船舶液压软管故障的成因与预防

付乾坤

(厦门海洋职业技术学院,福建 厦门 361004)

船舶液压软管故障的成因与预防

付乾坤

(厦门海洋职业技术学院,福建 厦门 361004)

通过对船舶液压软管故障案例的介绍，发现船舶液压软管故障也会导致经济损失和污染事故，因此，轮机管理人员必须对船舶液压软管的维护管理引起重视。文章从液压软管各种故障着手，探寻导致船舶液压软管故障的相关因素，以期能为轮机管理人员增加液压软管相关知识与维护经验，进而能对其工作提供帮助。

船舶；液压软管；故障

现如今，伴随自动化程度的提高及液压技术的突飞猛进，为液压技术广泛应用于船舶提供可能，但也成为影响船舶营运可靠性与安全性的重要因素。当然，船舶液压传动设备出现故障的原因也有很多。液压传动设备主要靠液压泵产生高压的液压油，获得能量的液压油通过液压油管输送入液压缸,完成能量传递的过程。所以液压管的可靠也就成了液压系统有效工作的必要保证。液压管包括钢管和软管，而软管因本身材料特性及处于相对恶劣的工况，使其成为保证整个液压系统可靠工作的最关键部分。本文结合船舶液压软管实际，分析船舶液压软管故障，并提出对应措施，力求对船舶轮机管理人员有所裨益。

1 液压软管故障案例与重要性

2013年5月YZF轮在沙特装货时，起货机上有一高压软管由于高温爆晒突然爆裂，货悬停在半空中，工人闪躲，装货停止，而漏出的液压油滴入货中，造成货污。检修中发现船上没有此软管备件，为了不影响船期，最后船公司不得不租用汽车吊完成装货任务。2015年7月LS轮在秦皇岛装玉米，由于突降暴雨，船员进行关闭舱盖作业中，3#舱的一段高压软管爆裂，关舱动作只能在应急工况下操作，关舱速度变慢，致使雨水淋湿玉米，而液压油从爆裂口流淌到甲板，与雨水汇合后来不及清理，导致部分液压油入海的污染事故。

2 常见故障表现及成因

当船舶液压管路出现故障，船员更换软管时应仔细检查原损坏的软管，从软管损坏的部位、形式、特点中查找软管损坏的原因，以便有针对性的防范与维护。

软管破裂原因一般从破裂位置及裂口形状来分析。破裂位置有2种：距外套25 cm内和25 cm外。前者破裂大多与总成制造因素有关。比如接头与软管在扣压中变形量太大导致钢丝被扣断，或者因软管本身自有的薄弱点。但25 cm外的破裂，既有软管制造原因，也有安装原因，具体应依裂口形状具体分析。制造质量有问题，裂口形状整齐；安装不当，裂口呈不规则状；如裂口扭转则安装时扭曲；裂口收缩则安装时长度过短等。

另外，软管破裂还有可能是增加层钢丝出现问题，因钢丝不规则断丝或生锈都会降低液压软管强度，导致爆管。此时应剥去外胶层，再依据破口处纲丝状态来判断。不规则断丝往往发生在采用编织形式的钢丝层，因软管内高频脉冲作用力会使编织层钢丝在交叉点产生相互摩擦。钢丝生锈大多是外胶层受到外因(如化学侵蚀、高温、外力)作用而破损，失去了保护作用，使水分或是腐蚀性物质倾入。但也有外胶层完好但增强层钢丝照样生锈的情况，此种情况一般发生在裂口距接头25 cm内，主要是接头扣压质量差，水分沿外套内缘进入而致钢丝生锈。

2.2 软管渗漏

软管渗漏大体上有3个部位：扣压部位、软管、总成接头处。扣压部位渗漏大多是因扣压工艺不好。扣压工艺好坏受软管尺寸精度、接头芯子外径及外套内径的配合公差、芯子硬度与外套硬度差异等因素的影响。软管本身渗漏大多在外表面泡鼓处。软管中段鼓泡，多为质量问题；接头处鼓泡，多是安装不当。另外，弯曲处也会因高压油的连续冲刷、腐蚀导致增强层钢丝大面积漏出而渗漏。总成接头处漏油主要是接头与其它连接部分安装不够精密造成的。比如装配时两接头对中性不好；或是预紧力达不到要求，密封不到位；或是工作过程中长久的振动过大，造成连接松动等。

2.3 软管接头拉脱

软管与接头的连接是靠外套扣压、芯子支撑，两者共同作用使软管变形，从而连接牢固。但当外套与芯子的扣压配合不匹配，又存在安装扭转或长度过短，就会使软管工作时无伸缩余地而造成附加应力过载，最终拉脱。

2.4 软管的变质

液压软管在使用中内外胶层都会老化变质。空气中不仅有氧气而且还有臭氧，两者都会对外胶层造成氧化脆化，形成一系列细小裂纹。比如在寒冷气候下(尤其当气温低时)检修或搬动软管时出现的软管外胶层裂纹就是老化脆化的表现。内胶层变质表现为变硬或是发胀等。工作时的液压油如系统冷却效果不佳，会导致油温过高，促使内胶层增塑剂与胶体分离，从而内胶层变硬；另外，如发现油滤器中有橡胶碎片，且内胶层明显发胀，则可能存在相容性问题，使内胶层受到化学作用而变质。

研究组、对照组治疗前与治疗后FBG、2 hPBG水平存在显著差异，且研究组治疗后FBG、2 hPBG水平明显高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

3 软管使用中的注意要素

3.1 选用基本要素

为了船舶运营安全，必须考虑液压软管的可靠性。对于液压软管的设计选用，大多遵从以下基本要素。①应根据系统的流量来设计选用内径，内径大小会影响流动，而流动快则管路压降大，造成异常升温，加速软管与液压油氧化；相反，如流动慢则需加大软管内径，不但成本增加，还导致安装不便。②软管承受的最低爆破压力，不得低于设计工作压力的4倍，以便能承受系统的瞬间冲击压力。③考虑安装位置是否有热源与低温环境的影响，以防止软管除了承受工作时系统内部热量外，还要承受外部的热量，加速软管老化。④依据输送的液压介质来选用不相溶的软管，否则会造成内胶层溶解、介质污染。

3.2 安装要素

1)软管长度应适合。因软管的柔性，当软管内有压力时，使其在长度上有-4%～2%的变化。同时软管在船舶航行出入于高低温间变换工作时，也有伸缩变化。

2) 软管无扭转。软管工作时充满高压油，承受扩张应力，呈现出拉的变形。如再出现扭转，就存在扭力，当拉力与扭力叠加，可能超过其最低抗拉强度而致增强层分离、接头与软管脱开或者在应力集中点爆裂等故障。

3)软管弯曲应恰当。软管弯曲有2个方面要求：曲率半径和弯曲位置。如果曲率半径过小或弯曲位置过于接近扣压处，都会给软管带来附加应力。一般要求弯曲半径不小于厂家规定值，且开始弯曲处应离扣压外套处最短距离不小于2倍管外径[1-2]。

4)软管外部应避免摩擦磨损。船舶的振动，会加快与其他部件的摩擦，导致外胶层破损。所以在不能避免相互摩擦的软管位置应固定或加装护套，防止摩擦损伤软管外胶层。

5) 连接软管用的接头(组合)应合适。软管在安装时的扭曲与弯曲都会使软管产生附加应力，降低使用寿命。而软管连接时选用适宜的接头(组合)，则可减少弯曲和扭曲。

6)软管在多平面弯曲，应在每个单一平面固定。对于要经过多个连接平面才能安装的软管，必须分开各个平面独立固定，以使增强层内的钢丝，在不同平面的不同处尽量承受均匀的脉动应力。

7)待更替用的软管内部与接头安装前，必须用液压油清洗、吹净。接头螺母要先徒手拧紧，再借助扳手拧1～1/4圈，不宜过紧。

3.3 维护要素

1)外观维护。包括软管及接头的外观目测检查。主要检查泄漏、损伤、磨损、压扁、鼓包、变软、剥蚀、脱皮、脆化、老化、接头与软管相对滑移、接头锈蚀等。一旦目测有以上情况则应尽快更换。

2)备件申请。软管总成备件申请要注明两头接头的连接型式(24°锥面O型圈、74°扩口式、平面O型圈或法兰式等)、接头连接规格(螺纹尺寸、公制或英制、可用螺距规实测)、接头的角度(直通、一端90°或45°、两端都有角度等)、软管规格(通径、总长度、钢丝层数等)。

3) 贮存。船上的备品应放在低温、避光、干燥的地方，最好是密封贮存，以免损伤软管，降低寿命。对于管接头的防尘护套应保证完好，防止灰尘进入管中。

4)操作。对液压设备操作时必须严格按操作规程进行，否则可能会给液压系统带来安全隐患，增加故障概率。

4 结束语

船舶液压设备是保障船舶正常生产运营的关键设备，而液压软管在液压设备中的应用又十分广泛。为了增强液压软管的可靠性，合理设计与安装是前提，维护与管理到位是保障，船舶轮机管理人员必须充分认识到液压软管对船舶运营的重要性。

[1] 邓乐．液压传动[M].北京：北京邮电大学出版社，2010.

[2] 张利平．液压传动系统设计与使用[M].北京：化学工业出版社，2010．

Throgh the introduction of marine hydraulic hose failure cases,we know that marine hydraulic hose failure can lead to economic loss and pollution accidents,which must draw marine engineers' attention.From the failure on hydraulic hoses and various faults,related factors for hose breakdown are explored in order to provide more knowledge and experience for their work.

marine;hydraulic hose;failure

付乾坤(1974-)，男，湖北公安人，甲类轮机长，讲师，硕士，研究方向为轮机工程技术应用。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.03.009

2016-12-02