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船舶轴系接地装置缺陷与对策

摘要:介绍PSC检查中发现的某外轮主机轴系接地装置损坏的缺陷,分析缺陷产生的原因,找出解决问题的方法,结合国际公约和船舶安全管理要求,提出针对性建议,供船舶航运公司和船员参考。

关键词:船舶轴系接地装置;PSC检查;航运公司;船员

一、检查概况

2019年5月,洋山港海事局PSC官员对停靠在芦潮港南港码头的某外籍冷藏船实施PSC检查。该轮建造于1998年4月,总吨为7 355。登轮后,PSC官员了解到该轮于2018年12月完成最近一次换证检验。初始检查中,PSC官员查看该轮法定证书、文书等资料,发现均齐全有效;但在查阅压载水记录簿时,发现多次压载水操作的记录不符合压载水管理公约要求,遂按检查程序开展详细检查。

检查机舱设备时,发现装设于中间轴上的主机轴系接地装置的合金滑环表面黯淡无光,两个碳刷已磨损殆尽,下部的碳刷底座与滑环明显处于脱开的位置 ( 见图1 ),显然该轴系接地装置长期未经检修,接地功能已失效。

图1 损坏的轴系接地装置 

PSC官员询问轮机长和主管轮机员该装置何时发生的故障,两人都称不知。PSC官员查阅该轴系接地装置说明书,发现说明书要求该装置应每周检查一次;查阅该轮安全管理体系和检查维护保养记录,发现轴系接地装置的检查周期为每月一次,与说明书不一致,且记录显示已数月未检查。

事实面前,轮机长和主管轮机员承认从换证检验到本次检查时的五个多月内,未对轴系接地装置进行过检查和维护。

考虑到轴系接地装置损坏将对主机和船舶带来极大的安全隐患,且违反了SOLAS公约第Ⅱ-1章第26条对船舶推进装置的要求以及国际安全管理规则 ( ISM规则 ) 关于船舶维护保养的规定,结合其他性质严重的缺陷,PSC官员对该轮采取了滞留措施,同时要求船级社验船师登轮实施临时检验并对安全管理体系开展附加审核。

船舶被滞留后,因缺少备件,船员无法自行修复。在PSC官员的建议下,公司经了解发现其他一艘姐妹船上有备件,便紧急调往上海。船员更换了两个碳刷及底座,打磨清洁了滑环,经测试正常 ( 见图2 )。

图2 轴系接地装置已修复

其间验船师登轮实施临时检验和附加审核,发现船舶和设备的维护保养工作长期未得到有效执行,尤其对主机和副机等关键性设备缺少维护;还发现安全管理体系文件中对主机轴系接地装置的维护要求与说明书不一致,遂开具一项重大不符合,要求公司和船长修改体系文件中的维护保养计划使其和说明书一致,同时对轮机长和责任船员进行轴系接地装置的检查和维护培训,出具附加审核报告。最后,验船师要求公司指定人员根据附加审核报告,在两周内向船级社递交不符合的整改行动计划,三个月后验船师将再次登轮验证不符合的纠正情况。PSC官员登轮复查了缺陷的纠正情况后,解除了对该船的滞留措施。

二、船舶轴系接地装置工作原理

为何轴系接地装置对主机和船舶安全如此重要?船舶在海上航行时,主机通过曲轴驱动轴系带动螺旋桨转动,在海水、船体、螺旋桨、轴系之间形成电路,转动的轴系包括螺旋桨和船体之间的电路被主轴承、中间轴承的润滑油油膜和轴系上使用的非金属轴承材料隔断,在船体和轴系之间产生电位差,电位差的存在将使螺旋桨和轴系产生电化学腐蚀。此时无论船舶采用的是牺牲阳极还是外加电流阴极保护系统,电位差的存在都使该系统无法有效保护螺旋桨免受腐蚀。此外,电位差在油膜遭到破坏或润滑油混有水分的情况下,可能在主轴承、中间轴承和轴系间产生较强的电流冲击,导致瞬间放电产生电火花,在主轴承和中间轴承表面形成点状电化学腐蚀,严重时将导致轴承过度磨损,乃至发生机损事故。而轴系接地装置通过滑环和碳刷连接轴系和船体,消除阻断,形成回路,可有效消除电位差,避免产生电火花,保护轴系和螺旋桨免受电化学腐蚀,有效维护主机和轴系的安全。轴系接地装置对船舶安全的重要性可见一斑。

轴系接地装置通常由合金滑环、含银石墨碳刷、碳刷座、装置底座和相关电路组成。合金滑环通常安装在轴系的中间轴上,碳刷座内安装含银石墨碳刷,通过压紧装置使合金滑环和碳刷保持紧密接触,形成通电回路 ( 见图3 )。合金滑环和石墨电刷之间的接触电阻非常小,通常不超过0.01欧姆。

图3 轴系接地装置示意图

较新船舶的轴系接地装置除合金滑环、石墨碳刷和相关电路外,通常还设有一个毫伏表,用于显示和监测轴系和船体之间的电位差。轴系接地装置毫伏表的量程为0~250毫伏,能精确显示轴系和船体之间的电压。当主机不工作时,毫伏表的读数为0;当主机驱动螺旋桨转动时,毫伏表的读数通常不超过80毫伏,如超过80毫伏,系统将发出警报,提醒轮机员检查轴系接地装置工况,清洁或更换滑环、碳刷;如果主机工作时毫伏表读数为0,说明电路断路,可能是接线端子松动或安装错误。

三、相关建议

轴系接地装置不参与船舶的推进,属于保护机器设备免受电化学腐蚀的被动安全装置。该装置的损坏不会导致轴系瞬间发生故障,可能要一段时间后才有迹象,且该装置大都位于机舱底层的地板之下,因此,在船舶日常巡视检查和维护保养时,责任船员可能会疏忽。鉴于轴系接地装置的工况对主机和船舶安全至关重要,责任船员应结合船舶实际,做好装置的日常检查、维护保养等工作。相关建议如下:

( 一 ) 做好检查和维护工作

ISM规则第10条规定,公司应当建立有关程序,以便保证船舶按照有关规定、规则以及公司可能制定的任何附加要求进行维护,包括按照适当的间隔进行检查,报告已知的不符合规定的情况并附可能的原因,采取适当的纠正措施,以及保存这些活动的记录。责任船员应按照设备说明书和安全管理体系规定的程序和检查间隔做好轴系接地装置的检查、维护和记录等工作,发现故障及时修复,使装置处于良好工况。轴系接地装置还应备有充足的备件,因碳刷为损耗品,使用寿命有限,责任船员应按照说明书规定的更换周期或发现碳刷磨损严重时及时更换碳刷。

值得注意的是,有些船舶的安全管理体系规定的设备检查周期与说明书不一致,可能导致船员在开展相关工作时无所适从。上述案例就存在这种情况,轴系接地装置说明书要求的检查周期为每周一次,而安全管理体系规定的检查周期为每月一次,这就造成船员在检查和维护保养时可能出现纰漏。建议船舶开展自查自纠,使说明书要求的检查保养周期和安全管理体系一致 ( 应以说明书的要求为准 ),便于船员执行。

( 二 ) 做好船员培训和熟悉工作

船员通常对直接影响船舶航行和作业安全的设备比较重视,大都熟悉设备的工况和操作,并能按要求做好检查和维护。但对于被动安全设备,可能或多或少存在疏忽,对这些设备的操作不熟悉,疏于检查,从而导致维护保养不到位。案例中船舶的轴系接地装置损坏,尚未导致明显可见和可感觉的曲轴、主轴承、轴系、螺旋桨的腐蚀,也就未引起船员的重视,这可能与责任船员不熟悉装置的工作原理和重要性有关,造成他们既未按要求进行检查和维护,也不清楚设备何时发生的故障。建议航运公司加强对船员的培训,使其熟悉主动和被动安全设备的检查和维护要求,并按规定切实执行,只有这样才能使设备处于正常工况。

此外,航运公司管理人员适时访船、督促船员做好检查和维护保养工作也至关重要,对于老龄船,建议适当增加访船频率。案例中的船舶营运时间已超过20年,设备、装置、系统的部件自然会出现老化、磨耗加剧的情况,相应的检查维护周期应合理缩短。该船从2018年12月完成换证检验后到接受检查时的五个多月内,公司管理人员未曾访船,平日仅通过邮件或电话指导船舶开展相关工作,其效果与他们到船和船员面对面交流所带来的直接指导和督促作用相比显然不可同日而语。

( 三 ) 增强船员责任感

从案例中船舶的安全管理情况来看,公司管理层、船长、轮机长、相关责任船员在制订和落实船舶的年度培训计划,尤其是在船员职业责任感和专业知识的培训方面是欠缺的,未考虑在船船员是否完全熟悉自己的岗位职责。负责轴系接地装置检查、维护保养的船员未按照装置说明书和公司制定的船舶年度、月度维护计划开展相应工作,造成该装置发生故障数月而不知。作为一名轮机员,要有强烈的职业责任感,到一艘船舶工作后,要尽快熟悉所管理设备的操作和维护要求,通过查看安全管理体系文件熟悉自己的职责,通过阅读设备说明书和图纸资料熟悉设备的功能和维护要求,通过现场核查和操作试验熟悉设备的使用。

( 四 ) 发现问题及时报告

对于发生故障的设备,如备件可用,船员应尽快修复。如因缺少备件或专业能力不足导致故障设备不可修复时,责任船员应根据船舶实际做好风险评估,采取替代措施,确保设备修好之前船舶航行作业安全,同时报告公司;公司应及时采购备件,制订维修计划,在合适的港口安排修理。如可行,公司向船级社申请临时检验和签发临时证书。船舶靠港前将设备故障情况以及风险评估报告、替代措施、临时证书等材料报目的港当局。在这种情况下,即便港口国当局可能登轮实施检查,但由于船舶采取了充分的措施,即使设备存在故障也不会导致船舶滞留。

作者简介:

刘良喜,洋山港海事局船舶安全检查中心,远洋轮机长,PSC官员。

曾先平,洋山港海事局船舶安全检查中心,远洋轮机长,PSC官员。

本文刊发于《世界海运》2020年第12期,转发须注明作者和原文出处。

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