预防船舶机电设施故障专项行动进行时｜案例分析㉞——船舶液压油污染导致液压舵机故障

  船舶能够在水中按照驾驶者的意图航行，使船舶改变航向或维持指定航向，是依靠改变安装在船舶尾部的船舵的位置来实现的。船舵主要由舵叶、舵杆、舵机等部分所组成。内河船舶舵机按驱动动力分为电动舵机与电动液压舵机(简称液压舵机)。液压舵机用油液作为传递能量的介质，利用油液的不可压缩性及流量、压力和流向的可控性来实现转舵。舵机通过油泵把机械能转化为油液的压力能，然后通过转舵机构把压力能又转化为机械能，来实现舵的左、右转向。舵对于船舶航行的重要性是不言而喻的，当船舶航行时船舵出现故障，对船舶安全的影响是巨大的。

  下面介绍两起液压舵机因液压油污染问题导致液压舵机故障的案例，它关系到船舶的航行及人员生命安全，希望航运公司及船舶能够警觉并重视这样的一个问题，同时进行深入的排查与纠正，预防此类问题再次发生。

  1、通盛82**船，内河散货船，船长63.73米，型宽10.8米，型深4.45米，总吨986。2024年7月，海事执法人员在监督检查过程中了解到，该轮于2024年1月份，在西江航行过程中，发生过液压舵机只能左向操舵，无法右向操舵，且有八卦（操舵手轮）跟转的重大机电设施故障。海事执法人员随即对该船进行船旗国监督检查。经安检详细检查，确认该船液压舵机各项功能正常，故障已排除。通过与船员沟通交谈得知，其故障原因是由于使用了劣质液压油造成液压油系统污染且长时间未更换，导致舵机专用阀报废、换向器损坏（图1）。后通过更换新的舵机专用阀、换向器和合格的液压油才消除故障。因当时离岸较近，船舶及时采取了应急措施，所以并未造成险情事故。

  2、2024年6月，内河船平南华祥9**船，在以往航行过程中发生过八卦（操舵手轮）异常重手，并有跟转的故障。故障原因同样是由于舵机液压油污染未按时换，导致换手泵（液压转向器）出现磨损无法正常工作（图2）。后通过更换新的换手泵（液压转向器）同时更换新的液压油故障才得以消除。截止目前，该船再也没再次出现操舵手轮重，手轮跟转的现象。

  以上两个案例中，船舶均因液压油被污染导致船舶在航行过程中舵机发生故障，究其原因：

  由于液压油中存在颗粒，易造成液压系统滤器堵塞、管路堵塞、元件卡死、密封件磨损、阀件关闭不严等，从而会产生滤器前后压力差比正常值大，某个元件发热或不动的故障现象。

  液压油中水的来源很多，主要有：油箱盖盖不紧、透气孔被雾气侵入、密封元件密封不良，接头松，柱塞工作时自身带水进入以及在添加液压油时也不小心使水进入等情况。

  因液压系统是通过液压泵抽吸液压油而工作，空气进入系统的可能性非常大。当空气进入系统后能溶解到油中，这时会使液压油氧化、变浑浊，导致油温升高，当空气不能溶解时，便会使液压系统的体积模量降低、功率降低，有气蚀或产生气穴腐蚀，产生噪音。

  航运公司应加强对船员的管理和技能培训教育，提高船员的维护保养技能水平和安全意识，使船员可以通过舵的故障现象来判断液压油是否污染，并能迅速采取比较有效措施消除故障。如图下表1是一些由于油污染而导致舵机故障及排除方法，可供参考：

  转舵速度慢溢流阀卡死拆开清洗滤芯并重新调整压力油箱内过滤器堵塞清洗过滤器或油太脏需更换

  判断液压油是否污染变质的最简单、直观方法就是采集油样检查。油样的采集必须要有代表性，否则会造成误判（可在回油管路的压力表接头上接上一个用汽油清洗后吹干的瓶子）。采样前应先使设备空转一段时间，待液压油已被搅匀，油温升至正常温度后即可采样。需要注意，从采样管中最初流出的油液不宜留作油样，供化验用的油样通常约需1L。

  油样是否污染和变质的现场简易判断法：首先是作外观检查，察看颜色与新油有无差别；有无水分和沉淀；有无异常臭味；其次是与新油比较，看摇动后泡沫消失的快慢。如图下表2列出了一些液压油变质情况的外观判断法与处理解决措施，可供参考。

  表2外观颜色气味状态处理解决措施透明、无变化正常良好照常使用透明，但颜色变淡正常混有其它油液检查粘度，如不符合标准要求，则更换乳白色正常混有空气和水分离除水，一半或全部换新黑褐色有臭味氧化变质更换新油透明但有小黑点正常混入杂质过滤后使用或换油

  油样污染鉴定还能够使用滤纸滴油法。即用直径为1.8mm左右的金属丝将油样沾起并滴在滤纸上，待滤纸吸干油滴后，看其所形成的滴痕。由于油液在滤纸上将从中心向周围渗透、扩散，并将固体粒子积留在中心部位，故中心部位颜色较深，而扩散部分则颜色就浅。显然，若油液并未变质，整个滴痕的颜色就应比较均匀，否则就会生成颜色明显有别的环形斑痕，而且斑痕越明显，变质的程度就越严重。如果滴痕呈现棕色或灰色，则表明油中已生成胶质、沥青或炭渣。也可滴油于炽热的铁板上，如有“哧哧”声，即表示油中有水。

  舵机的作用是用来改变船舶方向和保持航向的，它的好坏直接影响着整个船舶的航行和船员的生命财产安全。在购买使用舵机液压油时，要根据液压系统的工作实际情况挑选出正规、合格、合适的液压油：

  1. 根据液压系统的工作所承受的压力选择。不同的工作所承受的压力对液压油品质的要求也不同，系统工作所承受的压力的增加，要求液压油的抗磨性、抗氧化性、抗泡性以及抗乳化和水解安定等性能也要提高。

  2. 根据使用环境和温度选择。在环境和温度高或靠近热源的机械，应优先选用粘温性高(油的粘度随气温变化而变化即粘温性)的油品或难燃性油品。在工作条件恶劣的场合，为保证系统的安全可靠，要选用粘温特性、耐热性、润滑性以及防锈蚀等性能好的油液。

  3. 根据密封材料选择。液压装置的密封件材质与系统所使用的油液相容，否则密封件在会出现膨胀、收缩、侵蚀、溶解等现象，造成系统性能下降。

  4. 择合适粘度液压油。粘度选用过高，对润滑性有利，但增加系统的阻力和压力损失，造成功率损失增大，油温上升，液压动作不稳，出现噪音等;过高的粘度还会造成泵低温启动时吸油困难，甚至造成低温启动时中断供油，发生设备故障。相反，当液压系统粘度过低时，会增加液压设备的内、外泄漏，液压系统工作所承受的压力不稳或压力降低 ，严重时会导致泵异常磨损。具体来说，温度高和压力高的系统要选用粘度较高的液压油，这样做才能够获得较好的润滑性，相反，温度低和压力低的系统，应选用粘度较低的液压油，这样可降低能耗。

  总之，液压油的购买使用需谨慎，一定不可以使用劣质液压油或者用其他油类替代液压油。并且，要定期更换液压油，做好液压舵机的维护保养工作，船舶才能够行稳致远。

  原标题：《预防船舶机电设施故障专项行动进行时｜案例分析㉞——船舶液压油污染导致液压舵机故障》

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