作者：陸建平
（上（shàng）海思舶網/上海思舶信息技術有限公司 技術總監）

　　1、故障經過
　　某船（chuán）廠生（shēng）產的一（yī）艘82000DWT散貨船，出廠不久，航行途中，發生了艉軸承高溫報警，並觸發了主機安（ān）保係統，主機自動減速。
　　當時（shí），船舶位於離岸230海裏的開闊洋麵上，船（chuán）員檢查發現艉軸承繼（jì）續（xù）升高至（zhì）80°C，於是決定立即停車檢（jiǎn）查。打開（kāi）艉管滑油放（fàng）泄閥，艉（wěi）管（guǎn）滑油含（hán）有部（bù）分金屬碎（suì）屑，見圖（tú）1。冷卻後再（zài）次啟動（dòng）主機，密切觀察（chá）艉軸承溫度，逐步加（jiā）速至70RPM, 艉軸承溫度穩定在41°C。船（chuán）舶繼（jì）續駛往目的地澳大利亞港口。在此期間（jiān），船員密切觀察和報告艉軸承（chéng）溫（wēn）度，沒有再出現異（yì）常情況。

圖1   艉管滑（huá）油含（hán）有部分金屬碎屑

　　2、維持（chí）運行
　　根據上述船員的描述，可以初步判斷艉軸承已經部分燒熔。到達港口後，邀請潛水員（yuán）對船艉進行了水下檢（jiǎn）查，沒有發現異物撞擊（jī）或螺旋槳（jiǎng）被漁網纏繞的（de）現象，也沒有發現泄漏的情況。測量艉軸下沉量，新的讀（dú）數（shù）為81.9mm ，比原始數據多了0.10mm微量下（xià）沉，屬合理範疇。在港期間，輪（lún）機長安排更換了新的艉管滑油（yóu）。
　　考慮到備件需要至少三個月才（cái）能供應到船，該輪（lún）繼（jì）續航行（háng），同時對此情況通報了船級社，驗船師提出了建議和要求：1.原（yuán）有滑油取樣後（hòu）送實（shí）驗室（shì）化驗，並保持每月取樣化驗；2.航行時，對艉管滑油進（jìn）行每小時觀察檢查；3.密切監控後密封油箱油位變化判斷（duàn）是否（fǒu）有海水進入或出現漏油情（qíng）況（kuàng）；4.船員每日對艉軸油放殘，看其是否含（hán）有（yǒu）金屬碎屑以（yǐ）及含水量變（biàn）化。同（tóng）時要求船（chuán）東盡早安排進塢更換艉軸承（chéng）及密封裝置。
　　經過了一個航次，在確認（rèn）備件可以提供（gòng）的情況下，安排（pái）了船舶在新加（jiā）坡船廠進塢（wù）修理。首先對整個軸係進行了測量、檢查（chá），比較出廠時的數據，沒（méi）有發現明顯偏差。當艉軸抽出（chū）後，沒有發現明顯損傷，但艉軸承下（xià）部，在Z後（hòu）三分之一長度段已經部分燒熔，見圖2，部分白合金呈（chéng）片狀（zhuàng）剝落，見圖3。

圖2  艉軸（zhóu）承下部在Z後三分（fèn）之一長度段已（yǐ）經部（bù）分燒熔

圖3   部分白合金（jīn）呈片狀剝落

　　3、雙斜（xié）坡設計
　　對於損壞的原因分析，多方各持意見。供應商認為其產（chǎn）品曆史悠久，各項測試參數均符合要求，不是艉軸承產品質量問題。船東方麵認為，他們在（zài）該廠的姐妹船在試航時就出現了高溫，並在出廠前進行進塢修理、更換了艉軸承及密封（fēng）裝置。同時，該船東在其它船廠訂製的該係列船舶出現了同樣類似的問題（tí）。如果排除產品質量、船廠安裝工藝方麵的問題，那麽就應該是艉軸承的設計（jì）問題了。
　　對此，有關船級社高度（dù）重視該係列船舶艉軸（zhóu）承（chéng）高溫問題，船級社通過研究（jiū）、計算，采取改（gǎi）用艉軸（zhóu）承（chéng）雙斜坡（double slope）的設計方案，要求船廠現場進行軸係校中測（cè）量（liàng），相關數據（jù）遞交船級社專家重新計算，把艉軸承設計加（jiā）工成雙斜坡（double slope）型，以（yǐ）解（jiě）決艉軸承（chéng）高溫問題。
　　船東根據船（chuán）級社專（zhuān）家計算的數據，邀請專業廠家對艉軸承進行了現場高難（nán）度的加工，使得原有的隻有（yǒu）一個斜坡的艉軸承變成了雙斜坡（double slope）形狀。重新安裝並經過試航以後，船舶再次投入營運，之後沒有（yǒu）再出現異常情況。
　　4、原因分析
　　通常來說，如（rú）果問題具有普遍性，那麽（me）一（yī）定是設（shè）計上出現問題，比如計算強度不足或餘量太小，等等（děng）。針對頻繁出現的艉軸（zhóu）承高溫問題，筆者（zhě）進行了（le）一番（fān）調查詢問，經了解，過去也曾經建（jiàn）造了幾十艘同類型的船舶，都沒有發生此類艉軸承高溫問題。現在國內多家船廠建造64000DWT和82000DWT的多艘散貨船，出現了艉軸承高溫問題。一艘64000DWT散貨船出現（xiàn）了（le）100°C的艉（wěi）軸承高溫報警（jǐng），考慮船（chuán）舶的安全，緊急安排了進塢（wù），當艉軸抽（chōu）出後，艉軸承出現了類似圖2的燒熔，船東請了專業廠家對艉軸（zhóu）承進行（háng）了（le）澆鑄修理。另一艘64000DWT散貨（huò）船也出現了100°C左右的艉軸承高（gāo）溫（wēn）報警，但采取了如前所描述的冷卻、放泄、換油等措施，並密（mì）切觀察後，依然能夠繼續航行，好幾個月都沒有再出現異常情（qíng）況。
　　有個別船廠甚至達到了（le）五六艘（sōu）船舶出現該問題，有的試航時就發生，返廠更換修理後再（zài）次（cì）試航。仔細了（le）解各種情況，並與（yǔ）過去（qù）的同係列（liè）船舶（bó）比較後，發現（xiàn）出（chū）現艉軸承（chéng）高溫（wēn）普遍問題的船舶有如下共同特點：
　　1.艉軸承采用單點支撐（chēng），即艉管內隻有一（yī）個軸承，而（ér）過去的同係列船（chuán）舶都是前後二個軸承；
　　2.使用環（huán）保油（yóu），而（ér）過去的同係（xì）列船舶都使用礦物油，環保油是否存在高溫性能（néng）不穩定的因素尚不能確定；
　　3.出現艉軸承高（gāo）溫時（shí），船舶都處於壓載狀態，即（jí）螺旋槳部（bù）分（fèn）葉（yè）麵露出水麵；
　　4.軸承損壞狀態類似，都是（shì）在軸承後端三分之一處燒熔；
　　5.出現（xiàn）艉軸承高溫後（hòu），經過冷卻或換油（yóu）後，船舶還能繼續航（háng）行，有的甚至還能達到正常航（háng）行的狀態，即達到船舶（bó）經濟航（háng）速，並沒有（yǒu）繼（jì）續出現艉軸（zhóu）承高溫現象。
　　船舶的軸心線在各種負（fù）荷下實際是一個折線而不（bú）是一個直線，如（rú）果船舶的設計在輕槳（jiǎng）裕度不是很（hěn）富裕（yù）的情況下，螺旋槳就顯得偏重，即通俗（sú）稱為“重槳heavy propeller”。之所以都是在壓載狀態下發（fā）生艉軸承高（gāo）溫，是因為此時，部分螺（luó）旋（xuán）槳葉露出水麵，螺旋槳旋轉時，水對螺旋槳的反作（zuò）用力就小。此反作用力的（de）向上分力，形成（chéng）了對螺旋（xuán）槳和軸的托舉力作用。在海況惡劣時，在某個時間點，就（jiù）會（huì）出現更（gèng）多槳葉（yè）接觸不到水，水對螺旋槳和（hé）軸的托舉作用就更小，更（gèng）為主要的（de）是（shì）螺旋槳下方受到水的反作用（yòng）力而產生力矩（見（jiàn）圖4）使得艉軸承負荷增加（jiā），因此整個軸係尤其（qí）是後部艉軸承就會承受過（guò）高的壓力。當軸與軸（zhóu）承之間旋轉形成的鍥型油膜（mó）壓力不（bú）足於支撐軸係負荷時，就使得軸與（yǔ）軸承之間產生幹摩擦，從而導致艉軸承艉端（duān）燒熔。

圖4   受力分（fèn）析圖（tú）

　　從照片上可以看出，燒熔後的艉軸承隻是白合金的上表麵部分，就（jiù）是說，艉軸承的白合金沒有完全徹底被破（pò）壞，反而形成了局部斜坡，無（wú）形中造成了（le）雙斜坡（double slope），使得軸與軸承之間能夠貼合的更好（hǎo）了，達到了雙斜坡某種效（xiào）果（guǒ），所以，當出現（xiàn）艉軸承高溫後，船舶還能繼（jì）續航行。
　　對於原（yuán）因分析，有不少人認為（wéi）或者說（shuō）是簡單地歸咎於使用環保油，業內人士都知道凡是（shì）進入美國水域（yù）的船舶都要求使用環保油，如果這種油性能（néng）不過關，那麽，為什麽在其他船舶上沒有頻繁發生這樣的事故呢？而集中在這樣單（dān）點支撐的係列（liè）船舶，這種觀點顯然是（shì）難以成立的。
　　值得一（yī）提的（de）是，船舶營運必須按照要求進行壓載。某船廠一艘大型集裝箱船舶，在剛剛駛出船廠幾個（gè）小時後就出（chū）現了尾軸承高溫問題，船員描述尾管（guǎn）軸（zhóu）承高溫在10分鍾內到達123度，打開尾管（guǎn）放泄閥檢查發現滑油含有金屬顆粒，無法繼續安全航行，不得不拖航進塢修理。抽軸後發現尾管後（hòu）軸承下（xià）瓦後部磨損燒熔見圖5，前軸承上瓦部分磨損燒熔。該事故經專（zhuān）家全麵校中（zhōng）測量調查取證後（hòu）判定，這顯然是螺旋槳過多地露出水麵在（zài）很輕的壓載狀態下（very light condition）導致（zhì）的（de）。即螺旋槳缺少了部分水（shuǐ）的反作用力，軸承負荷過（guò）大導致了軸承被燒熔。該事故使得船舶拖（tuō）航備件費用等修理總費用達到幾百萬（wàn）。
　　4、謹（jǐn）慎選擇單斜坡設計（jì）
　　現在查閱（yuè）ABS美國船級社2017年鋼質船舶規範船舶係統（tǒng）與機械part 4部分可以（yǐ）找到明確要求，對於船舶在艉管內沒有前軸承（chéng）的裝置，艉管內的（de）後軸（zhóu）承（chéng）必須是雙斜坡（double slope）如圖（tú）5的設（shè）計，隻有遞交了適當的技術文（wén）件來證明單斜坡（single slope）設計能夠提供一個等效或更好（hǎo）的設計，才會給予單斜坡（single slope）設計特別考慮。

圖5

　　5、結論
　　近年來，國內很多（duō）船廠生產了不少64000DWT和82000DWT係列散（sàn）貨船舶，有多艘船舶艉軸承出現了高溫問題，損失很大，教訓深刻。當艉軸承高溫（wēn）報警達到80°C，就可以判斷軸承已經被燒熔，這時也不必（bì）太驚慌失措，隻要采取正確的措施，維持運行（háng），可以等到適當（dāng）的時候進塢修理。船（chuán）廠應該謹慎選擇艉軸承（chéng）單點（diǎn）支（zhī）撐這樣的新型設計，新型設計應該經過實船考驗後才能進行批（pī）量產生（shēng）。此外，船舶沒有貨物時必須（xū）充分（fèn）壓載，使得螺旋槳盡可能多的浸沒在水中，如果海況惡劣，則還應按照壓（yā）載手冊進行風暴艙（cāng）壓載。