艉軸密封的修理換新和保養

雷育敏

（上海豐昌船務工程有限公司，上海 200124）

0 引言

艉軸密封裝置是艦船前進的主要動力系統，極容易發生漏水現象。隨著科學技術的進步，各類新型的艉軸密封裝置系統不斷被研發出來，雖然在一定程度上克服了傳統填料函密封系統的弊端，但由于其復雜的內部結構，也加劇了維修與保養的難度。因此，探索艉軸密封裝置的修理換新和保養方法，具有十分重要的現實意義。

1 艉軸密封裝置的結構和工作原理

1.1 結構

目前，常見的艉軸密封裝置主要采用水潤滑密封來完成，這種密封結構能夠通過相對運動的方式，對密封裝置中的動環和靜環兩個部分進行密封，從而實現殼體、氣胎組、彈性補償等多個環節的相互協作，提升密封的實際性能。

在艉軸密封裝置中，殼體的主要作用在于對艉軸密封裝置中的眾多零部件進行固定處理，為了保證結構穩態，殼體主要采用不銹鋼等材料進行制作。在艉軸中主要安裝在其尾部。氣胎組的主要功能體現在艉軸在特殊應用環境下的特殊密封需求。一般來說，在水下維修工作中，工作人員需要運用氣胎組對艉軸進行應急密封處理。常見的氣胎組一般由橡膠材料、不銹鋼材料共同組合而成，主要安裝位置在殼體的后端。

彈性補償裝置是一種應用于密封補償環節中的機構，通過構建彈性補償環節，能夠幫助艉軸密封裝置中的動環和靜環形成穩定的比壓，從而促使動環和靜環能夠完成緊密貼合，對其所面對的環境因素所產生的比壓變化情況做出相應補償。常見的艉軸密封裝置中的彈簧補償機構主要有不銹鋼材料構成，其中安裝在靜環組位置的彈性補償裝置為外裝式補償，安裝在動環組位置的補償裝置為內裝式補償。

1.2 工作原理

在艉軸密封策略中，端面密封主要借助彈性補償機構來完成，彈性補償裝置為靜環和動環之間施加壓力，保證兩個環組可以相互之間構成緊密貼合的組織形態。這種形態下，艉軸運轉便可以帶動動環共同轉動，此時靜環則保持與殼體相同狀態，始終不轉動。兩個環組在運動方式下的差異可以形成一個相對摩擦，進而實現對于水泄漏的阻擋，完成密封工作。

2 常見艉軸密封裝置的檢修方法

本文通過對目前國內常見的幾種艉軸密封裝置代表型號的檢修方式進行總結，希望從中摸清艉軸密封裝置檢修的一般規律。

2.1 CWDF 型裝置

該類型艉軸密封裝置的主要材料為硬質合金材料，這種材料的應用在一定程度上保證了裝置自身的強度，因此，在泥沙含量較高的海域中，中小型艦艇一般采用該種艉軸密封裝置。在裝置內部，多彈簧和凸型橡膠共同構成補償裝置體系，形成雙補償。這種補償策略能夠保證補償跟隨性和均勻性，且擁有極佳的冷卻能力。在實際應用中，該型號密封裝置泄漏概率低，可以做到無泄漏。在檢修工作中，檢修人員采用專用工具對動環進行調整和固定，再利用向后按壓的方式，使動環與靜環之間的縫隙得到補償，完成檢修。

2.2 SM 型裝置

該型號裝置結構十分簡單，利用橡膠材料動環完成彈簧卡緊，實現軸向補償。在檢修安裝中，需要優先安裝兩個動環，其中一個動環出現損傷、損耗后，另一個動環作為替補，進行密封運作。在檢修時，需要由檢修人員對其內部存在的定位塊進行調整，使其能夠處于襯套和靜環組兩個環節的縫隙之中，再利用端面調整，使其能夠對泄漏情況繼續寧調整，完成處理。

2.3 空氣密封裝置

當可膨脹密封環通過壓蓋實現裝封之后，工作人員需要將密封函筒裝配到艉軸上，并在裝配過程中，一邊調整水平和垂直方向的位移，一邊旋轉底座的法蘭螺栓。另外，在空氣密封裝置使用上，最小內徑和艉軸之間的標準間隙應該保持在8 mm，當函筒定位工作結束之后，還要確保圓周上各個間隙具備均等性特點，即使是是在艉軸同軸度誤差保持上，也要低于1.0mm。除此之外，在艉軸軸向安裝工作結束之后，還要對備用密封圈和主密封圈進行安裝，值得注意的是，在艉軸裝入到艉軸承之前，工作人員需要對密封圈進行深入檢測。之后，將彈簧裝到主體結構的背面，用力推壓密封圈的內轂部分，確保密封圈可以隨之一起進入到密封函筒之中，并隨時對推入尺寸進行檢測，等到與標準相符后停止。另外，在圓周上，各項數值應該保持一致性，而且最大誤差不能高于0.5 mm。最后，做好對接定環的安裝工作，將空氣和海水管理連接到一起。

2.4 SMA 型裝置

SMA 型裝置內部同樣采用橡膠高分子材料，與SMB 型裝置相同，但是在靜環方面，SMA 型裝置主要采用高硬度合金材料，這種裝置能夠使補償機構能力得到提升，補償裝置可以借助多彈簧結構實現對于壓縮量的調整何控制。一般情況下，SMA裝置的壓縮量調整完成后，其整體泄漏總量應當能夠控制在0.2 L/h 內，從而實現對于漏水問題的控制。在這一控制環境下，密封裝置的運行能夠使動靜環之間相互摩擦，產生更高的熱量水平。不過，靜環本身的材料缺少耐熱性能，因此，密封裝置要求利用冷卻裝置對靜環加以處理。檢修工作中，檢修人員一旦發現壓縮量超過5 mm 以后，便可以判斷靜環存在燒毀風險，并開展檢修處理工作。

3 艉軸密封裝置保養的注意事項

對于艉軸密封裝置的保養工作來說，管理人員需要了解裝置本身的《使用維護保養說明書》，根據裝置自身的結構原理，進行裝置的保養處理。在保養管理中，管理人員需要格外注重5 個方面的內容。

3.1 氣胎的不正確使用

氣胎組的使用情況直接決定了密封裝置的應用能力。艉軸密封裝置在艦船航行、艦船停運期間，都有可能存在氣胎組使用問題，導致密封裝置密封能力不足。在艦船航行過程中，艉軸密封裝置為了能夠控制動態泄漏問題，需要針對艉軸密封內部的氣胎組進行充氣，從而使氣胎組能夠作為一個輔助密封器件，應用到密封工作中。但是對于艉軸密封裝置來說，這種密封方式并不可取，長期使用會對氣胎組造成損壞；艦船停運之后，部分管理人員為了能夠避免靜態泄漏問題，還會采用充氣密封。但是在艦船再次投入航行之后，由于忘記對氣胎組進行放棄，導致氣胎組發生破裂。筆者提出，艉軸密封裝置中的氣胎組充氣壓力不能超過0.6 MPa，一旦超過這一標準，充氣壓力過大會直接導致氣胎組發生爆破[1]。

3.2 缺少對于壓縮量的控制

本文在對艉軸密封檢修策略進行總結時，提出了對于壓縮量調整控制的重要性，這是指在艉軸密封裝置中，彈性補償機制需要借助初始壓縮量來為靜環和動環之間存在的比壓進行控制，最終達到最佳密封狀態。目前應用在艦船使用中的艉軸密封裝置，在出廠說明書中，都會以數字的行駛對這個初始壓縮量進行規定說明。但是在具體應用中，由于管理維修人員缺少對于初始壓縮量的控制意識，導致在檢修工作中，為了應對泄漏量變化而錯誤地進行壓縮量增大，這種處理方式治標不治本，并不能夠對密封裝置存在故障問題進行反思，同時還會造成動環和靜環失效，得不償失[2]。

3.3 冷卻供水問題處理

冷卻供水的主要功能主要集中在對密封裝置進行冷卻和潤滑處理。但是在以往的裝置檢修中，由于缺乏保養檢查，導致冷卻水閥開度不滿足冷卻水要求，最終造成了冷卻管堵塞問題。艉軸密封裝置所采用的冷卻系統主要由串聯供水和并聯供水兩種類型，對于保養工作來說，管理人員需要對兩種供水方式的供水特點進行分析，并選擇合適的布置方案，選擇系統。一般情況下，艉軸軸承中，串聯供水方式存在供水不足等問題，因此，一般選擇并聯供水方式，保證冷卻供水量，避免出現燒毀問題[3]。

3.4 控制軸系中心線問題

軸系中心線在艉軸密封中要求根據密封裝置變化做出調整。這是由于艦船在航行過程中，需要進行進塢、上排處理。工作人員進行檢修，常常存在因軸系中心線繁盛變化，而忽略了對密封裝置做出調整，最終導致靜環和動環之間存在的偏移、位移問題沒得到妥善處理，造成密封裝置出現嚴重的異常泄漏。因此，在保養過程中，管理人員需要格外注重軸系中心線的變化情況，并結合說明書對其是否超過標準限定進行判斷，做出及時調整。

3.5 觀察氣阻情況

新的密封裝置在投入使用時，由于未能夠完成空氣排空，還會造成裝置氣阻問題。在保養過程中，管理人員應當利用保養策略，對裝置內部的通水檢修等方式選擇加以控制，避免因結構特點，產生過于嚴重的氣阻，造成溫度被大幅度抬高，影響裝置的使用。

4 結論

在對艉軸密封進行維修與保養的過程中，應重點對壓縮量進行合理調整，確保冷卻水供應的充分性，合理使用氣胎，在首次使用前進行放氣操作，以此來實現對漏水現象的有效防范，確保艦船的安全運行。