摘要：从一例船舶救助艇架故障及船员认知错误出发，介绍公约对船舶救助艇架蓄能器性能的规范要求，分析船舶救助艇架故障原因，提出类似船舶液压系统故障排查方法和设备管理对策。液压设备管理是船舶管理的薄弱点，船员应强化学习液压知识，补齐短板，做到熟能生巧，学会针对性的故障排查，规范液压设备管理。
关键词：救助艇架；液压系统；蓄能器；规范要求；溢流阀；故障排查
一、问题简介
某轮是一艘34 532载重吨的小灵便型远洋散装货船，2012年由山海关船舶重工有限责任公司建造，2020年6月计划进厂坞修。该轮回转式救助艇吊艇架设备型号为BD-SA30。2020年5月12日主管机务收到该轮关于船舶救助艇架故障问题的反馈：艇架蓄能器蓄能压力达不到说明书要求的19~23 MPa压力 ( 液压泵19 MPa自动启动，23 MPa自动停止 )，只能蓄压到11MPa，液压泵一直运转，无法自动停止；蓄压11 MPa不足以使吊臂回转270°，只能回转30°。船上做过的检查工作有：( 1 ) 检查液压系统，无任何外漏；( 2 ) 用液氮瓶按要求对蓄能器补充氮气加压至7 MPa后，蓄能压力最高只能到11 MPa；( 3 ) 检查阀块、截止阀、溢流阀，未发现异常；( 4 ) 更换系统液压油，试运转无变化。船舶认为：( 1 )蓄能器可能有问题 ( 蓄能器蓄压11 MPa，艇架只能回转30°，蓄能明显不足 )；( 2 ) 液压泵故障导致压力不足；( 3 ) 阀块有问题 ( 可能船上未找到原因 )。该轮2018年9月出国后，救助艇架一直在液压泵运转情况下才能转动。考虑到可能接受港口国检查，船舶请公司指导是否列入厂修计划。
二、公约规范要求
主管机务收到上述邮件后很震惊，船员的应知应会知识、港口国迎检意识竟如此薄弱：( 1 ) 救助艇吊艇架蓄能器蓄压不足是滞留缺陷，港口国监督检查官员、船级社验船师历来重视救助艇架的监督检查。船级社验船师到船检验、审核中常常批注“救助艇蓄能器未标识工作压力”的缺陷，要求船舶在救助艇蓄能器蓄压压力表附近必须按照说明书数据用工作语言/英文做好“保持XXMPa以上”蓄能器工作压力标识。( 2 ) 并不是所有救助艇吊臂都要求回转270°。
国际海事组织《国际海上人命安全公约》( SOLAS公约 ) 规定，对于2006年7月1日以后安放龙骨的散货船，强制在船尾配备自由降落救生艇。对于这种配备方式的船舶，通常要在船舶一侧配备救助艇和可吊筏。救助艇和可吊筏共用一个吊臂，救助艇放置在救助艇架的前部 ( 或后部 )，救生筏放在救助艇架的后部 ( 或前部 )。救助艇架吊钩设有两个脱钩装置，一个连接救助艇，另一个供可吊筏使用，如图1所示。
图1 救助艇架
在船舶失电状态下，为了满足不超过5分钟即可降落/登乘，救助艇架通常设有一个蓄能器，内部充装有氮气。正常情况下，利用船舶电源完成蓄能器的储能工作；紧急情况下，利用高压氮气蓄能，使吊臂在上述规定时间内完成救助艇和可吊筏的释放工作。法规要求吊艇架的蓄能器应具备以下技术条件：蓄能器应是主管机关认可产品，在船舶任何一舷横倾20°及纵倾10°并在全船无电无动力情况下，蓄能器应能满足将满载艇从舷内转出舷外，回转式救助艇架回转角度不小于110°，回转速度不小于0.6转/分。
该轮救助艇架说明书主要技术参数也标明液压泵供压时最大回转角度为270°，蓄能器供压时最大回转角度为110°；蓄能器充氮压力为8 MPa，蓄能器充液最高压力为23 MPa；电动回转速度为0.23转/分。
该轮救助艇架说明书主要技术参数也标明液压泵供压时最大回转角度为270°，蓄能器供压时最大回转角度为110°。设备根据船级社要求制造，满足SOLAS公约MSC47 ( 66 )、MSC48 ( 66 ) 修正案和国际救生设备规则 ( LSA规则 ) MSC 216 ( 82 )、MSC218（82）决议要求。
蓄能器容量的大小及其功能有效性直接影响救助艇架吊臂的旋转时限。救助艇架在设备出厂前已经船级社试验。按照船级社要求，蓄能器的容量至少需要满足救助艇全负荷、船舶横倾20°状态下，将救助艇从释放位置旋转110°至舷外，这个位置也可完全满足可吊筏的释放要求。当然，随着制造技术的不断发展，部分救助艇架生产厂家对设备进行了实际改造，使得救助艇架能够旋转180°至架另一侧的救生筏处，然后再反向转回 90°至垂直于船舷方向，即蓄能器容量可以达到 270°左右。也就是说船舶主管人员对公约和设备均不熟悉，公约并不强制利用蓄压使吊臂回转270°，该轮救助艇架设计只能使吊臂旋转到110°的位置。船员在对救助艇架进行日常运转试验时，要验证蓄能器使该救助艇架在空载状态下旋转接近180°位置。根据现场经验，该位置相当于救助艇架悬挂满载救助艇状态下旋转到110°的位置。
至于在110°的位置如何吊筏，从图1可以看出，与蓄能器旋转270°的艇架相比，蓄能器旋转1 1 0 °的艇架吊臂正下方多了一根长的拉索 ( Retrieval Line )。吊臂旋转到110°的位置，可使用拉索拉动释放钩至舷内释放可吊救生筏，而蓄能器旋转270°的改进型艇架吊臂下无此拉索。
三、故障处理
如图2所示，SA30型液压系统用于救助艇架的旋转。液压系统主要由液压泵、液压马达、手动泵、蓄能器、集成阀件组成。液压泵电机为液压系统提供动力，集成阀件为系统提供充压和左右旋转控制功能，液压马达驱动回转装置小齿轮旋转使吊臂回转，蓄能器为降放艇筏旋转时提供动力。
图2 SA30型液压系统图
船舶进入船厂后，主管机务立即安排国内某知名消防救生服务商派检验工程师到船排查故障维修、检验救助艇架。两名工程师在救助艇厂家售后服务工程师指导下花费十几天，先后更换了蓄能器 ( 部件4 )、液压泵 ( 部件1 )、单向阀 ( 部件8 )、先导型电磁溢流阀 ( 部件9 )、压力表 ( 部件7 )，故障仍未排除。
船舶即将出厂开航，主管机务只好紧急另行安排国内一家知名船用液压设备公司维修工程师登轮排查救助艇液压系统故障。如图2所示，压力表压力信号来自集成阀件之后，压力表显示11 MPa，无法判定是液压泵故障还是集成阀件故障，而到车间试验液压泵工作压力需要制作异常复杂的工装。工程师将集成阀块拆到车间进行彻底清洁，功能试验未见异常。为了确认液压泵压力可否达到23 MPa以上 ( 液压泵额定压力为32 MPa )，工程师制作了一根带快关截止阀和压力表的高压软管到船，一端连接在液压泵出口管路，一端放油到油柜，缓慢短暂关闭截止阀对油泵运转压力进行试验，液油泵排除压力可以达到23 MPa以上，确认液压泵正常。再次将集成阀块控制阀组拆检逐一清洗调整，把溢流阀 ( 部件 ) 阀芯、阀体阀面、弹簧仔细清洗清吹装复，系统运转压力正常。但系统压力仅能在23 MPa压力下保持1小时左右。故推断为溢流阀密封件磨损密封不严造成，遂用铜垫片封堵了该阀 ( 如图3所示 )，系统压力可以稳定保持23 MPa1个月左右。液压系统依靠先导型电磁溢流阀 ( 部件9 ) 安全保护，船舶后续择机申购溢流阀备件并换新恢复系统。
图3 使用铜垫片封堵溢流阀
四、故障排查方法和设备管理对策
如图2所示，原液压系统压力表 ( 部件7 ) 压力信号来自集成阀件之后，不方便封堵油路直观显示液压泵出口压力，增大了故障排查难度。新的设计已将压力表安装位置改动到虚线位置。针对该例液压系统故障排查，启发如下：
( 1 ) 液压系统故障排查作为一种复杂细致的工作，首先必须看懂液压管路图，弄懂其工作原理，故障诊断和排查必须结合故障现象进行。在诊断排查故障时，要做到有的放矢。要对故障现象进行仔细分析，通过故障出现的原因进行排查。在上述故障实际排查过程中，检验工程师也发现在液压泵运转时，一直存在打开回油过滤器顶部观察盖有持续回油现象，且油温较高。这正是溢流阀动作不良故障的现象：压力油通过溢流阀，油温升高，油液持续溢回油箱。这一现象或被工程师忽视，或因管路复杂而难以判定油流来源。
( 2 ) 在分析液压系统工作原理的基础上，采用适当铜垫片封堵油路、阀件油孔，系统运行试验方法有助于排查液压系统故障，这种方式简单可行。救助艇液压系统集成阀件、管路、电缆均集中在油箱顶部，空间狭小，阀件紧密集中，管路错综复杂，铜垫片封堵油路、阀件油孔试验方式排查故障方法便捷有效。
( 3 ) 液压系统故障的70%~85%是由于液压油污染引起的。液压油的使用、维护与管理对于液压系统的可靠运行非常重要。在向油箱加注液压油时必须按照要求通过过滤器添加，定期更换液压油必须清洗液压系统。油箱、油路等应密封良好，不渗漏。本案例中，集成阀件、管路空间顶部端盖四只固定螺丝滑牙、密封条失效，端盖不密封，海上潮气可能会通过油箱加油端盖、回油滤器端盖进入油箱，空气和水分造成液压油轻微乳化、氧化，加速溢流阀件磨损、渗漏、失效。
( 4 ) 拆装液压系统部件，必须对部件和系统进行清洗。液压阀件结构复杂、精密度高，任何杂质都可能会划伤密封结合面造成阀件损伤。在加注及对液压系统拆装过程中，应保持容器、漏斗、油箱、管件、接口清洁布等器皿、工具和部位的清洁，防止污染物进入。
五、结语
SOLAS公约要求救助艇等救生设备的存放应持续处于准备使用状态。船舶救生设备是应急情况下保证船员生命安全的关键性设备，也是各备忘录国家港口国监督检查重点关注的项目。只有理解公约规范和说明书的要求，才能对救生设备管理到位，在应对港口国监督检查时才有底气，解释才有说服力。同时，对于救生设备的管理，船舶主管人员不但要知其然，更要知其所以然。避免设备故障及被港口国监督检查官员批注缺陷，从根本上还是靠对设备的熟悉和管理。液压设备管理是船舶管理的薄弱点，船员应强化学习液压知识，补齐短板，做到熟能生巧，学会针对性的故障排查，规范液压设备管理。船舶救生设备是船员的安全基础，不能只被动从港口国迎检角度消极应付，而要上升到保障人命安全的高度，对救生设备进行定期细致的维护、保养和检查，确保救生设备处于随时可用状态。
作者简介：
刘广利，中远海运散货运输有限公司船舶管理中心兼营船舶管理部机务室副经理，高级工程师，远洋轮机长。
本文刊发于《世界海运》2021年第1期，转发须注明作者和原文出处。
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