一、故障現(xiàn)象某船采用雙機雙槳推進,螺旋槳選用五葉可調螺距螺旋槳(以下簡稱調距槳),其螺距的改變是通過獨立的液壓系統(tǒng)驅動槳葉安裝盤面下的曲柄銷實現(xiàn)的。該船在太平洋海域航行,常規(guī)保養(yǎng)右主機調距槳濾芯時,發(fā)現(xiàn)液壓油有乳化現(xiàn)象。圖1油液取樣情況取出左主機調距槳液壓油進行檢查比較,油液取樣情況如圖1所示,從左至右依次是新的液壓油、左主機調距槳油、右主機調距槳油。從外觀檢查發(fā)現(xiàn)油液顏色變渾濁,確認液壓油乳化。圖2

油樣含水量比較采用加熱法對2臺主機調距槳液壓油樣與新的液壓油進行比較(見圖2),發(fā)現(xiàn)乳化后的油樣加熱后產生大量氣泡,并伴有爆破聲,認定液壓油中進水導致乳化。對重力油柜和位于系統(tǒng)最低位置的配油器取樣油液的沉淀液進行加熱蒸餾,剩余物為白色結晶體,并有咸苦味,進一步確認海水進入液壓系統(tǒng)。船舶返港后,將油樣送至專業(yè)機構檢測分析。經光譜分析可知,其中鈉離子、鎂離子濃度達到28000ppm(1ppm=10ˉ?)和2400ppm,接近海水鈉離子濃度(約30000ppm)和鎂離子濃度(約2500ppm),且其含量比例也與海水鈉、鎂離子比例相吻合。至此,確認海水進人調距槳液壓系統(tǒng)。二、故障排查液壓調距槳主要由重力油柜、液壓泵站、OD-BOX配油器和可調距螺旋槳等組成。圖3調距槳液壓系統(tǒng)工作過程(見圖3)為:液壓油由液壓泵站經OD-BOX進入槳轂,推動活塞運動,帶動槳葉轉動。槳轂活塞內部為液壓油高壓側,活塞外部為液壓油低壓側?；钊\動過程中,高壓側有少量液壓油泄漏進入低壓側,通過大軸內部通道經OD-BOX回到重力油柜,然后溢流回到液壓泵站1。液壓油通過淡水冷卻器進行冷卻。根據(jù)調距槳結構和液壓系統(tǒng)組成分析,調距槳液壓油乳化的直接原因是水分進入液壓系統(tǒng)并超過油液乳化臨界值(抗乳化液壓油液含水率極限為0.4%,達到或超過該值須更換,達到0.5%~0.8%會出現(xiàn)乳化)。液壓系統(tǒng)進水主要有3種可能途徑:一是液壓油冷卻器泄漏,淡水進入液壓系統(tǒng);二是系統(tǒng)油箱中由于溫差變化形成凝水累積并超過油液乳化臨界值;三是槳轂密封圈失效,海水進入液壓系統(tǒng)。根據(jù)以上分析,確認是海水進入槳轂內部而導致液壓油乳化。槳轂本體共有6個密封面:1個是槳轂本體與導流罩之間的密封,該密封為靜密封,安裝時采用特種密封膠加固,失效概率極低,基本可以排除該靜密封失效的可能性;另外5個是槳葉與槳轂密封面,該密封面為動密封,在正常調節(jié)螺距過程中,槳葉隨安裝盤面沿密封圈產生相對運動,存在逐漸磨損的過程,而且5個密封面中任一密封失效均會導致調距槳液壓油與海水隔離失效2。根據(jù)槳轂結構分析,螺旋槳旋轉時槳轂內部的液壓油會受到離心力作用,槳葉根部壓力升高,有效減緩進水速度。更換調距槳液壓油后,對主機分控運行,采取高轉速小螺距的運行工況,同時定期從配油器、重力油柜和液壓油柜放殘,放出水分,液壓油未出現(xiàn)惡化現(xiàn)象,確保船舶安全返港。為進一步確定故障,船舶進駐江南造船廠船塢對螺旋槳進行檢查,發(fā)現(xiàn)兩機槳葉根部均漏油(見圖4)。圖4槳葉根部漏油拆卸螺旋槳槳葉,測量數(shù)值,發(fā)現(xiàn)槳葉根部及其О形密封圈偏磨(見圖5),同時槳轂內部元件磨損嚴重。圖5密封圈磨損三、機理分析圖6調距槳槳轂結構剖面圖圖6為調距槳槳轂結構剖面圖,其中1為槳葉根部密封圈、2為螺旋槳槳葉、3為槳葉托盤、4為活塞。液壓油作用在活塞兩側,推動活塞左右移動,活塞帶動托盤和槳葉轉動實現(xiàn)螺距調節(jié)。調距槳槳葉密封為橡膠材質的О形密封圈,其材料、結構型式已有數(shù)十年的船上應用歷史,設計使用壽命不小于5年。該船有2套推進裝置,遠航后在設備保養(yǎng)或航速要求低于11kn時,通常采用單套推進裝置交替運行的模式。單套推進裝置運行時,一臺主機及調距槳運行保持較高航速,確保主機燃燒狀況良好，另一臺主機及調距槳處于停止狀態(tài)，且調距槳螺距處于零位。在單機運行狀態(tài)時,為保持船舶直線航行,舵葉應轉向停止槳側并保持一定舵角,從而進一步增強船體艦部擾流。在水流作用下,特別是惡劣海況時,運行中的螺旋槳經常承受突變的負荷。為避免主機超負荷運行,控制系統(tǒng)會自動調節(jié)調距槳螺距,降低主機輸出功率。在高負荷運行中,頻繁調整螺距除加劇槳葉根部、O形密封圈磨損外,也造成槳葉安裝盤面與槳轂支承面異常磨損。槳葉安裝盤面軸向磨損使槳葉密封圈的壓縮量減小,加速槳葉密封圈的失效。槳葉根部平面磨損(最大磨損量0.25mm)、密封圈密封面局部磨損（磨損量0.7~1.3mm,新密封圈公稱直徑16mm)、槳葉安裝盤面與槳轂支承面磨損后間隙超差(個別間隙超過0.4mm),從而使密封圈失去壓縮量(新裝密封圈壓縮量1.8~2.0mm)并形成局部間隙。由以上機理分析可知,調距槳槳葉平面磨損、密封圈局部嚴重磨損、槳葉安裝盤面與槳轂支承面長期運行形成的局部磨損間隙超差是海水進入系統(tǒng)的基礎條件,也是密封圈提前失效的根本原因。槳葉根部平面和密封圈磨損嚴重,液壓油進水并導致乳化的具體原因如下:(1)調距槳在長期運行過程中,槳葉安裝盤面與槳轂支承面的磨損間隙超差(本次測量局部磨損間隙最高達到0.42mm,高于上限值0.3mm),加速密封失效的進程,使槳葉密封面、密封圈密封面磨損加劇。(2)螺距頻繁動作,局部磨損嚴重。進塢檢查發(fā)現(xiàn)左槳槳葉法蘭的180°~270°方位區(qū)域、右槳槳葉法蘭的90°~180°方位區(qū)域為磨損嚴重區(qū)域,此區(qū)域對應最大螺距角,受力最大,加劇磨損。同時,船舶較高的航速穩(wěn)定性要求螺旋槳具有較高的螺距調節(jié)精度(原設定值為±0.7%)和較高的響應靈敏度(原設定值為±1.0%),由此增大螺距調節(jié)的頻度,導致密封面、運動部件的磨損量加劇。尤其在惡劣海況下或全速航行時,為保護主機不過載,螺距波動更為頻繁。(3)外來雜質進入密封圈與槳葉根部,導致密封圈表面的不規(guī)則磨損和槳轂軸承表面的拉痕。雜質來源包括長江中的泥沙和系統(tǒng)內原有雜質,其中前者為主要原因,船舶進出長江時泥沙較多,其進人到槳轂內部,造成異常磨損。四、解決措施由于槳葉安裝盤面與槳轂支承面的磨損間隙超差,按照服務商檢修工藝要求須對槳轂大修、更換托盤。槳轂內部元件訂貨需要9周,而本次應急檢修在塢時間只有10d左右,無法進行修理解決?？紤]到船舶臨近中修,進行如下維修:(1)拆檢槳葉,對槳葉根部密封面進行加工處理,更換槳葉密封圈,按照工藝要求進行裝復;(2)清潔調距槳重力油柜、主油柜,更換液壓油;(3)全面檢修配油器;(4)外觀檢查試驗螺距未發(fā)現(xiàn)調距槳滲油。后續(xù)中修,將對2臺主機調距槳全面檢修,徹底解決故障隱患。五、結束語此次故障快速排查、準確定位、有效處置,最大程度降低故障影響。針對此次故障,后續(xù)崗位管理人員應重點關注以下3點:(1)密切關注調距槳液壓油,定期取樣檢查,記錄液位情