黃佐華，許根平

(長江涪陵航道管理處，重慶 408000)

長江三峽成庫以后，庫區(qū)航段各類污染問題越來越受到全社會(huì)重視并采取了相應(yīng)的措施給予治理，在一些大的污染源得以治理的同時(shí)，某些不為人們熟知的污染問題也在逐步顯現(xiàn)，其中船舶艉軸油潤滑密封的漏油污染便是其中之一。由于長江水質(zhì)泥沙較重，顆粒物雜質(zhì)多，船舶艉軸艉管系統(tǒng)一直使用油潤滑的方式。三峽成庫以后，庫區(qū)水質(zhì)變清，大部分新造船舶的艉軸艉管系統(tǒng)仍然沿用油潤滑，正常情況下，油潤滑形式的艉軸艉管系統(tǒng)，具有使用壽命長、維修方便、成本低等優(yōu)勢(shì)，雖然運(yùn)行中系統(tǒng)內(nèi)避免不了潤滑油的向外泄漏，但由于過去長江水自身較強(qiáng)的凈化功能，這種正常使用過程中的泄漏還尚不能形成很直觀的污染，但近年來，隨著三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)民生的發(fā)展，庫區(qū)養(yǎng)魚、捕魚業(yè)開始興起，許多廢棄漁網(wǎng)被拋置江中，常常導(dǎo)致船舶運(yùn)行中螺旋槳被漁網(wǎng)、繩索纏繞的事故發(fā)生，從而使得艉軸密封失效或損壞，產(chǎn)生突發(fā)性的漏油。這種突發(fā)性的漏油與正常運(yùn)行中的泄漏量相比，往往是十倍、甚至是百倍的差距。以一艘326 KW－B的工作船為例，雙機(jī)雙槳，正常工作狀態(tài)下，艉軸密封的潤滑油 (單軸)消耗約為8～10 ml/h，一旦被漁網(wǎng)纏繞損壞，潤滑油 (單軸)的消耗通常能達(dá)到1 000 ml/h，甚至更多。目前船舶艉軸艉管系統(tǒng)所使用的潤滑油多是主機(jī)換下的廢機(jī)油，里面常常含有某些重金屬雜質(zhì)，一旦這種突發(fā)性的漏油事故不能得到有效控制，隨著此類事故的增多，日積月累勢(shì)必形成庫區(qū)新的污染源。

我處擔(dān)負(fù)著長江上游重慶市涪陵焦巖至渝北夾江背106 km的航道維護(hù)、行政管理工作。轄區(qū)橫貫位于重慶市“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”的涪陵、長壽2個(gè)重要的工業(yè)基地和區(qū)域港口城市。僅2010年1月至2011年4月，我處所屬航標(biāo)維護(hù)工作船“渝道標(biāo)303” “渝道標(biāo)304”就連續(xù)有3次在正常巡航中因漁網(wǎng)纏繞致密封失效突發(fā)漏油;我處2012年1月入編的“航迅304”艇，在不到1年的時(shí)間內(nèi)，正常巡航中就已經(jīng)發(fā)生了2次因漁網(wǎng)纏繞致密封失效突發(fā)漏油的情況。

1 船舶艉軸密封裝置的改裝及應(yīng)用

2011年初，在上級(jí)部門支持下，我處決定對(duì)“渝道標(biāo)303”“渝道標(biāo)304”的艉軸密封裝置實(shí)施技改，以解決艉軸密封因漁網(wǎng)纏繞致使密封失效突發(fā)性漏油的問題，避免因艉軸密封的突發(fā)性事故導(dǎo)致船舶停航維修對(duì)正常航道維護(hù)工作的影響。

經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)論證，最終選擇了由四川明達(dá)船用密封有限公司生產(chǎn)的“CWS型船舶艉軸防漁網(wǎng)油潤滑密封裝置”作為“渝道標(biāo)303”“渝道標(biāo)304”的技改產(chǎn)品，雙方簽署了改裝技術(shù)協(xié)議，明確了3點(diǎn)要求:①僅對(duì)船舶原有的產(chǎn)品作直接 (整體)替換，不對(duì)艉軸密封裝置固有的接口尺寸和油潤滑系統(tǒng)及管路等作改動(dòng);②防漁網(wǎng)纏繞功能與艉軸密封為一體化 (集裝式)設(shè)計(jì)，保證現(xiàn)場(chǎng)安裝簡便;③確保密封在發(fā)生漁網(wǎng)纏繞后不出現(xiàn)突發(fā)性漏油的事故，滿足不低于5年 (含5年)的免維護(hù)使用周期。

1.1 船舶參數(shù)

船名，渝道標(biāo)303、渝道標(biāo)304;船舶類型，326KW－B型航標(biāo)船;建造日期，2008年5月;主機(jī)，康明斯 NT855－M;額定轉(zhuǎn)速，1 744 r/min;基本軸徑，D90 mm;艉軸最高轉(zhuǎn)速，698 r/min。

1.2 CWS型船舶艉軸防漁網(wǎng)油潤滑密封裝置介紹

該裝置由“迷宮式防漁網(wǎng)纏繞裝置”和“全內(nèi)置油潤滑 (端面)密封”兩部分組成 (見圖1)，并結(jié)合成完整的一體化產(chǎn)品，使得產(chǎn)品在適應(yīng)性、可靠性、環(huán)保性 (漏油率)等方面達(dá)到了相對(duì)完整的統(tǒng)一。

圖1 HF型艉軸防漁網(wǎng)密封裝置結(jié)構(gòu)圖

該型產(chǎn)品的基本參數(shù)如下:適用軸徑，D67～D500 mm;適應(yīng)艉軸的徑向跳動(dòng)量，大于同規(guī)格艉軸承極限間隙;適應(yīng)艉軸的軸向竄動(dòng)量，±2 mm;端面泄漏量 (靜壓狀態(tài))，無;潤滑油消耗 (運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))，0～7.5 ml/h;具備防漁網(wǎng)纏繞功能。

1)迷宮式防漁網(wǎng)纏繞裝置。這一道密封是專為防漁網(wǎng)纏繞而設(shè)置的，它主要由防漁網(wǎng)動(dòng)環(huán)、靜環(huán)和軸向彈簧補(bǔ)償機(jī)構(gòu)組成，密封環(huán)采用高硬度合成材料，即便網(wǎng)線纏上，該密封環(huán)也可以與之抗磨而不致被破壞。另外，漁網(wǎng)要到達(dá)該密封環(huán)摩擦面，必須經(jīng)由后壓蓋與防漁網(wǎng)動(dòng)環(huán)間的間隙軸向進(jìn)入，而防漁網(wǎng)動(dòng)環(huán)又在補(bǔ)償彈簧的壓力下與防漁網(wǎng)靜環(huán)緊密貼合，致使外界雜質(zhì)或漁網(wǎng)無法通過進(jìn)入主密封腔體，即便有細(xì)小網(wǎng)線進(jìn)入密封面也會(huì)被磨掉，從而達(dá)到防漁網(wǎng)的效果。

2)全內(nèi)置油潤滑 (端面)密封。這一道用于防止艉軸艉管系統(tǒng)內(nèi)潤滑油向外泄漏的主密封，它完全置于堅(jiān)硬的密封罩殼內(nèi)，主要起到對(duì)內(nèi)封油和對(duì)外封水的作用，由于該面不直接與外界接觸，并采用反向驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，提升了適應(yīng)密封軸向補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性和密封本身的可靠性，加之靜環(huán)采用特殊合成材料制造，可始終保證運(yùn)轉(zhuǎn)過程中密封端面的潤滑油消耗始終處于極低的狀態(tài) (廠家給出的數(shù)據(jù)是0～7.5 ml/h;國內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)≤12 ml/h)。

2011年4月，我處對(duì)“渝道標(biāo)303”輪艉軸密封裝置進(jìn)行了防漁網(wǎng)改裝，采用了“B/HF－D90H型船舶艉軸防漁網(wǎng)油潤滑密封裝置”，整個(gè)改裝工期包括施工、試航驗(yàn)收在內(nèi)共計(jì)3天，按雙方確認(rèn)的改裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，我們對(duì)改裝后的產(chǎn)品進(jìn)行了靜壓試驗(yàn)、系泊及航行檢驗(yàn)，具體過程如下所述。

(1)靜壓試驗(yàn)。安裝完畢后向系統(tǒng)注入潔凈的潤滑油，保持壓力＜0.25 MPa，靜壓并觀察密封裝置端面有無潤滑油滲出，試壓過程中同步盤車，靜壓時(shí)間10 min;靜壓檢驗(yàn)結(jié)束時(shí)，密封端面無潤滑油滲出。檢驗(yàn)結(jié)論:合格。

(2)系泊及航行檢驗(yàn)。軸以任一方向從零到最大轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)及倒順車運(yùn)行，期間航行時(shí)間約2 h，無異響，油箱潤滑油原油位刻度開航及停航后未有改變。檢驗(yàn)結(jié)論:合格。

圖2、圖3為“渝道標(biāo)303”船艉軸密封遭受漁網(wǎng)纏繞失效及進(jìn)行防漁網(wǎng)改造前、后的對(duì)比照片圖。

2011年9月，我處又對(duì)同類型船舶“渝道標(biāo)304”進(jìn)行了艉軸密封防漁網(wǎng)改造。

圖2 改裝前密封受漁網(wǎng)纏繞后失效

圖3 改裝后的艉軸防漁網(wǎng)密封裝置

經(jīng)過近2年的使用，“渝道標(biāo)303”、“渝道標(biāo)304”至今未發(fā)生過艉軸密封因漁網(wǎng)纏繞突發(fā)漏油的事故。事實(shí)證明，這種改造對(duì)艉軸密封因漁網(wǎng)纏繞漏油的防治是有效的，不僅節(jié)約了維修費(fèi)用以及因事故停航對(duì)航道維護(hù)工作的影響，并且有效地避免了因密封突發(fā)失效漏油對(duì)環(huán)境造成的污染。而同期我處的另外2艘未作改裝的船舶，“渝道1284”和“航迅304”，都分別發(fā)生了2次艉軸密封因漁網(wǎng)纏繞致密封失效突發(fā)漏油的事故。2013年，我處計(jì)劃向上級(jí)爭(zhēng)取技改經(jīng)費(fèi)，對(duì)“渝道1284”和“航迅304”進(jìn)行艉軸密封的防漁網(wǎng)改造，徹底解決因漁網(wǎng)纏繞導(dǎo)致密封失效的突發(fā)性漏油事故。

2 解決船舶艉軸密封漏油污染任重道遠(yuǎn)

通過對(duì)船舶艉軸密封實(shí)施防漁網(wǎng)技術(shù)改造，雖然解決了艉軸密封因漁網(wǎng)纏繞導(dǎo)致突發(fā)性漏油事故發(fā)生的問題，但就三峽庫區(qū)目前的水域現(xiàn)狀以及民眾對(duì)庫區(qū)未來環(huán)境發(fā)展的期望而言，這顯然還不是根本性的措施。

據(jù)CCS的調(diào)查披露:按我國現(xiàn)行的有關(guān)船舶艉軸密封安裝檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) (JT/T 286－1995、CB/T 3419－1992)規(guī)定:“以油從回油管回油起繼續(xù)泵油3 min，這時(shí)微微轉(zhuǎn)動(dòng)軸系。試驗(yàn)時(shí)尾端密封裝置一般不應(yīng)漏油，但每分鐘滴油不超過2～3滴時(shí)允許使用”。［1－2］如實(shí)際運(yùn)行中艉軸密封平均泄漏量(正常消耗值)按2滴/min計(jì)，即可推算出，一艘雙軸系船舶每天運(yùn)行允許的油泄漏量 (正常消耗值)為24×60×2滴/min×2軸 (折算約為288 ml/天)，如此算來，每艘船艉軸密封正常情況下的年泄漏量約為105 L/年。一艘3 000噸級(jí)的集裝箱船舶，狀況較好、維修規(guī)范、期間艉軸密封無任何突發(fā)性漏油事故，我們得到的數(shù)據(jù)是，該輪每年單根艉軸密封的油泄漏量 (正常消耗值)通常在50～70 L/年，這樣算來，正常狀態(tài)下單船的油泄漏量為100～140 L/年。

另據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，目前常年航行于長江三峽庫區(qū)的各型船舶近萬艘，按前述推算，船舶艉軸密封每年泄漏的污油都會(huì)達(dá)到1 000 t左右。如果再加上各種非正常原因的漏油，比如:艉軸密封本身不達(dá)標(biāo)、輕微損壞后未作修理更換、庫區(qū)沿岸船廠修理拆裝艉軸時(shí)泄漏 (放)的油，船舶“壓頭翹艉”更換艉軸密封放出的油 (目前大量私人船舶采用這種方式)，加上近年頻發(fā)的船舶運(yùn)行過程中艉軸密封因漁網(wǎng)纏繞導(dǎo)致的突發(fā)性漏油等。如此下去，或許在不久的某一天，我們都能很直觀的看到綿延600 km的長江三峽江面上漂浮著的大面積油污。過去由于長江江水的流速快，自身凈化能力強(qiáng)，艉軸密封因漏油對(duì)江水很難形成直觀的污染，但自庫區(qū)建成之后，江水的流動(dòng)性大幅度減弱，自身凈化功能越來越差，如果這種突發(fā)性的漏油事故不能得到最有效扼制，加之油污始終是漂浮在水面上的，很難通過三峽大壩下泄閘孔順流入海，污染的累積效應(yīng)隨著時(shí)間的推移將會(huì)愈加顯現(xiàn)。

解決船舶艉軸密封漏油污染的根本出路在于將現(xiàn)有的船舶艉軸艉管油潤滑密封改為水潤滑。船舶艉軸艉管水潤滑系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分“開式水潤滑系統(tǒng)”和“閉式水潤滑系統(tǒng)”，目前沿海及內(nèi)河的很多高速船舶都選擇使用“開式水潤滑系統(tǒng)”。

但就內(nèi)河而言，“開式水潤滑系統(tǒng)”在庫區(qū)船舶的使用面臨改造成本和使用維護(hù)成本都“雙高”的窘?jīng)r，在沒有國家的政策扶持和強(qiáng)制規(guī)范下，是很難得以推廣的。近年來國內(nèi)一些機(jī)構(gòu)開始研究“閉式水潤滑艉軸艉管系統(tǒng)”，即在不改變現(xiàn)有船舶艉軸艉管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下，將系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油直接用清水或無毒、無害的水基潤滑液替代，一方面滿足船舶對(duì)艉軸艉管系統(tǒng)免維護(hù)周期的要求，降低使用維護(hù)成本，同時(shí)也可達(dá)到對(duì)庫區(qū)環(huán)境保護(hù)的需要，做到社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的相互兼顧。從一些披露的文獻(xiàn)看，“閉式水潤滑艉軸艉管系統(tǒng)”已經(jīng)有成熟應(yīng)用的案例，較好地解決了船舶改造及使用維護(hù)成本高的難題，有很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。如果這一目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，無疑會(huì)大大推動(dòng)三峽庫區(qū)為發(fā)展綠色船舶，徹底根治船舶艉軸密封漏油污染的發(fā)展進(jìn)程，我們期盼這一天的到來，讓潔凈的長江三峽造福子孫后代。

［1］JT/T 286－1995.內(nèi)河船舶軸系修理技術(shù)要求 ［S］.

［2］CB/T 3419－1992.船舶軸系密封裝置修理技術(shù)要求［S］.