救助船艉轴密封防网绳装置的改进
董家国
摘 要：因螺旋桨被网绳缠绕进而导致艉轴密封损坏发生漏泄问题，多年来一直是救助船机务管理亟待解决的技术难题，为此在救捞系统的救助船上经不断改进得到了较好的解决方法，在此绍给同行以期在船舶建造、维修时有所帮助。
关键词：网绳缠绕；艉轴密封；U型收集器；改进
中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）11-0030-02
由于救助船在救助作业时所处的海区经常受渔网影响，螺旋桨被缠绕难以避免，缠绕后进而引起艉轴密封损坏而发生漏泄，成为机务管理上的一个棘手问题，近年来在大功率海洋救助船上，在使用方、设备供应方及船厂的共同努力下，经多次改进，采取了安全可靠的防网绳方法，经多艘船使用证明，因网绳缠绕后导致的艉轴密封损坏而发生漏泄的问题得到较好解决，在此介绍给同行，希望能提供有用的帮助。
1 方案探讨
对于采用油润滑的艉轴密封装置，防止因网绳进入导致密封圈损坏，进而发生润滑油漏泄或海水进入导致润滑油乳化的问题，不少厂家先后推出了多种型式的防缠绕装置，其中以国外某厂家研发的SPURS网绳割刀较为典型，它在功能设计、安装及材料选择等方面均有着较为突出的表现，特别是产品样本中随带的视频资料，非常吸人眼球。该装置是由对称安装在桨毂前端面上的两把动刀和焊装在防护罩后端的一组定刀组成，在螺旋桨转动时一旦有渔网或绳索缠绕到螺旋桨上时，动刀会先拦住网绳然后在交汇于定刀时形成剪切力，将其割断脱落。这样不仅可以避免因缠绕造成的主机超负荷或停车，而且不会发生因网绳进入密封装置内造成密封失效的问题，可謂完美至极。救助局在某主力船型的首批船建造时，就积极的选用此装置，以期长期困扰的网绳缠绕进而损坏密封的老大难问题得到根本解决，然而，事与愿违，在试航结束时检查，发现定刀已经脱落，因固定螺栓断头及安装孔变形等影响，潜水员水下难以完成更换工作。在随后的坞修时确认，该批船配置的这种防缠绕割刀，定刀和动刀均全部脱落。分析认为这种切割方式，对于普通的纤维材料网绳是可以的，但对于钢丝绳来说，就无能为力了，就渔船使用的网绳来说，网纲通常是由钢丝绳夹带着尼龙绳编织的，强度很高，一旦进入割刀内，将是破坏性的。鉴于实船使用结果，这种网绳割刀装置就不再使用了。
为了尽快解决因网绳缠绕导致艉轴密封损坏问题，我们与设备供应方及船厂进行了多次探讨，结合以往实船使用经验，在对设备供应方提供的多套防网绳产品资料进行了对比后，拟定了一套较好的方案。
2 采用结构强的网绳防护罩
传统的网绳防护罩，通常强度很弱，罩体板厚10mm左右，有的仅为8mm厚，当防护罩尺寸较大时，在船尾振动及水流冲击作用下，极易破损脱落，另外防护罩与船体之间的焊接质量差，并且多为间断焊，焊接强度不足，并且防护罩后端与桨毂前端面配合方式较为随意，防网效果差，坞修时经常发现防护罩早已脱落，而大量网绳直接缠绕在尾部防蚀衬套及密封壳体上，进而引起密封橡胶圈损坏发生泄漏，同时造成防蚀衬套过度磨损。
改进后的防护罩，将其后端面与桨毂前端面的对接配合方式改为搭接方式，防护罩与桨毂的搭接长度控制在35～45mm，搭接间隙控制在5～8mm，护罩板厚为20～25mm，钢板巻制后进行整体车削加工，然后分割为前后两部分，为哈弗式，在护罩上下正对艉轴下沉量测量点位置开直径80～100mm圆孔。护罩前后分开是为了安装时，通过前部分的适当位移，方便后部分与桨毂外圆同心度的调整，以便确保与桨毂搭接间隙四周均匀一致，同时考虑到坞修时与艉管焊接的前部分不再割除及焊接，仅在前后之间的焊缝处割开即可。改进后的网绳防护罩结构较强，当缠绕的网绳量较大时，尽管在防护罩的外表堆积较多，也不会导致防护罩脱落。
这种防护罩在后端与桨毂前部外圆的搭接处仍然有一定的配合间隙，少量的网绳仍然有机会通过搭接间隙进入并缠绕在防蚀衬套的外表，进而被挤进密封腔室，引起密封全损坏及防蚀衬套磨损加剧，最终引起漏泄发生。因而阻止网绳进入防蚀衬套外部及密封圈内是防止密封损坏和漏泄的首要问题。
3 改进的网绳收集器
防止网绳对艉轴密封装置造成损害的方法有多种，较为常用的有以下方式。
3.1 L型防护罩
见图1，这是国内近年推广使用的一种方法，并且编入了国家标准， 标准号为GB/T25017-2010，它结构简单，选材为普通碳素结构钢Q235A。在这个标准中，对L型防护罩没有给出具体规格及安装要求，按实船使用情况看，它主要是挡住了从顶部防护罩与桨毂壳体之间间隙进入的网绳直接落在防蚀衬套上，避免对后部密封圈造成损害，此外凭着防护罩与密封壳体之间的较小间隙，形成迷宫式防护功能，阻止缠绕在密封壳体上的网绳向后移动进入密封腔内。实船使用收到较好效果，但是由于它前端是敞开式的，部分网绳会离开防护罩而直接缠绕在密封壳体上，很难避免进入防蚀衬套与密封圈之间造成危害。
3.2 网绳阻挡圈
见图2，这种结构是在桨毂的前端面上安装了一个圆型大直径挡板，使之与桨毂外表形成一个网绳存积腔，当网绳量较小时，可以容纳被缠绕的网绳，而当网绳量较大时，在储存腔填满后仍然会有部分网绳经顶部间隙进入密封腔内，造成密封损坏，而且当缠绕物为钢丝绳或缆绳时，因堆积产生推力影响阻挡圈的可靠固定，一旦脱落会牵连损坏密封装置，因而这种防护方式存在短板。
3.3 U型网绳收集器
见图3，这是设备商为某型救助船推荐的一种结构方式，从图中可以看出，这种U型收集器不仅顶部开口较小、容积小，收集能力有限， 一旦溢出会直接进入防腐衬套及密封圈部位。甚至在没有装满时，因开口较小， 难以避免网绳越过收集器直接进入密封腔内造成危害，这种小开口U型收集器不适用。
经对几种方式比较，决定采用改良U型收集器的方法，主要改进包括：
（1）加大U型收集器的储纳容积，确保在一个坞检期内能收纳全部进入的网绳。一是收集器的开口宽度加大，收集器安装后的前后宽度应当遮盖住密封壳体1/2～2/3长度。二是加大收集器的径向深度，其外周接近桨毂边缘，内周与密封壳体外表面的间隙控制在30～40mm，間隙过大会使迷宫式密封效果变差，一旦有外溢网绳，容易进入密封腔内造成损害。使满溢后网绳直接落在密封壳体外表，缠绕堆积，因此时的网绳通常较为细软，不会造成密封壳体损坏。
（2）U型收集器的材料，可以是不锈钢或青铜铸造，然后车削加工，也可以是不锈钢板焊接制造，然后车削加工，最后分成两个哈付型。
（3）用于将U型收集器与桨毂固定的螺栓应当使用不锈钢材质，固定后进行锁固，防止松动。
（4）U型收集器的强度应当足够，避免太弱时在回转振动及网绳受力作用下，变形或损坏。
（5）U型收集器的底部圆周方向正对尾管下沉量测量的位置，开两个直径80～100mm的圆孔，以方便测量艉轴下沉量，同时坞修时清除缠绕在收集器内的网绳。
（6）桨毂前端面与U型环侧面固定结合面处，设置安装止口，以便收集器定位及固定牢靠。为此螺旋桨厂家应当根据收集器的设计尺寸，在桨毂端面上设置安装止口及固定螺栓孔，螺栓规格、数量等应当与收集器厂家协调办理。改进后的大开口U型网绳收集器及安装布置，见图4。
经近年的多艘船使用证明，改进后的防网绳装置收到良好效果，某轮螺旋桨被网绳严重缠绕后，大量网绳聚集在网绳防护罩上，经潜水员水下解缠后，主机恢复正常工况，艉轴密封没有受到任何影响。每次坞修检查时，均有少量网线存积在收集器内，进一步检查防蚀衬套及密封圈处没有网绳存在，防蚀衬套也没有发生异常磨损。至此，长期以来因网绳造成的艉轴密封损坏进而发生漏泄的难题得到较好解决。
4 结束语
防止螺旋桨因网绳缠绕进而导致艉轴密封损坏，首先应当重视对网绳防护罩的选用和安装，要求有较高的结构强度和与船体之间的焊接强度，同时确保防护罩后段与桨毂之间的配合形式及间隙，以便能在应对大量网绳或钢丝绳或缆绳的缠绕时，不变形，不脱落，真正起到防护作用。在此基础上，选择大开口U型网绳收集器，将进入防护罩内的网绳收集起来，避免进入防蚀衬套与密封装置内造成危害，是对进入防护罩内的网绳的较好处置方法。
