水润滑艉轴EVK2R型密封泄漏的原因、处置和防范.doc

水润滑艉轴EVK2R型密封泄漏的原因、处置和防范
2010年6月2日
EVK2R型艉轴密封装置，密封效果好，结构简单，拆装方便，多用于中小型船舶的水润滑艉轴。
1结构和工作原理
EVK2R型艉轴密封装置示意图见图1。

图1EVK2R型艉轴密封装置示意图
（1）密封
·密封压盖4——两半圆组成，两半圆结合处有类似于活塞环的重叠搭扣以确保密封；内圈是密封工作面，凸缘高度B（见图2）随密封圈型号和大小而异（见表1）；外圈是安装面，有螺栓孔和定位销与壳体紧固和定位，有O形圈6封住艉轴管，防止舷外水从密封压盖4与轴封装置壳体之间进入机舱。
·轴向密封——橡胶衬套3紧箍在艉轴上；密封环1紧套在橡胶衬套3上；环状螺旋弹簧2的均匀径向力将密封环无唇边一端箍紧在橡胶衬套上，防止舷外水从密封环1、橡胶衬套3、艉轴等之间进入密封环内侧再从密封压盖4内孔与艉轴之间进入机舱。
·径向密封——密封环1有两道狭窄的唇边，腰部较长，弹性和跟随性好；密封环1的外部有冷却水，冷水压力将密封环1的两道唇边近似线接触地压紧密封压盖4，防止舷外水从密封环1的外围进入其内侧再从密封压盖4内孔与艉轴之间进入机舱。
（2）冷却、润滑、冲洗
该艉轴密封装置采用压力水润滑冷却，并有冲洗泥沙污物的作用。

图2密封环唇边、压盖、壳体右端面之间的关系
表1压盖突缘高度B和密封唇边面与壳体右平面距离H
密封圈型号
090~190
210~390
410~850
H
1.0
3.5
4.5
B
3.5
6.5
7.5
压力水由主机海水泵直接提供：
·经冷却水进口阀7进入密封环后部，冷却密封环并使密封环唇边紧贴压盖的密封工作面；
·经冲洗阀12通到密封环的两个唇边之间，带走密封环唇边与密封压盖相对运动产生的摩擦热，同时冲走磨屑。
航行时允许少量舷外水泄漏到机舱，可根据船舶吃水调节冲洗阀开度控制漏水量。
（3）应急止漏
膨胀圈8（气囊），固定在密封装置的壳体上。一旦密封失效，可通过空气管向气囊8充入压缩空气（0.3~0.6MPa）使其膨胀、紧箍在艉轴套筒上，不使大量舷外水沿艉轴进入密封装置和船内。
气囊8充气状态，千万不可转动艉轴，以免磨坏膨胀圈导致舷外水大量涌入船内。
2艉轴密封装置漏水原因分析
从结构和原理分析，密封良好的关键，在于密封环的两道唇边很好地紧贴在压盖上。可知艉轴密封装置漏水的原因，主要有两方面。
（1）密封环安装位置不当
密封环安装的正确位置是，密封环唇边平面到壳体端面的距离H（见图2）符合表1。
·若H值小于表1所示（如图3），安装压盖后，密封环唇边对压盖压得太紧，加剧磨损，致使密封环唇边损坏漏水；
·若H值大于表1所示（如图4），安装压盖后，密封环唇边与压盖不接触或压得不紧而引起泄漏。

密封环安装位置不当，是安装方法错误造成的。
正确的安装方法是使用专用工具。
该专用工具也是两半圆组成，与压盖差不多，不同之处在于：
·内圈（凸缘）的外径小，只等于橡胶衬套右端翻边的外径，使用时不会接触因而不会损伤密封环；
·内圈凸缘高度大于B值，因为橡胶衬套右端面在密封环唇边平面左侧，这样专用工具外圈紧贴壳体法兰时密封环唇边平面到壳体端面的距离正好是表1所示的H值。
安装密封环时，应该同时使用专用工具的两半圆，将组装妥的密封环组件（包括橡胶衬套、密封环和弹簧），沿艉轴均匀推进壳体内，直到专用工具的外圈均匀地紧贴在壳体法兰上，这时的H值应符合表1。
有的人图省事，不是同时使用专用工具的两个半圆而是单独使用专用工具的一个半圆，或不是上紧螺栓而是用榔头锤击专用工具，这样压进密封环很可能出现图3或图4所示的情况。
（2）冷却水压力不当
冷却水的作用有四：
·密封，压紧密封环使其唇边压紧压盖；
·润滑密封环唇边与压盖，减少磨损；
·冷却密封环唇边与压盖，降低温度；
·清洁，带走密封装置内的磨屑和泥沙。
若冷却水压力过低甚至为零（无冷却水），则不能充分发挥上述四方面作用，导致漏水且加剧摩擦副磨损和损坏。
若冷却水压力过高，则密封环唇边对压盖压得太紧，加剧密封环唇边磨损以致其损坏失效。
例如，某轮坞修更新艉轴密封还不到三个月，航行中EVK2R型艉轴密封漏水，减速观察两小时，漏水逐渐严重，主机飞轮开始打水，若再不处理，机舱有被淹危险，不得不漂航停车修理。
事后调查，原因有二：
·密封环组件安装不到位。拆检发现，密封环唇边严重磨损，有的地方已破裂。密封环的工作寿命一般为3~5年，更新艉轴密封还不到三个月，密封环唇边严重磨损、破裂，显然是密封环组件安装不到位，很可能是压进密封环组件时，没有同时使用专用工具的两个半圆而是单独使用专用工具的一个半圆，或不是上紧螺栓而是用榔头锤击专用工具。
·艉轴密封装置冷却水不足。调查发现，该航次主机运转初期，当值轮机员没有及时开启冷却海水泵（时值冬季，希望主机滑油温度尽快升高），致使摩擦副因润滑冷却不良、磨屑和泥沙存留等而损坏。
换用备用密封环，故障排除。
3换用备用密封环
备用密封环（图1之13）事先已经安装在艉轴上（密封装置前部），只需拆下压盖和失效密封环，将备用密封环推入适当位置，再装妥压盖即可，很方便。
具体操作步骤如下：
①止动——合上盘车机，防止艉轴转动。
②止漏——关冷却水进口阀7，关闭常开的放气阀10，慢慢打开压缩空气进口阀9，使压力表G-1的读数在0.3~0.6MPa之间。
③试漏——打开壳体上的放气旋塞11，确认没有水或没有大量水溢出。
④拆解——打开密封压盖（拆前做好记号），拆下固定弹簧及失效的密封环橡胶圈。
⑤更换——检查备用密封环、橡胶圈和弹簧确认无缺陷，上好固定弹簧，检查艉轴表面确认密封环经过的一段足够清洁，使用专用工具将密封环组件均匀地推进壳体内，直至专用工具的外圈均匀地紧贴在壳体法兰上。拆除专用工具，测量H值应符合表1。
⑥检查压盖——压盖密封面，若有磨损和/或腐蚀，可光车外圈回复B值；若光洁度不足可打磨。
⑦装复——壳体右端面装妥橡胶“O”圈，用螺栓将盖板（对准原记号）装在壳体上，对称、均匀地上紧螺栓，确保密封环唇边均匀地贴在压盖上。
⑧解除止漏——关闭压缩空气进口阀9，打开放气阀10，泄放膨胀圈（气囊）内的空气，检查气旋塞11有水溢出，上紧放气旋塞11。
⑨通水——打开冷却水进口阀7，供给冷却海水，慢慢打开并调节冲洗阀12，检查确认密封装置有少量水滴漏。
⑩调节水量——脱开盘车机，启动主机慢车试运转，观察密封装置，调节冲洗阀12，新密封环漏水量以10ml/min为宜。
4冷却水系统的改进
·制作专用量具，以便于测量确认H值。
·密封装置冷却水供应，由原用主机海水泵改用副机海水泵，防止为尽快升高主机滑油温度而不及时启动主海水泵导致艉轴密封装置冷却水不足。
·密封装置冷却水供水管路上安装压力继电器连接到主机报警盘上，一旦冷却水失压及时警报。
5密封装置的管理
船舶行驶和主机换向，艉轴径向间隙、推力轴承轴向间隙、螺旋桨推力等不断改变，密封元件会随艉轴径向跳动和轴向窜动；水润滑艉轴管密封装置（例如EVK2R型），密封元件还受到水压作用、海水腐蚀、泥沙侵入等影响，工作条件非常恶劣。
所以，应该从安装和管理两方面保证艉轴密封装置密封性能和延长寿命。
（1）正确安装是基础，如前述。
（2）加强日常管理，当值人员定时巡视和检查，确保漏水量适当和冷却水供应，保持：
·漏水量，艉轴密封装置新装或更新密封环，漏水量10ml/min为宜；运转中漏水量大于200l/day应考虑更新密封环或检修艉轴密封装置；
·冷却水压力，吃水深度的水压加0.1~0.3MPa；
·冷却水温度，低于45℃（压盖不烫手）；
·一旦冷却水中断，尽快停止主机。
（3）保护膨胀圈（气囊）
·充气压力最大不超过0.8MPa，以免损坏；
·绝对不可在艉轴转动时充气；
·充气后至放气前，绝对不可再转动艉轴；
·每年充气一次，检查漏泄情况。
（4）艉轴密封装置附近动火时，防止火焰或者火花直接接触。