- ▸Vòng đệm than chì carbon, với khả năng chống ăn mòn nước biển, tự bôi trơn và độ mài mòn thấp, là vật liệu ma sát ưu tiên cho môi tiếp xúc vòng đệm kín trục lái tàu biển.
- ▸Trong nước biển có độ mặn cao, than chì ngâm tẩm antimony dễ bị ăn mòn dạng lỗ nhỏ — nên chọn than chì ngâm tẩm đồng hoặc nhựa kết hợp với bạc lót bằng thép không gỉ 316L hoặc phủ gốm.
- ▸Mặt vòng đệm kín trục lái yêu cầu độ phẳng ≤ 0,6 μm và độ nhám Ra ≤ 0,1 μm, đạt được bằng tiện kim cương một điểm kết hợp với mài rà hóa học-cơ học.
- ▸Vòng đệm mặt kín của tàu container 8000 TEU sử dụng vòng đứng M106D ngâm tẩm antimony kết hợp với vòng quay SiC duy trì rò rỉ dưới 2 L/24h.
Trục lái tàu kết nối động cơ chính với chân vịt, và vòng đệm kín trục lái nằm ở giao diện giữa thân tàu và nước biển trong điều kiện rất khắc nghiệt: phải chịu được áp suất nước ngoài 0,1~0,3 MPa, hấp thụ độ lệch tâm trục, rung động và dao động chân vịt, đồng thời đáp ứng giới hạn rò rỉ chất bôi trơn nghiêm ngặt do IMO và MARPOL đặt ra. Than chì carbon — với khả năng chống ăn mòn nước biển, tự bôi trơn và độ mài mòn thấp — đã trở thành vật liệu ma sát ưu tiên cho môi tiếp xúc vòng đệm kín trục lái. Huahao Sealing Co., Ltd. cung cấp vòng đệm graphite cho nhiều nhà máy đóng tàu trong nước; bài viết này trình bày những yếu tố kỹ thuật thiết yếu.
1. Cấu trúc điển hình của vòng đệm kín trục lái
1.1 Vòng đệm môi cao su
Vòng đệm môi cao su ép môi cao su vào bề mặt trục; phổ biến trên tàu nhỏ và vừa. Thường có vòng đệm dự phòng bằng graphite-đồng lót phía dưới môi cao su để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp. Vòng đệm dự phòng của chúng tôi sử dụng M106D ngâm tẩm antimony — độ cứng và khả năng chống mài mòn cao cho hoạt động khẩn cấp ngắn hạn.
1.2 Vòng đệm kín cơ khí mặt phẳng
Hai mặt phẳng song song tiếp xúc với nhau để kín, được sử dụng rộng rãi trên tàu hàng lớn và tàu chở dầu. Mặt quay thường làm bằng silicon carbide hoặc gốm alumina; mặt đứng làm bằng than chì carbon ngâm tẩm. Đối với tàu chở hàng rời 50.000 DWT, chúng tôi cung cấp vòng đứng M106D ngâm tẩm antimony kết hợp với silicon carbide phản ứng kết dính — giá trị PV đạt 8 MPa·m/s, vận hành không lỗi trong ba năm.
1.3 Vòng đệm bạc lót bôi trơn bằng nước
Các tàu có yêu cầu môi trường nghiêm ngặt sử dụng bạc lót bôi trơn bằng nước với nước biển làm chất bôi trơn. Vật liệu bạc lót thường là than chì ngâm tẩm đồng hoặc nhựa kết hợp với bạc lót bằng thép không gỉ hoặc phủ gốm trên trục.
2. Yêu Cầu Kỹ Thuật cho Vòng Graphite Đệm Kín Trục Đuôi Tàu
2.1 Khả Năng Chống Ăn Mòn Nước Biển
Nước biển chứa khoảng 3,5% muối hòa tan, với nồng độ chloride lên đến 19.000 mg/L. Antimony có thể bị ăn mòn chọn lọc trong quá trình ngâm lâu dài. Chúng tôi đề xuất:
- M106H ngâm tẩm nhựa: nước ngọt hoặc nước có độ mặn thấp, ≤ 60°C
- Graphite ngâm tẩm đồng: nước biển có độ mặn cao, kết hợp với ống lót bằng thép không gỉ hoặc phủ gốm
- Kết hợp silicon carbide: ứng dụng áp suất-tốc độ (PV) cao, tuổi thọ dài
2.2 Khả Năng Chịu Mỏi Do Rung
Trên biển, trục có độ lệch tâm hướng kính và lệch góc. Vòng graphite dưới tải trọng rung dễ bị nứt giòn. Các biện pháp cải tiến của chúng tôi bao gồm:
- Graphite ngâm tẩm có độ bền cao, cường độ nén ≥ 200 MPa
- Rãnh đệm hướng kính trên mặt đứng yên để phân bố ứng suất tiếp xúc
- Vỏ bằng thép không gỉ 316L, lắp ghép chặt + gioăng O-ring đàn hồi làm kín
2.3 Độ Phẳng và Độ Nhám Mặt Đứng
Độ phẳng mặt đệm kín trục đuôi tàu ≤ 0,6 μm, độ nhám Ra ≤ 0,1 μm. Chúng tôi áp dụng tiện kim cương một điểm + đánh bóng hóa học-cơ học để đạt độ phẳng 0,4 μm và Ra 0,05 μm ổn định.
3. Các Trường Hợp Ứng Dụng Điển Hình Trên Tàu
3.1 Tàu Chở Hàng Rời Nội Địa (2000 DWT)
Một tàu chở hàng rời nội địa 2000 DWT sử dụng đệm lip Simplex với lip NBR và vòng graphite dự phòng. Vòng ngâm tẩm antimony ban đầu bị ăn mòn lỗ trong vòng 6 tháng ở nước lợ cửa sông Dương Tử. Chuyển sang vòng ngâm tẩm đồng của chúng tôi đã cung cấp dịch vụ không cần kiểm tra trong 18 tháng với độ mòn chỉ 0,08 mm.
3.2 Tàu Container Đại Dương (8000 TEU)
Một tàu container 8000 TEU sử dụng đệm kín cơ khí mặt đứng: đường kính trục 580 mm, tốc độ 90 rpm, áp suất nước bên ngoài 0,18 MPa. Vòng đứng M106D ngâm tẩm antimony kết hợp với vòng quay silicon carbide duy trì rò rỉ dưới 2 L/24h, tuân thủ tiêu chuẩn IMO MEPC.191(61).
3.3 Tàu Cung Cấp Ngoài Khơi
Một tàu cung cấp ngoài khơi sử dụng đệm kín trục đuôi bôi trơn hoàn toàn bằng nước biển ở nhiệt độ 5~30°C. Ống bạc lót graphite ngâm tẩm nhựa, đường kính trong 320 mm, kết hợp với ống lót thép không gỉ mạ chrome, mòn 0,02 mm/1000h — đáp ứng chu kỳ đại tu 5 năm của tổ chức phân hạng.
4. Phân Tích Hỏng Hóc và Cải Tiến
4.1 Nứt Nhiệt Mặt Đứng
Dưới áp suất-tốc độ (PV) cao, quá nhiệt cục bộ gây ra các vết nứt do ứng suất nhiệt. Biện pháp giảm thiểu: chọn graphite ngâm tẩm đồng hoặc antimony có độ dẫn nhiệt cao hơn; tối ưu hóa tuần hoàn nước làm mát; giảm áp suất mặt đứng phù hợp.
4.2 Cháy Ma Sát Khô
Sau khi tàu vào ụ khô, đệm kín trục đuôi bắt đầu với ma sát khô. Biện pháp giảm thiểu: đổ trước mỡ bôi trơn vào buồng đệm; quay tay trục 2~3 vòng trước khi khởi động để tạo lớp màng bôi trơn ban đầu.
4.3 Vật Thể Lạ Xâm Nhập
Lưới đánh cá và túi nhựa có thể bị hút vào mặt đệm, gây trầy xước. Biện pháp giảm thiểu: lắp đặt bảo vệ dạng cắt tại cửa vào trục; kiểm tra và làm sạch buồng đệm định kỳ.
5. Khuyến Nghị Kiểm Tra và Bảo Trì
- Kiểm tra hàng ngày: mỗi chuyến đi, kiểm tra tỷ lệ rò rỉ — bình thường < 5 L/24h
- Kiểm tra hàng quý: chạm vào vỏ đệm; chênh lệch nhiệt độ so với môi trường < 15°C
- Kiểm tra hàng năm: lấy mẫu dầu rò rỉ để kiểm tra hàm lượng nước
- Kiểm tra khi vào ụ khô: đo độ mòn mặt đệm; thay thế nếu vượt quá 1,5 mm
Kết luận
Việc lựa chọn vòng graphite cho đệm kín trục lái phải kết hợp các yếu tố về loại tàu, độ mặn của nước, thông số trục và yêu cầu môi trường. Huahao Sealing Co., Ltd. có chứng nhận CCS, ABS và DNV, cung cấp vòng graphite đệm kín trục lái, bạc lót và vòng đệm dự phòng với đầy đủ kích cỡ. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi hợp tác với các xưởng đóng tàu trong thiết kế đệm kín, phân tích sự cố và dự đoán tuổi thọ — vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin.