船艉轴油润滑密封装置国家标准的制订及其实施效果

汪国君，郑学贵

（1.东台市海鹏船舶配件厂，江苏东台224220；2.渤海船舶职业学院，辽宁葫芦岛125105）

1 概述

目前，船舶设备50%以上依赖进口，其中主要易耗配件有75%以上依赖进口，国产化水平很低，船舶配套设备发展滞后，严重制约我国船舶工业的健康发展。若不尽快提升配套能力和水平，不仅会严重削弱我国造船业的国际竞争力，还会对船舶工业的产业安全构成威胁。为提升我国船舶配套能力，以艉轴密封装置为代表设备的国内船舶配套厂家，对上世纪70年代从日本引进的产品技术进行改进，经过30多年来消化吸收再创造，形成了具有技术成熟、能满足国内各类船舶配套需求并能为国外大中型船舶配套的艉轴密封装置。

船艉轴油润滑密封装置主要用来防止船体外水进入舱内，阻止艉管中润滑油漏出船外。一般由径向橡胶密封元件（磨擦偶件） 及其夹持定位部件组成。它是船舶动力装置中一个重要部件，由于该密封装置安装于水线下，又在舷外工作，一旦发生故障，拆装极为困难，问题严重时还将迫使船舶停航，进坞或起坡才能对它进行维修，影响到船舶的正常运营，使企业蒙受重大损失。若该密封装置密封一旦失效，将使艉轴管中大量润滑油漏出，不但造成浪费，而且对周围水域造成污染，影响生态环境，同时还会导致船外水侵入船舱内，影响航行安全。随着海洋防污染要求日益严格和船舶大型化、高速化及深水作业等所带来的密封装置损坏事故的不断发生，有关各方对船艉轴油润滑密封技术十分重视。

2 标准制订过程

我国船艉轴油润滑密封装置目前主要依据国际海事组织（IMO） 《国际航行海船法定检验技术规则》和中国船级社《钢质海船入级规范》中的有关要求进行设计、制造和检验。国内各设计制造企业参照上述要求制订了各自的企业标准进行设计和制造，形成了多方法、多型式、多标准的技术状态，致使产品设计、制造和检验无统一的标准可遵循，无法保证该产品的安全性和可靠性，从而影响国外船东对我国船艉轴油润滑密封装置的选用，同时也会给我国船舶配套设备市场的发展带来影响。

国家标准化管理委员会于2007年批准了《船艉轴油润滑密封装置》国家标准的立项，要求达到：规范标准、产品成型、指标可依、检验有据，对该类产品的设计、制造和检验具有重要意义。

为体现上述要求，参照中国船级社《钢质海船入级规范》的相关要求，国家标准GB/T25017《船艉轴油润滑密封装置》编制了有关术语，提出了性能指标、设计与结构、试验方法、检验规则、检查与维护等内容，适用于艉轴中心线与满载水线距离不大于20 m，艉轴封套外径的线速度不大于7 m/s的动力轴系艉轴油润滑密封装置的设计、制造和检验。

由于艉轴密封装置是船舶轴系中一个非常重要的部件，它的工作环境恶劣，受力情况复杂，且远离人机监控区域，是轴系中最薄弱的环节之一，为了减少润滑油的漏损及其对海域的污染，确保其工作的可靠性，延长船舶进坞的间隔期，提高船舶营运率，国家标准对油润滑密封装置的材料、结构设计、润滑冷却方式及试验方法等做了相应规定。

该国家标准的发布，将为广大船东、设计单位、船厂和检验机构的选用、检验提供统一依据，不但满足我国造船业迅速发展的需求，而且为国际贸易和技术交流提供了良好的条件。

3 标准解决的主要难点

3.1 标准解决了密封装置散热和油箱低位提示的问题

橡胶密封圈唇口与艉轴护套接触处，线速度为2～7 m/s，在工作时其接触面将产生高温，加上船舶连续工作的运行方式，零件更换极不方便，为保证运行可靠，延长其使用寿命，对艉轴密封偶件接触处施以必要的润滑冷却液是非常重要的。由于前密封装置位于机舱内，距离船体较远，装置内腔密封圈运转产生的热量只能靠循环管内的油循环带走进行散热，为了增强散热效果，在前密封装置的内腔设置了一只循环器，当艉轴转动时，前密封装置内油腔中的滑油按一定方向循环，流向油箱外油管进行有效散热，同时由于艉轴的旋转，密封装置密封圈与轴护套接触面也需要供给油润滑，前密封装置内腔滑油将有一定量的损耗，为防止油腔油位过低，在前密封装置壳体外循环油箱内设置低油位报警装置。

3.2 标准防止了网绳缠绕

为了减少江海中网绳缠绕航行中船舶后密封装置的机会，在后密封装置中设置的所有紧固件、螺塞等末端均采用埋入方式置于壳体内，尽量减少边缘凸出，减少网绳缠绕机率。

3.3 标准确定了艉轴油润滑密封装置的泄漏量

密封装置泄漏量是衡量密封性能的重要指标，艉轴油润滑密封装置因工作环境恶劣，其漏油率相对于陆用动力装置略高。通过对密封装置台架测试，并考虑在实际使用时其密封性能受到外界条件的种种干扰，确定了允许泄漏量值。

3.4 标准确定了艉轴油润滑密封装置的耐磨性和水密性

耐磨性是衡量密封性能的另一重要指标。密封装置的唇形密封圈耐磨性以密封圈运行100小时后磨损量的大小来衡量，由于橡胶唇形密封圈与轴护套形成了磨擦副，它的耐磨量与密封圈的径向力、过盈量、唇口的接触宽度、密封圈前后两侧面的压差以及轴护套的表面粗糙度有关，经100小时运转检测磨耗量为0.018 mm，因此确定唇形密封圈运行100小时后磨损量在0.02 mm内是合理的，实际运行效果也较好。此数据亦符合机械密封技术条件标准。

随着船舶载重吨位的变化，水线下的艉轴密封装置承受的压力也在不断变化，同时对壳体耐压强度也提出了要求，本标准规定壳体耐压强度在0.3 MPa压力下检验不得渗漏，与中国船级社《钢质海船入级规范》中试验压力为工作压力1.5倍的要求是一致的。

4 标准的创新点

4.1 首次统一了国内船艉轴油润滑密封装置的设计、制造和检验标准

标准在满足国际海事组织《国际航行海船法定检验技术规则》和中国船级社《钢质海船入级规范》中有关要求的基础上，对国内外使用中的艉轴油润滑密封装置的结构型式设计要求进行了归纳、整理、总结，结合实际，大胆创新。首次系统、详细地规定了艉轴油润滑密封装置的性能、设计与结构及检验要求，给国内艉轴油润滑密封装置的设计、制造与检验提供了一个统一依据。

4.2 设定了艉轴油润滑密封装置适用范围

一般说，大中型船舶艉轴中心线与满载水线距离在8～12 m左右，小型船舶艉轴中心线与满载水线距离在5～8 m，特大型船舶艉轴中心线与满载水线距离在15～18 m左右，很少超过20 m。如中心线处于20 m的位置，艉轴管承受压力在0.2 MPa左右，此位置轴护套的直径为1 000 mm，转速为200 r／min（极限状态），则此时的艉轴护套外的线速度为5.7 m／s；如果是小型快挺艉轴转速1 200 r／min，艉轴护套直径为200 mm（理想状态），转速也不超过6.9 m／s，因此本标准规定艉轴衬套外径线速度不大于7 m/s的工作范围是切实可行的。

4.3 详细规定了艉轴油润滑密封装置结构型式

标准根据安装位置的不同分为前密封装置和后密封装置两种。前密封装置安装在机舱内，位于艉轴管艏端；后密封装置安装在船体外水线下，位于艉轴管艉端。前、后密封装置一起形成一个密闭油腔，防止艉轴管润滑油的渗出以及船外水的流入。前密封装置由两道唇形橡胶密封组成，它们被置于密封座中依靠其唇与转轴间的接触面进行阻油和防漏。

后密封装置按功能分为4种类型：防沙型、挡物型、防渔网型和挡物防渔网型，主要考虑江海中有泥沙以及废弃的网绳通过螺旋桨周围缠绕到密封装置中引起密封装置失效。

4.4 规范了油润滑密封装置材料的选用范围

由于艉轴油润滑密封装置工作环境恶劣，为减少润滑油漏损及其对海域的污染，确保其工作的可靠性，延长船舶进坞的间隔期，提高船舶营运率，标准对艉轴油润滑艉轴密封装置材料作了如下规定：当艉轴衬套线速度≤5 m/s时，磨擦副材料选用丁晴橡胶和45#钢表面镀铬相配匹；当艉轴衬套线速度＞5 m/s时，磨擦副材料选用氟橡胶和不锈钢相配匹，这样配匹磨擦小，而且能减少船舶的动力消耗；由于后密封装置长期浸泡在水中，受到海水的腐蚀或在其工作时受到内河水中的泥沙磨损，其壳体选用了防腐耐磨性较好的有色金属为主体材料；对于前密封装置，由于位于机舱内，主要任务是封油，使油不致浸入船内，其壳体选用了以碳素钢或铸铁为主体的材料。

5 标准实施产生的经济和社会效益

国家标准《船艉轴油润滑密封装置》发布实施后，规范了油润滑密封装置的设计、制造、检验和使用，促进艉轴油润滑密封装置产品的生产专业化、规模化，降低生产成本，提高经济效益，促进船舶配套产业的发展。据三年来生产厂家的不完全统计，供出口船舶配套的艉轴油润滑密封装置每年至少800台套，创汇1.5亿元，具有明显的经济效益。

[1]黄佐华,许根平.三峡库区船舶艉轴油润滑密封漏油污染防治[J].中国修船,2013(3):45-47.

[2]叶华,曹海健,崔元桃.剖分式油润滑艉轴密封装置的技术难点与发展趋势探析[J].机电信息,2013(9):42-43.

[3]李文鹏,张庆涛,田大良.YH3FW型船舶艉轴新型密封装置的应用与推广[J].天津航海,2010(3):21+25.

[4]徐庆明,刘永发.AX型艉轴密封装置的应用[J].广东造船,2013(1):51-53.