文/中海集運(yùn)造船科 陳躍泓

現(xiàn)代大型主機(jī)強(qiáng)化程度不斷提高，因而其工作條件變得更加惡劣，尤其是曲軸等一些重要部件。在船舶航行時(shí)發(fā)現(xiàn)，主機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大軸與船體之間能產(chǎn)生電勢(shì)差。電勢(shì)差的產(chǎn)生使得曲軸軸頸與軸瓦易產(chǎn)生電腐蝕而影響其強(qiáng)度。由于軸與螺旋槳主要成分分別為鐵和銅，同時(shí)浸在海水中會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，加快螺旋槳的腐蝕。螺旋槳、軸、密封裝置等不同金屬在海水中的相對(duì)位置很近，再加上各種金屬在海水中的電勢(shì)有所不同，電勢(shì)低的金屬就會(huì)被電勢(shì)高的金屬腐蝕，同時(shí)產(chǎn)生電流。由于軸與船體之間出現(xiàn)了相對(duì)較大的電勢(shì)差，電流就會(huì)流向電阻相對(duì)較小的地方，如主機(jī)曲柄軸頸、軸套處，從而造成主機(jī)曲柄軸頸、軸套的電化學(xué)腐蝕，影響其工作強(qiáng)度和使用壽命。大軸接地裝置就是為了避免這種情況的產(chǎn)生而應(yīng)用在軸系電化防腐上，在主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸與船體之間形成的電勢(shì)差通過該裝置釋放并設(shè)法將艉軸的電位盡量與船體的電位相等，從而起到對(duì)艉軸的保護(hù)作用。

本文結(jié)合中海集運(yùn) 4 700TEU新建集裝箱船的大軸接地裝置安裝及在安裝過程中遇到的對(duì)地電壓偏高解決方案進(jìn)行探討。

4 700TEU集裝箱船選用的大軸接地裝置為荷蘭CORROSION & WATER CONTROL BV 公司的產(chǎn)品，其系統(tǒng)主要包含以下部件：銀環(huán)、碳刷以及必需的基座及電纜。下圖為大軸接地安裝圖。

開始時(shí)，基座采用 75mm角鋼，刷握與滑環(huán)的間隙在5mm左右，裝置安裝完畢后，在試航期間卻發(fā)現(xiàn)隨著主機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，大軸對(duì)地的電壓也一直隨著主機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大，在主機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)地電壓曾達(dá)到 175mV,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出主機(jī)廠商的要求值。在要求船廠再次對(duì)本裝置的安裝處徹底清洗和去除油脂和污物并將刷握與滑環(huán)的間隙調(diào)整到 3mm后，電壓降到 45MV左右，效果仍不理想。經(jīng)仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)，隨著主機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷提高，船體艉部振動(dòng)也隨之加大，伴隨著安裝基座的振動(dòng)也加大，導(dǎo)致碳刷與軸之間的間距不斷在變化，無法達(dá)到一個(gè)較固定的恒值，造成了大軸對(duì)地電壓的不斷變化。隨后要求船廠對(duì)自制的基座加強(qiáng)，由槽鋼 100X48X5.3代替原角鐵75X75X10。經(jīng)過改進(jìn)，大軸對(duì)地電壓始終維持在30mV左右，完全滿足世界上二大主機(jī)生產(chǎn)廠商MAN B&W和WARTSILA的要求值50mV和100mV以下。下圖分別為船廠為大軸接地裝置配置改進(jìn)前和改進(jìn)后的基座圖。

通過對(duì)本裝置的安裝監(jiān)造及效用試驗(yàn)后，認(rèn)為今后在安裝此設(shè)備時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

1.在選定滑環(huán)安裝位置后，艉軸表面需除銹和清除油污，其寬度大約為滑環(huán)寬度的150%左右。

2.滑環(huán)在對(duì)接過程中要使對(duì)接面保持平滑整齊。其對(duì)接面不能過盈，一般留1～2mm間隙，確保滑環(huán)與軸表面完好接觸。在滑環(huán)兩邊的固定帶固定后，需用木質(zhì)鎚頭或橡皮鎚頭對(duì)滑環(huán)四周輕輕敲打，以使滑環(huán)與軸表面能緊緊相貼。在滑環(huán)安裝結(jié)束后，在接縫處需用銼刀修平，以保證碳刷在軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不至于被缺口所切割減少碳刷的使用壽命。另外，為了防止油水從滑環(huán)的兩側(cè)浸入滑環(huán)的內(nèi)表面。因此在滑環(huán)安裝結(jié)束后，兩側(cè)需用防水硅膠加以密封。

3.碳刷架在固定時(shí)應(yīng)使刷握與滑環(huán)間的間距保持在軸徑的3‰~ 6‰ ，一般控制在2～4mm之間。在安裝時(shí)可在滑環(huán)表面放一塊2～4mm的橡皮環(huán)后將刷架緊貼在其表面上，并保持刷架的法線與軸表面垂直。然后將刷架的固定鋼元燒焊在固定支架上。在刷架固定后即可將刷架與軸表面放置的橡皮墊拿去。

圖1 推進(jìn)軸接地安裝

4.接地電纜截面一般為50mm2左右。一端接在雙極碳刷架的接點(diǎn)上，另一端可固定在就近燒焊M12的鍍鋅螺栓上即可。

圖2 基座材質(zhì)由角鋼改為槽鋼

5.單極碳刷架的安裝方法應(yīng)與雙極接地的相同。但用以固定刷架的鋼元必須與刷架絕緣。否則無法測(cè)量軸的保護(hù)電位。

6.在軸接地裝置與監(jiān)視用的毫伏表之間可用一 2 x 1.5mm2的連接電纜。一端接在單個(gè)正極碳刷的接點(diǎn)上，另一端接在毫伏表的正極test按鈕上，毫伏表的負(fù)極可接在就近接地螺栓上。

7.如果監(jiān)視用的毫伏表上顯示數(shù)值大于 50mv時(shí)則要檢查碳刷與滑環(huán)接觸是否可靠，滑環(huán)表面是否清潔。一般認(rèn)為50mv是安全值。大于 50mv時(shí)即對(duì)艉軸運(yùn)轉(zhuǎn)存在危險(xiǎn)因素。

總的來說，對(duì)于大軸接地裝置的安裝，本文所歸納的七點(diǎn)注意點(diǎn)及安裝基座的抗震加強(qiáng)，經(jīng)過實(shí)踐證明此方案是行之有效的，完全能滿足要求，同時(shí)也希望通過與大家的不斷交流，在以后的工作中不斷改進(jìn)，更上一層樓。