20世紀50年代，德國HDW公司成功研發的Simplex皮碗式密封裝置，使船舶艉軸的潤滑方式從水潤滑逐步轉變為油潤滑。在實際運行中，艉軸系統出現漏水、漏油等故障較為常見，而艉軸承高溫故障案例相對較少。本文作者曾親歷一次艉軸承高溫故障，充分利用船舶自身條件有效解決了問題。現將該故障的發生原因、排查過程及處理方法進行系統梳理，以供同行參考。艉軸系統通常由艉軸、艏密封、軸承、艉密封、白鋼套等關鍵部件構成。隨著船舶技術的發展與成熟，艉軸軸承高溫故障在現代船舶運營中已不多見，但因其罕見性，一旦發生，常使輪機管理人員面臨難題。艉軸承高溫報警一般接入主機安保系統，觸發報警易導致主機自動減速，對船舶班期安排和航行安全產生較大影響。

1　故障現象

某日，A船在從印尼泗水駛往菲律賓八打雁的航行途中，艉軸前部軸承突然出現高溫報警（報警溫度設定為65℃）。報警初始階段溫度持續上升，僅5分鐘便迅速升至71℃，機艙值班人員即刻通知駕駛臺采取降速措施。船舶航速降低后，艉軸前軸承溫度逐漸降至66℃左右，但仍略高于報警閾值，需進一步觀察排查。

2　故障診斷

艉軸前、后軸承是大型船舶封閉式艉管的重要組成部分，承受著艉軸和螺旋槳的靜態負荷以及運轉時的動態負荷，工作環境惡劣。前后軸承與艉軸及艏艉密封在軸管內形成一個相對獨立、密閉且充滿潤滑油的腔體。軸管外側為冷卻水艙（通常稱為艉尖艙，A船的艉尖艙兼作淡水艙）。整個艉軸系統的主要熱量源于艉軸與軸承、密封環與白鋼套之間的摩擦生熱，若該熱量無法及時有效排出，將導致艉軸前軸承溫度升高。

2.1艉軸與艉軸承相對運動產熱

艉軸運轉時，與艉軸承產生相對運動并形成楔形空間，潤滑油在該空間受規則力擠壓產生反作用力。因潤滑油具有黏性，能在艉軸與艉軸承間形成油膜，填充于狹窄楔形空間。油膜的存在顯著降低了艉軸與艉軸承間的接觸力，減少了兩者表面的摩擦與磨損。隨著艉軸持續運轉，艉軸與艉軸承間會產生大量熱能并傳遞至潤滑油。理論上，潤滑油溫度與艉軸承溫度相差不大。正常情況下，艉軸潤滑油通過艉軸管將熱量傳遞至艉尖艙的冷卻水，以維持艉軸潤滑油溫度在合理范圍。然而，船舶實際運營中，因裝載情況或海況不同，艉軸和螺旋槳有時處于高負荷運轉狀態，致使軸承上的油膜未能完全建立或穩定形成，使艉軸與艉軸承處于邊界潤滑或混合潤滑狀態，進而產生過多熱量。若該熱量不能及時傳遞至冷卻水，將造成熱量積聚，最終引發軸承高溫。

2.2艏、艉密封唇口與白鋼套相對運動產熱

A船采用某型號新型艉軸密封裝置，艉部密封設有4道密封環(（見圖1），分別為1#、2#、3#R、3#(（1#、2#唇口朝后，用于阻止海水進入；3#R、3#唇口朝前，用于封油且互為備用）；艏密封與多數船舶一樣設有2道密封，分別為4#、5#(（唇口均朝后，用于封油）。

由于各道密封環與白鋼套緊密接觸（尤其是在磨合期內），艉軸運轉時會產生大量熱量。具體而言，1#環產生的熱量基本被海水帶走；2#、3#R環產生的熱量主要通過艉軸艉密封低置油柜潤滑油與其構成的腔室形成自然循環進行冷卻；3#、4#環距離前后部軸承較近，其摩擦產生的熱量傳遞至艏艉密封潤滑油及艉軸管潤滑油；4#、5#環構成的腔室內充滿潤滑油，且其頂部與底部分別通過油管與艉軸艏密封低置油柜連通，潤滑油通過自然循環完成對該兩道環的冷卻。

2.3原因綜合分析

1)對冷卻水艙（艉尖艙）液位進行檢查，發現其基本處于滿艙狀態，由此可排除冷卻水不足這一因素。

2)結合熱源與散熱路徑展開分析，初步推斷高溫現象可能與油膜狀態異常、密封環摩擦加劇或者冷卻循環效率降低有關，需進一步結合運行參數和設備結構狀態做深入排查。在交換艉軸前后軸承溫度探頭的接線后，溫度顯示相應發生變化，這表明探頭本身工作正常，未出現故障情況。經詳細檢查確認，溫度探頭工作狀態良好，不存在測量誤差或信號傳輸異常問題。隨后從艉軸閥門處進行放殘操作，發現殘油溫度顯著偏高，但經過細致檢查，未在油液中觀察到鐵屑、銅屑等異常磨損產物，據此可排除艉軸與軸承之間存在邊界摩擦或干摩擦的可能性。進一步查閱艉軸系統圖紙可知，在艉軸、艉軸前部軸承及艏部密封之間存在一個環形油腔（結構詳見圖2），前軸承溫度探頭正安裝于該油腔內。此油腔頂部和底部分別通過油管與艉軸高置重力油柜相連。在正常運行狀態下，該環形油腔內的潤滑油應實現重力循環（即自然循環）：溫度升高后的熱油經上部油管回流至高置油柜，同時溫度較低的潤滑油從底部油管補充入油腔，進而形成持續的熱交換與散熱機制。進一步剖析該環形油腔的結構與功能，可發現其實際上匯集了來自艉軸前部軸承及第4道密封環摩擦所產生的熱量，因此若該腔室內潤滑油流動不暢，便極易導致局部 溫度積聚，進而引發艉軸前部軸承的高溫報警。

圖2 環形油腔及進出口管路

基于以上分析，通過現場勘查發現，該油腔的進出油管外徑僅為16毫米，且因實際布置曲折，管路總長度超過15米，進一步增大了流動阻力。綜上所述，初步判斷是由于環形油腔進出油管內部流動阻力過大，致使潤滑油無法形成有效循環，從而引發本次艉軸前部軸承高溫故障。

3　故障處理

1)在A船舶上，將該環形油腔出口管路中原有的A285074號截止閥前一段16毫米不銹鋼管截斷，利用船上現有的鋼絲軟管連接一臺齒輪泵（見圖3，流量為0.3立方米/小時），對環形油腔內的潤滑油實施強制循環，以增強其散熱能力，有效帶走腔室內積聚的摩擦熱。

圖3 齒輪泵

改造后，軸承溫度迅速降至42攝氏度，且在此之后未再出現艉軸前軸承高溫報警現象，艉軸承溫度持續穩定在42～45攝氏度之間，表明故障已得到徹底解決。

2)在成功處理A船問題后，經向其姊妹船B船了解得知，B船艉軸前部軸承溫度也長期偏高（約60攝氏度），并曾發生過一次高溫報警。參照A船的解決方案，B船同樣通過加裝強制循環系統，順利解決了高溫問題，進一步驗證了該處理方法的有效性。

4　總結

軸系作為船舶推進系統的關鍵構成部分，其軸承的正常運轉直接關乎整個推進系統的可靠性，艉軸承故障不僅會影響船舶運行效率，還會帶來安全隱患。自21世紀以來，艉軸承高溫故障已較為少見，輪機管理人員因缺乏實際處理經驗，在面對此類問題時往往感到棘手。而一旦因故障需進塢維修，將對船期、租金乃至船公司聲譽造成重大影響。認為在處理類似故障時，應首先從系統構造圖、設備說明書及歷史檢修記錄著手進行系統性分析，從而精準判斷故障根源并采取有效措施，以避免不必要的經濟損失和運營風險。

來源：機海務之家

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