艉轴密封的修理换新和保养

雷育敏

（上海丰昌船务工程有限公司，上海 200124）

0 引言

艉轴密封装置是舰船前进的主要动力系统，极容易发生漏水现象。随着科学技术的进步，各类新型的艉轴密封装置系统不断被研发出来，虽然在一定程度上克服了传统填料函密封系统的弊端，但由于其复杂的内部结构，也加剧了维修与保养的难度。因此，探索艉轴密封装置的修理换新和保养方法，具有十分重要的现实意义。

1 艉轴密封装置的结构和工作原理

1.1 结构

目前，常见的艉轴密封装置主要采用水润滑密封来完成，这种密封结构能够通过相对运动的方式，对密封装置中的动环和静环两个部分进行密封，从而实现壳体、气胎组、弹性补偿等多个环节的相互协作，提升密封的实际性能。

在艉轴密封装置中，壳体的主要作用在于对艉轴密封装置中的众多零部件进行固定处理，为了保证结构稳态，壳体主要采用不锈钢等材料进行制作。在艉轴中主要安装在其尾部。气胎组的主要功能体现在艉轴在特殊应用环境下的特殊密封需求。一般来说，在水下维修工作中，工作人员需要运用气胎组对艉轴进行应急密封处理。常见的气胎组一般由橡胶材料、不锈钢材料共同组合而成，主要安装位置在壳体的后端。

弹性补偿装置是一种应用于密封补偿环节中的机构，通过构建弹性补偿环节，能够帮助艉轴密封装置中的动环和静环形成稳定的比压，从而促使动环和静环能够完成紧密贴合，对其所面对的环境因素所产生的比压变化情况做出相应补偿。常见的艉轴密封装置中的弹簧补偿机构主要有不锈钢材料构成，其中安装在静环组位置的弹性补偿装置为外装式补偿，安装在动环组位置的补偿装置为内装式补偿。

1.2 工作原理

在艉轴密封策略中，端面密封主要借助弹性补偿机构来完成，弹性补偿装置为静环和动环之间施加压力，保证两个环组可以相互之间构成紧密贴合的组织形态。这种形态下，艉轴运转便可以带动动环共同转动，此时静环则保持与壳体相同状态，始终不转动。两个环组在运动方式下的差异可以形成一个相对摩擦，进而实现对于水泄漏的阻挡，完成密封工作。

2 常见艉轴密封装置的检修方法

本文通过对目前国内常见的几种艉轴密封装置代表型号的检修方式进行总结，希望从中摸清艉轴密封装置检修的一般规律。

2.1 CWDF 型装置

该类型艉轴密封装置的主要材料为硬质合金材料，这种材料的应用在一定程度上保证了装置自身的强度，因此，在泥沙含量较高的海域中，中小型舰艇一般采用该种艉轴密封装置。在装置内部，多弹簧和凸型橡胶共同构成补偿装置体系，形成双补偿。这种补偿策略能够保证补偿跟随性和均匀性，且拥有极佳的冷却能力。在实际应用中，该型号密封装置泄漏概率低，可以做到无泄漏。在检修工作中，检修人员采用专用工具对动环进行调整和固定，再利用向后按压的方式，使动环与静环之间的缝隙得到补偿，完成检修。

2.2 SM 型装置

该型号装置结构十分简单，利用橡胶材料动环完成弹簧卡紧，实现轴向补偿。在检修安装中，需要优先安装两个动环，其中一个动环出现损伤、损耗后，另一个动环作为替补，进行密封运作。在检修时，需要由检修人员对其内部存在的定位块进行调整，使其能够处于衬套和静环组两个环节的缝隙之中，再利用端面调整，使其能够对泄漏情况继续宁调整，完成处理。

2.3 空气密封装置

当可膨胀密封环通过压盖实现装封之后，工作人员需要将密封函筒装配到艉轴上，并在装配过程中，一边调整水平和垂直方向的位移，一边旋转底座的法兰螺栓。另外，在空气密封装置使用上，最小内径和艉轴之间的标准间隙应该保持在8 mm，当函筒定位工作结束之后，还要确保圆周上各个间隙具备均等性特点，即使是是在艉轴同轴度误差保持上，也要低于1.0mm。除此之外，在艉轴轴向安装工作结束之后，还要对备用密封圈和主密封圈进行安装，值得注意的是，在艉轴装入到艉轴承之前，工作人员需要对密封圈进行深入检测。之后，将弹簧装到主体结构的背面，用力推压密封圈的内毂部分，确保密封圈可以随之一起进入到密封函筒之中，并随时对推入尺寸进行检测，等到与标准相符后停止。另外，在圆周上，各项数值应该保持一致性，而且最大误差不能高于0.5 mm。最后，做好对接定环的安装工作，将空气和海水管理连接到一起。

2.4 SMA 型装置

SMA 型装置内部同样采用橡胶高分子材料，与SMB 型装置相同，但是在静环方面，SMA 型装置主要采用高硬度合金材料，这种装置能够使补偿机构能力得到提升，补偿装置可以借助多弹簧结构实现对于压缩量的调整何控制。一般情况下，SMA装置的压缩量调整完成后，其整体泄漏总量应当能够控制在0.2 L/h 内，从而实现对于漏水问题的控制。在这一控制环境下，密封装置的运行能够使动静环之间相互摩擦，产生更高的热量水平。不过，静环本身的材料缺少耐热性能，因此，密封装置要求利用冷却装置对静环加以处理。检修工作中，检修人员一旦发现压缩量超过5 mm 以后，便可以判断静环存在烧毁风险，并开展检修处理工作。

3 艉轴密封装置保养的注意事项

对于艉轴密封装置的保养工作来说，管理人员需要了解装置本身的《使用维护保养说明书》，根据装置自身的结构原理，进行装置的保养处理。在保养管理中，管理人员需要格外注重5 个方面的内容。

3.1 气胎的不正确使用

气胎组的使用情况直接决定了密封装置的应用能力。艉轴密封装置在舰船航行、舰船停运期间，都有可能存在气胎组使用问题，导致密封装置密封能力不足。在舰船航行过程中，艉轴密封装置为了能够控制动态泄漏问题，需要针对艉轴密封内部的气胎组进行充气，从而使气胎组能够作为一个辅助密封器件，应用到密封工作中。但是对于艉轴密封装置来说，这种密封方式并不可取，长期使用会对气胎组造成损坏；舰船停运之后，部分管理人员为了能够避免静态泄漏问题，还会采用充气密封。但是在舰船再次投入航行之后，由于忘记对气胎组进行放弃，导致气胎组发生破裂。笔者提出，艉轴密封装置中的气胎组充气压力不能超过0.6 MPa，一旦超过这一标准，充气压力过大会直接导致气胎组发生爆破[1]。

3.2 缺少对于压缩量的控制

本文在对艉轴密封检修策略进行总结时，提出了对于压缩量调整控制的重要性，这是指在艉轴密封装置中，弹性补偿机制需要借助初始压缩量来为静环和动环之间存在的比压进行控制，最终达到最佳密封状态。目前应用在舰船使用中的艉轴密封装置，在出厂说明书中，都会以数字的行驶对这个初始压缩量进行规定说明。但是在具体应用中，由于管理维修人员缺少对于初始压缩量的控制意识，导致在检修工作中，为了应对泄漏量变化而错误地进行压缩量增大，这种处理方式治标不治本，并不能够对密封装置存在故障问题进行反思，同时还会造成动环和静环失效，得不偿失[2]。

3.3 冷却供水问题处理

冷却供水的主要功能主要集中在对密封装置进行冷却和润滑处理。但是在以往的装置检修中，由于缺乏保养检查，导致冷却水阀开度不满足冷却水要求，最终造成了冷却管堵塞问题。艉轴密封装置所采用的冷却系统主要由串联供水和并联供水两种类型，对于保养工作来说，管理人员需要对两种供水方式的供水特点进行分析，并选择合适的布置方案，选择系统。一般情况下，艉轴轴承中，串联供水方式存在供水不足等问题，因此，一般选择并联供水方式，保证冷却供水量，避免出现烧毁问题[3]。

3.4 控制轴系中心线问题

轴系中心线在艉轴密封中要求根据密封装置变化做出调整。这是由于舰船在航行过程中，需要进行进坞、上排处理。工作人员进行检修，常常存在因轴系中心线繁盛变化，而忽略了对密封装置做出调整，最终导致静环和动环之间存在的偏移、位移问题没得到妥善处理，造成密封装置出现严重的异常泄漏。因此，在保养过程中，管理人员需要格外注重轴系中心线的变化情况，并结合说明书对其是否超过标准限定进行判断，做出及时调整。

3.5 观察气阻情况

新的密封装置在投入使用时，由于未能够完成空气排空，还会造成装置气阻问题。在保养过程中，管理人员应当利用保养策略，对装置内部的通水检修等方式选择加以控制，避免因结构特点，产生过于严重的气阻，造成温度被大幅度抬高，影响装置的使用。

4 结论

在对艉轴密封进行维修与保养的过程中，应重点对压缩量进行合理调整，确保冷却水供应的充分性，合理使用气胎，在首次使用前进行放气操作，以此来实现对漏水现象的有效防范，确保舰船的安全运行。