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操舵装置与船舶安全

操舵装置与船舶安全

随着各种科学技术逐渐应用到远洋船舶上,国际安全管理规则(ISM Code)中的人机环管关系变得更加紧密,这就要求船员不仅要能够熟练操作船舶设备并对其进行日常技术检查以及对其保养要跟踪到位;还要求船员熟悉各种设备的应急处理程序。像船舶舵机及操舵设备就是这样,当出现舵失灵的紧急情况时,如果能熟悉其应急程序并按照程序正确操作,就能避免很多潜在的安全事故;否则就会导致财产损失甚至人员伤亡的事故。 

本人在船工作任职大副和船长期间,都曾经历过舵机失灵事故,但最终都没有产生任何不良后果;其中任职大副那次恰好发生在我的班上,事故是在新加坡海峡HORSBURGH灯塔附近东行左转向时发生的,事故发生后,船员根据制造商的指导立即自查,但直到国内卸货港靠泊后专业人员的检查都未能找到原因(本人在该港休假,后续修理未能继续跟踪);而另外一次则是任职船长期间,发生在大洋航行时,事后几天内就找到了原因并将故障解决。

当然,还发生了很多其它舵机事故。比如:2019年9月23日凌晨由广州驶往宁波的甲轮在宁波港螺头角水域附近因舵机失灵及不当操作,同时遭遇风流影响而与在其附近的乙轮船首右舷发生碰撞,致乙轮一舱右肋板破损进水及甲板舷墙破损,本轮左锚链孔部分凹陷破损(下图一),驾驶台前左舷舷墙凹陷,但幸无人员伤亡。

图一

美国新奥尔良当地时间2020年9月16日20:36分, 某轮离开了新奥尔良ADM AMA泊位仅仅26分后的21:00分,船舶就发生舵机失灵并在应急处理后恢复正常,根据暂时的调查,失灵是短暂超负荷导致的;USCG在收到引水的舵机故障报告后随即限制船舶开航,接着引水按照USCG的相关规定并在拖轮护航下将船舶开往紧急通用锚地MM89抛锚,在经过USCG检查和舵机服务商的检查及船级社检验后,USCG在当地时间2020年9月17日15:00解除开航限制,船舶随即在当日的18:42恢复航行(船舶报告,参下图二)。

图二:船长的报告

另外, 在船服务期间,发现很多驾驶员及轮机员不明白舵及舵机测试的程序,或者不遵照正确的测试程序进行测试, 这个就给后续的船舶操作带来了安全隐患。

在日常船舶操作中,常见的主/辅操舵系统的故障主要有通信系统的故障,电力系统的故障及液压系统的故障等。

为确保船舶的安全进出港等操作,在主/辅操舵系统及操舵方面,应该做好如下几个方面的工作:

1.船长及轮机长必须就如何正确测试主/辅操舵系统对所有驾驶员及轮机员进行培训。需要注意的是,各轮在设备及程序方面会有所不同;比如有的船舶可以同时开启两台舵机,而有的船舶则不能同时开启两台舵机。不能同时开启两台舵机的船舶,在培训时应强调进出港时需要开启与应急发电机相连的那台舵机 (参考下图三,图四,图五)。

甲板学生或者相关人员提职前,必须能够熟练操舵并熟悉舵机转换及操应急舵程序。

图三

图四

图五

2.船长与轮机长必须监督并确保船舶动车前按照程序正确完成了主辅操舵装置及通讯设备等的测试并存有记录;在这方面,美国联邦法典33 CFR 164.25中有很详细的要求。在主/辅操舵装置及与其有关的的重要测试要求如下:

 

1)对主辅操舵装置及链接杆件等进行外观检查;当然,有无油渗漏/是否有油堆积也要检查的, 确保清洁

2)检查操舵装置的远程控制系统,驾驶台的每一操舵位置,主操舵装置的替代供应电源

3)依据SOLAS 1981年修正案第II-1章第29条及第30条的要求对进行如下相关报警测试(参考下图六),

a)油柜低液位报警测试;

b)失电报警测试;

c)过载报警测试;

d)缺相报警测试

图六

4)按照试验程序进行满舵试验等。在测试过程中,在驾驶台上的驾驶员必须与在舵机房的轮机员确认舵角指示器与舵机的实际舵角一致;驾驶员必须检查确认操舵仪指示器与舵角指示器一致。

对舵时,应该舵机与操舵系统交叉测试。比如:1号舵机 - 1号操舵系统 – 应急舵, 1号舵机 – 2号操舵系统 – 应急舵, 2号舵机 – 1号操舵系统 – 应急舵, 2号舵机 – 2号操舵系统 – 应急舵;当有的船舶进出港操作等可以使用两台舵机时,还必须 两台舵机 – 1号操舵系统 – 应急舵, 两台舵机 – 2号操舵系统 – 应急舵。

测试主舵时,从左舷35度到右舷30度不超过28秒,再从右舷35度到左舷30度不超过28秒;测试应急舵时,从左舷15度到右舷15度不超过60秒,再从右舷15度到左舷15度不超过60秒。(参下图七)

图七

5)检查测试并确保各种通讯设备工作正常,比如声力电话及公共广播系统等

6)检查舵机房的罗经复示器与驾驶台操舵罗经一致(有的船舶没有配备,而是在操应急舵时把驾驶台前中的复示器搬到舵机房)

7)检查并确保舵机房的照明正常

8)在日常检查中,确认应急操舵方框图必须张贴驾驶台操舵仪附近及舵机附近

9)在日常检查中,确认舵机房地板有防滑通道,舵机周围有扶手栏杆

10)驾驶台舵机控制面板上需要标注哪台连接应急电源 (图八)

11)舵机液压油柜,应根据说明书标明最低液位(图九)

图八

图九

3.每3个月至少一次根据要求做好应急舵的演习。该演习不仅仅要使所有船员熟悉应急操舵,还要熟悉舵机失灵时的应急反应程序,比如船首准备抛锚/驾驶台广播通讯等。

谈谈经历过的两个事情:

一次是2010年我们TOP4在巴拿马跟船计划到中国的罗源港接管,上船后次日就一起去驾驶台熟悉了应急操舵程序,隔几日在应急舵演习时菲律宾电机员开始向我们接船的TOP 4介绍应急操舵程序,但一听就觉得不对,当然他们最终也没有操作成功还弄了个灰头土脸;然后船上的轮机员与电机员就扎堆研究开了。

另外一次是上船检查时,进入舵机房之前就问过陪同检查的二副是否参加了船上上一次的应急舵演习,二副肯定地说自己参加了也很熟悉;进入舵机房后,趁机让二副演示一下,结果二副就不会了。

说这两个事情就想强调培训的重要性:虽然应急操舵很简单,但没有扎实的培训也是困难的!

某轮的应急操舵程序及操舵旋钮如下图十,图十一。

图十 

图十一

有的船舶,操应急舵处不是旋钮而是用顶杆顶或者在旋钮处装有操纵杆。

4.做好主/辅舵系统的日常检查,测试及维修保养工作。

考虑到应急操舵,还需要对应急发电机进行日常的检查,测试及维修保养工作。比如:油位检查,可以室内在0℃以下启动,试验断电自动及手动启动功能,应急配电板效能试验供应应急消防泵及舵机使用等。

5.海上航行时,二副应每日中午轮流更换舵机并记录。

6.在船舶进出港/沿海及狭水道及其它船舶附近航行时,值班水手用舵后应密切注意舵角指示器的反应,值班驾驶员应监督水手操舵情况。有任何疑问(包括舵令),需要立即向船长和引水报告。

在进出港时,特别是更换甲板船员后,船长应选用熟练的水手在驾驶台操舵。 

7.主/辅操舵装置的相关定期检查内容(以三菱重工的SFT-125型号电动液压舵机为例)如下:

1)每日检查内容:

-舵机是否有漏油(检查液压缸柱塞端的特殊盘根;如果有漏油现象,应采取收紧并根据情况更换O型密封圈等措施)

-舵机液压油柜的数量及温度(油柜数量需要超过正常液位;必要时添加液压油,温度不要超过80摄氏度)

-舵机液压泵滤器的指示器(当红色部分在指示器的可视区域超过50%时,需要换新滤芯)

-舵机柱塞销衬套与顶端止推器之间的距离(使用塞尺测量其间距,当小于0.3毫米时,需要联系制造商)

2)每周检查内容:

-舵机柱塞及舵柄等滑动部分的防锈(应根据需要对舵柄/柱塞及导杆之间的滑动部分加油)

-确保辅助液压泵导向压力在规定范围之内

-确保滑油足够

-舵机液压系统有无异常声音或者震动 (如果工作液压油内有气泡,则会出现异常声音或者震动,一旦如此,则需要根据制造商说明将空气彻底排空)

3)每季度检查内容:

-链条接头(更换牛油:根据制造商要求定期将老旧牛油去掉再加新牛油,比如第一次运行1000小时需要更换,然后运行2000小时再更换。。。。。。)

-导杆轴承衬套(测量导杆与导杆轴承衬套之间的间隙:如果间隙超过1毫米,则需要根据说明书进行调整)

-螺栓/螺帽/孔眼等(检查是否有松弛情况,一旦确定则需要根据说明书要求进行收紧)

4)每半年检查内容:

-液压油(根据制造商说明书中的方法检查液压油柜里的液压油,检查时应特别注意是否有灰尘/砂子及水等;如果需要则需要更换新液压油)

-舵机柱塞销衬套(测量舵柄/柱塞销衬套之间,及柱塞与柱塞销衬套之间的间隙;如果间隙超过0.5毫米,则应在第一时间将柱塞销衬套换新)

-舵机柱塞销,舵柄及柱塞销衬套(滑动表面的状况;如果发现滑动表面有不均匀磨损,则应尽快进行修理或者换新;如论如何,应保持滑动表面有足够牛油)

5)每年检查内容:

-液压油柜(油柜内部:检查有无杂质沉淀在油柜底部;如果发现则需要清洁油柜并更换新的液压油)

-舵机及液压泵(表面检查,必要时精确检查并修理需要修理的备件)

6)每年或者坞修时检查内容:

-液压油柜液位开关(拆检请确认液位开关可以正常工作,否则应将液位开关换新)

-滤芯(拆检滤芯,并根据实际情况决定是否换新)

7)每4年检查内容:主/辅液压泵 (拆检,核实泵活塞/缸套/阀板/轴承等等的磨损情况)

8.一般性的故障的原因及排除方法

1)不能操舵

-液压泵故障,立即将故障的液压泵停止,并启动另外一台液压泵。

-连接驾驶台与舵机房的信号控制系统故障,更换到另外的信号控制系统。如果所有的信号控制系统故障,则应立即进行应急操舵。

-液压泵的液压旁通阀故障,则就缺少足够的驱动压力控制液压泵;则应立即停止故障的那台液压泵并立即启动另外一台液压泵以回复操作。

对于故障液压泵,尝试进行应急操舵,如果不行,则应进行拆检并

-输送阀故障,立即停止输送阀端的液压泵,将连接到已经故障的输送阀液压缸的停止阀关闭,并启动另外一台液压泵回复操舵。

-因辅助液压泵故障导致驱动压力下降,将故障的泵停止并使用另外一台液压泵;然后将故障液压泵进行拆检修理。

-因液压管路断裂导致的漏油,根据说明书通过操作相关阀将液压管路损坏的部分与系统隔开并进行应急操舵。

2)操舵效果不好

-安全阀与旁通阀调整不到位,应将安全阀调整到制造商要求的压力,泄压阀应全部松开

-控制杆与复示回馈单元杆的操作不满足要求,应将控制杆及复示回馈单元杆拆检并作相应修理。

3)操舵仪与舵角指示器有差异

-控制杆及复示回馈单元杆调整不到位;需要精确调整连接控制杆的服示回馈单元杆的花篮螺丝

4)舵角指示器与实际舵角有差异

-舵角传送器及舵杆或者舵柄之间的连接杆调整不到位; 连接杆的花篮螺丝需要精确调整

5)噪音较大

-工作液压油中油气泡,需要根据说明书的操作方法将液压油内的空气彻底排空

-液压油柜的阀关闭, 立即将阀打开

6)液压油温度过高

-液压油柜油量过少低于最低液位,立即向液压油柜补充液压油

7)检查舵角限位器的有效性,舵不能移动到最大舵角或者超过舵角限制

-复示回馈单元的限位器或者舵机上自动舵限位器调整不到位;该限位器一般应调整到 35.5度到35.8度

舵角限位器是起到了对液压油缸的保护作用

很多时候,主/辅操舵装置的故障就是偶尔发生一次,而后很长时间也不会再发生,且船员多次检查与测试都很难发现原因;而很久后还是会再次发生。因而,一旦主/辅操舵装置发生故障,不论故障大小,必须彻查找到原因并将故障消除;必要时应立即向公司申请岸基协助。

9.如果应急消防泵设在舵机房内且舵机房作为控制站处理,则舵机房与机舱之间的分隔应符合A-60要求。

总之,舵机系统故障是极大安全隐患,特别是船舶在狭水道航行时更是如此,舵机失灵会立即带来意想不到的重大事故;因而,我们需要充分认识到对主/辅操舵装置进行正确测试检查及保养的重要性,认识到熟悉应急程序并在舵失灵时正确进行应急反应的重要性,以确保人/船/环境的安全。

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