄露。
海水润滑尾轴(如图2),不需要配备高置油柜,但对尾轴间隙和轴承的耐磨性有着较高要求。
海水润滑尾轴设计位于水线以下位置,既有利于海水进入尾轴管道,又有利于散发热量,只要轴承中有海水流动,就不会出现轴承变形、烧融等异常情况。
3.尾轴漏水的原因分析该船尾轴属于海水润滑方式,右前尾轴出现漏水情况(如图3),虽漏水处于可控范围,但属于异常,需要特别关注。
故障原因可从内外两个方面分析:一是内部原因,轴封出现缺陷。
此种缺陷可能来自于拆装,即轴封拆装没有按要求安装到位,也可能轴封本身出现缺口,尾轴转动,润滑轴承的海水从缺口处流出。
二是外部原因,螺旋桨出现缺损,或者船舶尾轴受到外力作用,从而使尾轴转动时,挠度增加,迫使轴承与尾轴间隙增大,产生漏水现象。
但此种情况,尾轴运转时,一般会出现剧烈振动。
据轮机长反馈,该船尾轴运转时没有出现异常情况,漏水故障为近期出现,且尾轴有维修经历。
船舶尾轴密封装置原理及漏泄处理一、引言船舶尾轴密封装置是船舶轴系的重要部件之一,其性能好坏直接影响到船舶的运行,同时对防止尾轴滑油污染海洋环境也起着十分重要的作用,因此对尾轴密封装置的研究是极其必要的。
笔者所在的船舶,大风浪天气航行时突发机舱尾轴密封油柜高位报警,后经检查发现,是尾轴密封不良导致海水漏泄至密封油腔里,引起密封油柜高位且乳化。
船舶尾轴密封油漏泄有两种情况常见:一是大风浪天气,船舶尾吃水小,由于船体剧烈震动,就会引起密封装置密封不好;二是船舶长时间锚泊,主机启动时有时会引起尾轴密封不好,从而导致漏泄。
尾轴密封不好导致漏泄一般分为:海水进入油腔造成密封油柜油乳化,最终导致尾轴腐蚀,或者密封油柜的油漏泄至船舷外,导致油污染水域。
无论哪种情况,都会造成不良的后果。
因此,必须重视船舶尾轴密封情况,一旦发生漏泄,就要及时采取正确措施。
二、船舶尾轴密封装置1.现代尾轴密封的特点目前海船的尾轴承绝大部分以油润滑的白合金轴承替代铁犁木等传统的水润滑轴承,其油膜承载能力大,油的润滑性能好,尤其是其密封装置能有效地密封,使海水和泥沙不易进入尾轴管,所以磨损很小,主机和轴系的工作相对平稳、可靠。
2.尾轴密封的结构尾轴密封装置分前密封装置(SC2Z)和后密封装置(SC2B)。
前密封装置位于机舱一端,其作用是防止尾轴管内的润滑油泄漏到机舱;后密封装置位于螺旋桨一端,其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。
后密封装置一般有三道密封环(1号、2号和3号),后面两道密封环(1号、2号)的作用是防止海水进入尾轴管内,第三道密封环(3号) 的作用是防止尾轴管内滑油泄漏(见图1)。
前密封装置的结构与后密封装置的结构基本相同,不同的是前密封装置只有两道密封环(V1、V2)(见图2)。
密封环是由丁晴橡胶图2前密封装置的两道密封环(NBR)或氟橡胶(VITON)制成的,可根据不同的使用条件选择使用。
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。
某船尾轴密封装置的漏水原因分析及维修作者:王国壮彭乃东来源:《广东造船》2016年第05期摘要:尾轴密封装置是船舶轴系的一个重要部件,能有效隔离海水、泥沙和微生物,并保持轴系的密封性。
本文介绍了KWJS型密封装置的安装过程,并分析了其漏水原因。
关键词:尾轴;密封装置;安装;漏水中图分类号:U674.31 文献标识码:AAbstract: Sealing device is an important part of ship shafting which is effective in isolation of lubricant, seawater and silt. In this paper, the installation procedures of KWJS sealing device are presented and the reasons for its leaking are analyzed.Key words: Stern shaft; Sealing device; Installation; Leakage1 引言尾轴密封装置是船舶轴系的一个重要部件,不仅能保证尾轴在运转中有下沉、径向跳动及偏心转动、轴向窜动等情况时具有良好的密封性,而且能有效隔离海水、泥沙和微生物,防止海水灌入机舱,其工作性能的好坏,对船舶运转性能有着重要影响。
本文介绍是瑞典Roplan公司生产的KWJS型尾轴密封装置。
该密封装置采用唇形密封与机械密封相结合的方式,能较大程度的提升装置的密封性能。
2 尾轴密封装置结构简介KWJS型尾轴密封装置见图1。
图1尾轴密封装置可分为静密封组合件,图1①(包括密封座、螺钉、密封座垫片、驱动销、O形圈和静环等),锌环,图1 ②,径向唇形密封,图1③,衬套图1 ④和动密封组合件,图1 ⑤(包括固定夹片、螺钉、旋转密封套筒、弹簧组、O形圈、对开环和动环等)共五大部分,其主密封副(动环与静环)靠弹簧组件和水压使它们紧密贴合,保持持续接触压力,形成严实的端面密封。