艉轴空气型密封装置简介与管理要点

艉轴空气型密封装置简介与管理要点

中海国际船舶管理有限公司广州分公司—陈建云

[内容提要]此文简要介绍船用艉轴空气型密封装置的工作原理、日常管理注意事项及管理要点。

关键词:船用艉轴密封空气型原理管理

中海货运公司新造8条57300DWT“嘉”字号超灵便型船的艉轴密封装置，都采用了目前世界上最先进的常流型空气密封装置。常流型空气艉轴密封，通过设置艉轴密封环气腔，充进压缩空气，完全地分隔油和水，很好地满足了环保要求。在空载、满载或海面波动较大时，艉轴密封油腔和气腔的工作压力能根据吃水变化而自动地调节艉轴密封油腔和气腔的工作压力，船艉吃水越大，其工作油压与气封压力就越大、反之越小，基本保持密封环唇口与艉轴密封套筒之间的压力差为零，使得艉轴封有良好的密封性能，并且能大大地减小后#1和#2水密封环、#3和#3S油密封环与艉轴套筒之间因摩擦温度升高而加速磨损与硬化，极大地改善了密封环的工作环境，延长了密封环的使用寿命。常流型空气密封装置主要组成部份：空气控制单元、供油单元、艉管滑油柜单元、密封气腔残油水泄放收集单元、滑油泄放系统、艏密封油系统、艉轴轴承润滑油系统、艉管滑油重力柜、4道紧凑型唇口式密封环、2道紧凑型唇口式前密封环。

空气控制单元主要由MAIN与SUB气路转换阀、两个过滤器、两个减压阀、两个节流阀、有气流指示的单向阀、气腔气流监测装置等组成。主要功能：向艉轴密封气腔、艉管滑油压力单元、空气密封泄放收集单元提供经过过滤与减压节流的压力空气源；气腔气压测试与监测报警；当密封空气气腔、管路比较脏时提供压力淡水进行冲洗。空气密封供油单元主要由流量为0.5M3/h的齿轮泵两台、滑油冷却器、安全节流阀、滑油滤器、出口止回阀等组成。主要功能是冷却滑油、使艉轴润滑油循环流动，但不增加循环滑油压力。空气密封艉管滑油单元主要由100L 的贮存器、高低油位监测装置等组成。主要功能是作艉轴滑油压力循环柜之用，并接受从空气控制单元送来的压缩空气，使得艉轴滑油回油压力始终略高于密封气腔的空气压力，即使后密封腔#3与#3S的滑油压力略高于密封气腔#2与#3的气压。空气密封泄放收集单元主要由10L的贮存器、高液位报警装置、节流阀、空气减压阀等组成。主要功能是收集从艉轴密封气腔流回来的残油水，并可观察艉轴密封情况。要特别注意的是其节流阀要保持一定的开度来泄放气体，让艉轴密封气腔的残油水汇集到此柜，以便能观察到艉轴密封的泄漏并及时排放残油水。前密封油系统是单独的，与老式船舶一样，由独立油柜供油。后密封油管系与艉轴承油管系相通，通过齿轮泵供油润滑与密封。重力油柜是作为艉轴空气密封装置发生故障时，恢复传统艉轴重力油润滑方式，同样起到艉轴密封作用。

常流型空气密封装置的工作原理。目前艉轴轴承润滑密封型式主要有油润滑型密封、常压型空气密封和常流量型空气密封。在常压型空气密封装置基础上作了一些改进，就是“嘉”字号船采用的常流量型空气密封装置。常压型空气密封能够保证密封环稳定工作，但是存在一些不足之处，一是船舶在压载状态时，如果海面波动较大，可能发生海水压力低于设定的气腔压力的情况，虽然仍能保证水密封性能，但是气腔压力因空气泄漏降低，导致艉轴密封油腔与气腔之间的压差增大，油密封环承受在艉轴套筒上的作用力增大，油密封环工作面磨损加剧；二是在船舶重载状态时，外界海水压力升高，由于气腔内气压恒定而相对较低，水密封环承受压差增加，磨摩擦力增大，水密封环磨损加剧。三是要求船员根据船舶吃水的变化来调节气腔空气压力，操作上有一定的难度，难以保证油密封环、水密封环因工作状况不稳定，仍然较易损环，但常流量型空气密封，能完全克服上述不足之处。它充分利用原有的密封型式，将原水封环与油封环间的一个油腔改为气腔，注入压缩空气，彻底分隔外部海水与艉轴管滑油相接触，

且有一根回收管收集可能泄漏的水和滑油。设置保证流量恒定的空气控制单元，监测并调节空气流量，保证在任何情况下气腔的空气恒定流量地向海水逸出。传统艉轴滑油高置油箱改为艉轴滑油压力单元，引入压力Pc，设置低流量齿轮泵，使艉轴润滑油循环流动，其出口油压力由空气密封空气控制单元出口压力Pc决定。工作原理如图所示：一、压力为P2的气腔空气恒定流量地流过#1、#2水密封环向海水逸

出，水密封环的工作压力基本为零，并由空气作为水密封环和艉轴密封套筒接触面的接触媒体，减小摩擦力，极好地保证了水封环的工作寿命；二、#3与#3S油密封环之间油腔压力为P3，P3经过循环柜与空气控制单元空气出口压力Pc相通，即

P3基本与Pc相等。Pc经过空气流量单向阀及指示器，产生压差△P，即P2=Pc-△P，所以密封油腔压力P3与气腔压力P2相差为△P，而△P基本稳定不变，差值很小，(船舶满载状态时，△P实际值为0.02MPa，

P2=0.12MPa，P3=0.14MPa；船舶

压载水状态时，△P实际值为

0.02MPa，P2=0.055MPa，

P3=0.075MPa)，所以密封环承受的工作压力△P不大，既保证了良好的密封性能，又减小油密封环与艉轴密封套筒之间的摩擦力，提高了油密封环的工作寿命；三、气腔的压缩空气抬起水封环向外逸出海面，当船舶吃水加大时，逸出难度加大，P2压力上升，Pc=P2+△P，Pc也上升，油腔压力P2上升。当船舶吃水减小时，逸出难度减小，P2压力下降，Pc也下降，油腔压力P2下降。所以水密封环、油密封环两侧所受压力分别与船舶吃水同步变化，它们所承受的压差则不变，则其工作状态不被改变，一直能够分别保持轻微磨擦的良好工作状态，能有效地提高其工作寿命。

笔者认为，对于其它油润滑型艉轴的老旧船，当艉轴密封发生漏油或漏进海水时，可以引用上述艉轴空气密封方式，对漏油艉轴油密封装置加以改进，同样可以达到艉轴密封作用。老式艉轴油密封装置分为三个油润滑系统：后密封油系统、艉轴承润滑系统、艉轴油前密封油系统。当后密封油系统发生漏油出海或进海水时，把艉轴后密封油系统管系充进压缩空气，后密封油腔变为密封气腔，并根据空载、满载情况调整密封气腔的空气压力，保证气封压力大于艉轴封外面的海水压力，只有压缩空气往外吐出，外面海水进不来，从而有效地完全隔离艉轴密封装置外面的海水与艉轴轴承腔滑油的相通，以达到艉轴密封装置止漏目的。