预防船舶机电故障专项行动进行时｜案例分析59——船舶舵机失效的两类原因分析

一、案例基本情况

2024年7月13日，一艘国内航行散货船“A”轮在航行途中发现舵机舵效慢慢变差，船长立即安排机舱人员对舵机进行全方位监测，并降低航速进行舵机检修。

“A”轮建造完工日期为2019年05月19日，舵机为二缸柱塞式电动液压舵机，其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动，并通过舵销、舵承和舵柱转环为舵柄的旋转运动。图（一）为二缸柱塞式液压舵机示意图。

图（一）

经检查发现，该轮舵机左侧的油缸与柱塞之间存在漏油情况，轮机人员采取在柱塞与缸体间加装密封垫的临时修复措施，临时修复后舵机左侧缸内压力恢复正常。出于安全考虑，船公司取消了该轮航次计划，安排该轮返回船厂上坞，对船舶舵机进行修复。

该轮靠泊后海事执法人员登轮，对该轮的舵机设备进行了详细的检查，并向相关人员详细了解舵机情况，指导轮机部人员和船厂人员联系舵机厂商，并对舵机的油缸与柱塞进行了拆解，进而找出舵机故障的真正原因。

图（二）

二、故障原因分析

经船员拆解舵机的油缸与柱塞，发现油缸与柱塞的密封圈为5个V型密封圈，左侧的油缸与柱塞之间橡胶密封圈组靠外的两个V型密封圈存在明显的裂缝，并且在外力的作用下断裂，确认故障原因为油缸与柱塞之间橡胶密封圈破损以致密封失效，无法建立正常油压，最终导致舵机舵效不佳。

图（三）

图（四）

（一）直接原因

舵机的液压油封又称液压密封件，是液压系统中的一种重要配件，具有防止油液泄漏和污染的作用。液压油封通常安装在液压系统的液压缸、阀门等液压元件的活塞或轴上，防止液压油从密封面的缝隙泄漏出来或是防止外部的污染物进入液压系统，从而保证液压系统的正常运行。

图（五）

造成船舶舵机油缸与柱塞的V型密封圈破损的原因众多，常见原因主要包括以下几种：

1.压紧力过大或压紧力不均匀而出现局部温升和磨损。这种磨损现象往往也是造成V型密封圈泄漏的主要原因之一。“A”轮为定线船舶，航程短，航次密集，靠离泊作业、航道航行操舵频繁，可能出现舵机长时间使用的情况，操舵时舵机大角度频繁使用，油封在长时间使用中与柱塞的摩擦会逐渐磨损失去密封，性能大幅下降。另外，局部的高温会加剧油封老化程度，导致油封膨胀失去弹性。

2.压紧环和支撑环间隙过大引起泄露。现在采用的金属材质的压紧环和支撑环，其内径与密封圈之间的间隙过大时，V形密封圈也会产生挤入间隙的可能，而造成密封环破损。为防止这种现象的发生，要严格控制支撑环和压紧环的内径与柱塞之间的径向间隙。

3.密封圈的材质。密封件质量与成品的可靠性息息相关，如常见的问题有：原材料质量不稳定，橡胶混炼时投错原料，原料或者混炼胶储存受污染，胶料混炼不均匀，硫化温度、时间、压力等不适合，密封件产品保存不当，模具使用不当等因素。

4.液压油中的杂物。液压油中的污物及进入液压缸内的污物，往往会使V形密封圈产生异常磨损，因此除注意保持液压油的清洁度外，应尽量使用高品质液压油。

经会同船员、厂家查找，确认本案原因为：

（二）管理原因

经现场了解，舵机油缸与柱塞之间的V型密封圈为船舶易磨损件，但是密封圈的破损伴随着一定的偶发性，并且因密封特性，船员实际对舵机的检查通常无法直接对密封圈进行检查，只能通过是否有漏油迹象进行初步核查。待出现明显的漏油情况时，才会进行拆卸检查，所以在船员在对舵机的维护保养中，经常忽略对密封圈进行检查。

图（六）

经查看该轮的安全管理体系文件，发现船舶和设备维护程序中，针对舵机系统的检查频次为每季度一次，并且主要对舵机的润滑系统进行保养，说明体系中对舵机系统的维护保养要求较低。另外，经查阅该轮相关维护保养记录并核实船员，发现该轮也未对舵机系统进行更系统全面的检查和维护保养，导致问题严重。

经综合分析判定，该轮此次舵机失效的管理原因为：该轮定线航行，航程短，航次密集，靠离泊作业、航道航行等频繁使用大舵角操舵，同时该轮也未针对航线的特殊情况对舵机系统进行全面有效地维护保养，导致密封圈磨损过度进而破损，造成舵机失效。

三、处置情况议

针对此次舵机故障，船公司联系舵机设备生产厂家提供相关备件，安排专业维修人员对故障油缸进行了拆解，确认故障与船舶自查情况相同，并换新该油缸导程套一只、油封一组（五只）。另外，为加强舵机维护保养，防止类似故障发生，船公司修改了舵机的维护保养计划，将舵机系统连杆销套及舵轴上承的润滑保养由三个月周期改为两个月周期，并增加了每月对舵机液压系统及密封装置的维护保养要求。

四、安全管理建议

船舶舵机作为船舶安全航行的重要的设备，其工作性能的好坏将直接影响到船舶正常操纵和航行。“A”轮此起由舵机油缸与柱塞之间的V型密封圈破损引起的舵机故障具有一定代表性，为舵机设备的共性问题，需引起高度重视，各航运公司、船舶、船员等应当以此为鉴，加强安全管理，努力消除此类舵机故障安全隐患。

（一）航运公司应落实安全生产主体责任，加强对船舶体系运行情况的检查，重点对船舶舵机维护保养、舵机的应急操作、舵机关键设备故障处置等落实情况加大检查力度，同时要加大对船舶的岸基支持，保证船舶关键设备备件充足。针对舵机柱塞油封日常检查不能全覆盖的问题，航运公司应在船舶检验周期上坞时对舵机设备进行全面体检。

（二）船员应加强实操能力培训，严格执行船舶维护保养计划，加大对舵机设备的维护保养，针对船舶关键设备易损件和易磨损部分加大检查频次，对发现的问题及时汇报公司，争取岸基支持。

（三）海事部门应充分运用船舶安全检查、体系审核等执法手段，加大对舵机等船舶关键机电设备安全状况、维护保养、船员实操等的检查力度，排查消除缺陷隐患。同时做好相关安全提醒和教育，强化典型案例宣贯，督促航运公司及船员提高安全意识，做好类似安全隐患自查，防范船舶机电设备故障。

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