船舶軸系接地裝置缺陷與對策

劉良喜 曾先平

一、檢查概況

2019年5月，洋山港海事局PSC官員對停靠在蘆潮港南港碼頭的某外籍冷藏船實施PSC檢查。該輪建造于1998年4月，總噸為7 355。登輪后，PSC官員了解到該輪于2018年12月完成最近一次換證檢驗。初始檢查中，PSC官員查看該輪法定證書、文書等資料，發現均齊全有效；但在查閱壓載水記錄簿時，發現多次壓載水操作的記錄不符合壓載水管理公約要求，遂按檢查程序開展詳細檢查。

檢查機艙設備時，發現裝設于中間軸上的主機軸系接地裝置的合金滑環表面黯淡無光，兩個碳刷已磨損殆盡，下部的碳刷底座與滑環明顯處于脫開的位置（見圖1），顯然該軸系接地裝置長期未經檢修，接地功能已失效。

圖1 損壞的軸系接地裝置

PSC官員詢問輪機長和主管輪機員該裝置何時發生的故障，兩人都稱不知。PSC官員查閱該軸系接地裝置說明書，發現說明書要求該裝置應每周檢查一次；查閱該輪安全管理體系和檢查維護保養記錄，發現軸系接地裝置的檢查周期為每月一次，與說明書不一致，且記錄顯示已數月未檢查。

事實面前，輪機長和主管輪機員承認從換證檢驗到本次檢查時的五個多月內，未對軸系接地裝置進行過檢查和維護。

考慮到軸系接地裝置損壞將對主機和船舶帶來極大的安全隱患，且違反了SOLAS公約第Ⅱ-1章第26條對船舶推進裝置的要求以及國際安全管理規則（ISM規則）關于船舶維護保養的規定，結合其他性質嚴重的缺陷，PSC官員對該輪采取了滯留措施，同時要求船級社驗船師登輪實施臨時檢驗并對安全管理體系開展附加審核。

船舶被滯留后，因缺少備件，船員無法自行修復。在PSC官員的建議下，公司經了解發現其他一艘姐妹船上有備件，便緊急調往上海。船員更換了兩個碳刷及底座，打磨清潔了滑環，經測試正常（見圖2）。

其間驗船師登輪實施臨時檢驗和附加審核，發現船舶和設備的維護保養工作長期未得到有效執行，尤其對主機和副機等關鍵性設備缺少維護；還發現安全管理體系文件中對主機軸系接地裝置的維護要求與說明書不一致，遂開具一項重大不符合，要求公司和船長修改體系文件中的維護保養計劃使其和說明書一致，同時對輪機長和責任船員進行軸系接地裝置的檢查和維護培訓，出具附加審核報告。最后，驗船師要求公司指定人員根據附加審核報告，在兩周內向船級社遞交不符合的整改行動計劃，三個月后驗船師將再次登輪驗證不符合的糾正情況。PSC官員登輪復查了缺陷的糾正情況后，解除了對該船的滯留措施。

圖2 軸系接地裝置已修復

二、船舶軸系接地裝置工作原理

為何軸系接地裝置對主機和船舶安全如此重要？船舶在海上航行時，主機通過曲軸驅動軸系帶動螺旋槳轉動，在海水、船體、螺旋槳、軸系之間形成電路，轉動的軸系包括螺旋槳和船體之間的電路被主軸承、中間軸承的潤滑油油膜和軸系上使用的非金屬軸承材料隔斷，在船體和軸系之間產生電位差，電位差的存在將使螺旋槳和軸系產生電化學腐蝕。此時無論船舶采用的是犧牲陽極還是外加電流陰極保護系統，電位差的存在都使該系統無法有效保護螺旋槳免受腐蝕。此外，電位差在油膜遭到破壞或潤滑油混有水分的情況下，可能在主軸承、中間軸承和軸系間產生較強的電流沖擊，導致瞬間放電產生電火花，在主軸承和中間軸承表面形成點狀電化學腐蝕，嚴重時將導致軸承過度磨損，乃至發生機損事故。而軸系接地裝置通過滑環和碳刷連接軸系和船體，消除阻斷，形成回路，可有效消除電位差，避免產生電火花，保護軸系和螺旋槳免受電化學腐蝕，有效維護主機和軸系的安全。軸系接地裝置對船舶安全的重要性可見一斑。

軸系接地裝置通常由合金滑環、含銀石墨碳刷、碳刷座、裝置底座和相關電路組成。合金滑環通常安裝在軸系的中間軸上，碳刷座內安裝含銀石墨碳刷，通過壓緊裝置使合金滑環和碳刷保持緊密接觸，形成通電回路（見圖3）。合金滑環和石墨電刷之間的接觸電阻非常小，通常不超過0.01歐姆。

圖3 軸系接地裝置示意圖

較新船舶的軸系接地裝置除合金滑環、石墨碳刷和相關電路外，通常還設有一個毫伏表，用于顯示和監測軸系和船體之間的電位差。軸系接地裝置毫伏表的量程為0～250毫伏，能精確顯示軸系和船體之間的電壓。當主機不工作時，毫伏表的讀數為0；當主機驅動螺旋槳轉動時，毫伏表的讀數通常不超過80毫伏，如超過80毫伏，系統將發出警報，提醒輪機員檢查軸系接地裝置工況，清潔或更換滑環、碳刷；如果主機工作時毫伏表讀數為0，說明電路斷路，可能是接線端子松動或安裝錯誤。

三、相關建議

軸系接地裝置不參與船舶的推進，屬于保護機器設備免受電化學腐蝕的被動安全裝置。該裝置的損壞不會導致軸系瞬間發生故障，可能要一段時間后才有跡象，且該裝置大都位于機艙底層的地板之下，因此，在船舶日常巡視檢查和維護保養時，責任船員可能會疏忽。鑒于軸系接地裝置的工況對主機和船舶安全至關重要，責任船員應結合船舶實際，做好裝置的日常檢查、維護保養等工作。相關建議如下：

（一）做好檢查和維護工作

ISM規則第10條規定，公司應當建立有關程序，以便保證船舶按照有關規定、規則以及公司可能制定的任何附加要求進行維護，包括按照適當的間隔進行檢查，報告已知的不符合規定的情況并附可能的原因，采取適當的糾正措施，以及保存這些活動的記錄。責任船員應按照設備說明書和安全管理體系規定的程序和檢查間隔做好軸系接地裝置的檢查、維護和記錄等工作，發現故障及時修復，使裝置處于良好工況。軸系接地裝置還應備有充足的備件，因碳刷為損耗品，使用壽命有限，責任船員應按照說明書規定的更換周期或發現碳刷磨損嚴重時及時更換碳刷。

值得注意的是，有些船舶的安全管理體系規定的設備檢查周期與說明書不一致，可能導致船員在開展相關工作時無所適從。上述案例就存在這種情況，軸系接地裝置說明書要求的檢查周期為每周一次，而安全管理體系規定的檢查周期為每月一次，這就造成船員在檢查和維護保養時可能出現紕漏。建議船舶開展自查自糾，使說明書要求的檢查保養周期和安全管理體系一致（應以說明書的要求為準），便于船員執行。

（二）做好船員培訓和熟悉工作

船員通常對直接影響船舶航行和作業安全的設備比較重視，大都熟悉設備的工況和操作，并能按要求做好檢查和維護。但對于被動安全設備，可能或多或少存在疏忽，對這些設備的操作不熟悉，疏于檢查，從而導致維護保養不到位。案例中船舶的軸系接地裝置損壞，尚未導致明顯可見和可感覺的曲軸、主軸承、軸系、螺旋槳的腐蝕，也就未引起船員的重視，這可能與責任船員不熟悉裝置的工作原理和重要性有關，造成他們既未按要求進行檢查和維護，也不清楚設備何時發生的故障。建議航運公司加強對船員的培訓，使其熟悉主動和被動安全設備的檢查和維護要求，并按規定切實執行，只有這樣才能使設備處于正常工況。

此外，航運公司管理人員適時訪船、督促船員做好檢查和維護保養工作也至關重要，對于老齡船，建議適當增加訪船頻率。案例中的船舶營運時間已超過20年，設備、裝置、系統的部件自然會出現老化、磨耗加劇的情況，相應的檢查維護周期應合理縮短。該船從2018年12月完成換證檢驗后到接受檢查時的五個多月內，公司管理人員未曾訪船，平日僅通過郵件或電話指導船舶開展相關工作，其效果與他們到船和船員面對面交流所帶來的直接指導和督促作用相比顯然不可同日而語。

（三）增強船員責任感

從案例中船舶的安全管理情況來看，公司管理層、船長、輪機長、相關責任船員在制訂和落實船舶的年度培訓計劃，尤其是在船員職業責任感和專業知識的培訓方面是欠缺的，未考慮在船船員是否完全熟悉自己的崗位職責。負責軸系接地裝置檢查、維護保養的船員未按照裝置說明書和公司制定的船舶年度、月度維護計劃開展相應工作，造成該裝置發生故障數月而不知。作為一名輪機員，要有強烈的職業責任感，到一艘船舶工作后，要盡快熟悉所管理設備的操作和維護要求，通過查看安全管理體系文件熟悉自己的職責，通過閱讀設備說明書和圖紙資料熟悉設備的功能和維護要求，通過現場核查和操作試驗熟悉設備的使用。

（四）發現問題及時報告

對于發生故障的設備，如備件可用，船員應盡快修復。如因缺少備件或專業能力不足導致故障設備不可修復時，責任船員應根據船舶實際做好風險評估，采取替代措施，確保設備修好之前船舶航行作業安全，同時報告公司；公司應及時采購備件，制訂維修計劃，在合適的港口安排修理。如可行，公司向船級社申請臨時檢驗和簽發臨時證書。船舶靠港前將設備故障情況以及風險評估報告、替代措施、臨時證書等材料報目的港當局。在這種情況下，即便港口國當局可能登輪實施檢查，但由于船舶采取了充分的措施，即使設備存在故障也不會導致船舶滯留。