來(lái)源:中國船檢
隨著船舶大(dà)型化、船舶推進軸係布置的多樣化,以及環保潤滑油的(de)應用,近年來,推進軸係尾軸承高(gāo)溫現象日益突出,軸承磨損,甚至破壞的情況屢見不鮮。
鑒於此,中國船級社(CCS)於2015年專門成立了“大型船舶軸係校中檢驗控製技術研究”課題組,建立尾軸高溫船舶數據(jù)庫,聯(lián)合行業翹楚,包括殼牌、克魯勃、瓦錫蘭(中國)、武漢理工大學、大連理工大學、大(dà)連海事大學、702所等,對尾軸(zhóu)承高溫的(de)成因與預防進行了深入的研究與探討。課題研究成(chéng)果用於指導船廠改進軸係校中工藝,使得常規軸係設計,特別是(shì)采用環(huán)保潤滑(huá)油的尾軸承高溫(wēn)情(qíng)況得到很大程度的緩解。期間,由CCS舉辦的美國環保署(shǔ)環保潤滑油研討會和環保新(xīn)要求船用潤滑油研(yán)討會,備受行業關(guān)注與認可(kě)。此外,船級社協會(IACS)成立了專門的研究工作(zuò)組,CCS作為工作組四家成(chéng)員(yuán)之一參(cān)與研究。
一、研究成果
CCS課題組任務包括六項子專題:船體變形對軸係校中的(de)影響研究;船舶大舵角回轉情況下螺旋槳水動力特性及其對軸係校(xiào)中的影響研究;環保油物理特征對潤滑的影響研究;尾軸承壓力分布及對軸係校中(zhōng)的影響研究;軸係校中施工檢(jiǎn)驗控(kòng)製研究;應變測量技術在軸係校中的應用研究(jiū)。目(mù)前項目組已完成的工作如下:
1、對環保潤滑油的性能,以及(jí)對(duì)使用環保潤滑油後出現的尾(wěi)軸承高溫(wēn)問題進行了研究,完(wán)成並發布了《美國環保署環保潤滑油要求實施檢驗指南(nán)》,針對環保潤滑(huá)油使用過程中可能觸發的尾軸承(chéng)高溫問題,從軸係設(shè)計與計算、校中工藝(yì)與安裝以(yǐ)及船舶操縱(zòng)等層麵製訂了具體的要求(qiú)和實施方法,為業(yè)內軸係校中計算(suàn)、軸係校中工藝和環保潤滑油(yóu)應用提供指導。
2、開(kāi)展軸(zhóu)係校中設計與安裝研究,並將其研究成果納入《鋼質海船(chuán)入級規範》2017年修改通報。
3、進行大型(xíng)船舶船體變形對軸係校中影響分析研究,並應用於大型礦砂船、超大型(xíng)集裝箱船。
4、進行(háng)應變測試方法和測試係統開發(fā)的研究,開發(fā)了應變測量和分析係(xì)統(tǒng)。目前該分析(xī)係統正(zhèng)在完善/驗證中。
5、研究船舶大舵角(jiǎo)回轉情況下螺旋槳水動力特性研究(jiū)及其對軸係校中的影(yǐng)響。采用計算(suàn)流體力學(xué)CFD方法計算了直航(háng)和不同舵角偏航(háng)情況下的螺旋槳受力,研究(jiū)了偏航狀態下螺旋槳受力(lì)的變化規律和特性,定性分析了大舵角回轉時與未完全浸沒時的螺旋槳水動力特性。
6、對尾軸承油潤滑的動力學模型及特性進(jìn)行了研究,確定了計算模型和方(fāng)法。並初步編製了尾管軸承性能分析計算軟件,目前(qián)正調試、修改和(hé)驗證(zhèng)中。
二、尾軸承(chéng)高溫發(fā)生的原因和預防
尾軸承高溫的(de)預防是設計、工藝、製造和(hé)使用(yòng)均應注意合理。發生的主要原因和預防措施為:
1、軸(zhóu)係校中計算書設計的合理(lǐ)性。目前各大船級社的軸係校中規範趨於一致,考驗(yàn)設計水平的是合理預估船舶運營時各個裝載工況和海上環境下尾軸承負荷的靜態和動態冗餘度,以及軸(zhóu)承雙斜率使用的(de)綜合考慮。
2、尾管鑄鋼件鏜孔精度保證。國內(nèi)部分船廠鏜孔工藝質量得不到(dào)保(bǎo)證,導致尾軸承壓裝後中心(xīn)線出(chū)現較大偏差,或使用環氧澆築的整體尾軸承澆築後中心(xīn)線出現(xiàn)偏差(chà),使得計算書的尾(wěi)軸(zhóu)承和軸的相(xiàng)對傾角得不到有效保證,對於沒有尾(wěi)管前軸承和有雙斜度的尾軸承更敏感。
3、軸(zhóu)係校中工藝合理並有效執行。特別是(shì)對校中後期軸承負荷調整(zhěng)時的工藝把控。
4、主機、中間軸(zhóu)承定位準確性。過多關注軸係支點的垂向位置,而忽略軸(zhóu)係橫向位置的重要性(xìng)。
5、如果船舶使用環保油,更應注意鏜孔(kǒng)和校(xiào)中工藝的保證,在試(shì)航期間應注意充(chōng)分磨合。
6、在淺吃水、大風浪等惡劣海況下未做合理壓載航行(háng),在大(dà)舵角高轉速情況(kuàng)下(xià),容易出現高溫。因此,根據海況和吃水,合理壓載和控製主(zhǔ)機轉速是操船人員(yuán)應急考慮的重點(diǎn)。
從(cóng)我們(men)處理案例的經驗(yàn)來講,引起高溫的原因中,上述第2、3、5出現(xiàn)的較多,尤其是第2項,因此保證尾軸鏜孔精度(dù)或整體尾管澆築後的精度(dù)非常重要。
三、CCS提供(gòng)的(de)軸係校中技術服務(wù)能力
1、對軸係校中計算書進行(háng)審核和(hé)評估,對軸係校中相關工藝進行審(shěn)查。
2、對使用環保潤滑油(yóu)的船舶軸(zhóu)係校中進行檢(jiǎn)驗,並授予EAL附加標誌(zhì)。對(duì)新造船按(àn)照《美(měi)國環保署環保潤滑油要求實施檢驗指南》的檢驗後,授予EAL附加標誌(zhì)。
3、對尾軸承高溫(wēn)進行原因分析,對(duì)軸係校中調整方案進行計算(suàn)評估(gū)。尾軸承發生高溫後,在拆檢後有關數(shù)據測(cè)量準確(què)的前提下,對軸係校中調整方案進行評估,給出評(píng)估意見。
4、實施空氣型尾軸軸封改裝審核、檢驗和(hé)簽發符(fú)合聲明。對航行(háng)美國水域的船舶,如尾軸承不使用環(huán)保潤滑油,可考慮將傳統的尾軸承首尾(wěi)油密封改造成空氣型密封。CCS將對改裝方案進行審圖和檢驗,簽發美(měi)國環保署的塢檢申明。
5、開展軸係校中質量控製技術培訓。針對船廠、船東的需求,開展軸係校中質量控製技術和尾軸承高溫(wēn)預防(fáng)技術培訓。
(作者:CCS船舶(bó)建造檢驗管理軸係課題組)