軸承失效:當正常讀數掩蓋了風險
重點速覽
- •上部中間齒輪的後軸承失效導致軸瓦轉動、堵塞進油孔並切斷潤滑,造成災難性損壞。
- •一名船員嚴重燒傷,該船必須被拖越北大西洋前往巴哈馬自由港維修。
- •事發前主機標準壓力與溫度讀數保持正常,所有警報在四秒內觸發。
- •調查未發現維護不良、油液污染、供油受限或不對中的證據,損壞僅限於後齒輪軸承。
- •專家建議將軸承溫度趨勢監測與油霧探測器、振動監測、對中檢查及實體檢查相結合,因為僅靠傳統參數監測無法偵測局部熱點。

軸承溫度測量是機械狀態監測的重要環節。然而,經驗顯示,應始終將其與其他監測系統及檢查結果一併考量,正如最近的一起案例所示。
船員燒傷與船舶損壞
去年,一艘貨櫃船發生軸承失效,導致快速生熱、油霧形成、曲軸箱超壓及機械損壞。一名船員在事故中嚴重燒傷,該船必須從北大西洋被拖往巴哈馬自由港進行維修。
直接原因被認定為上部中間齒輪的後軸承失效。軸瓦失效導致金屬對金屬接觸,並使軸瓦在齒輪軸承座內轉動。軸瓦轉動時封閉了進油孔,切斷了軸承的潤滑。在沒有油液供應的情況下,過度摩擦產生熱量,形成熱點,最終導致災難性的軸承損壞。
熱量的產生在上曲軸箱形成可燃油霧,該區域未受油霧探測器保護。油霧被點燃後,產生的曲軸箱超壓啟動了曲軸箱安全閥。十八扇機艙門變形並脫離鉸鏈。
事發前讀數正常
事故發展極為迅速。油霧探測器異常、主機減速、機艙火警以及局部消防系統啟動等警報,全部在短短四秒內被記錄。在此之前,主機的標準壓力與溫度讀數一直保持正常。
這一細節意義重大,因為它表明局部軸承失效可能在傳統監測系統發出明確警報之前,就演變為重大事故。標準主機監測通常追蹤系統整體參數,例如有限測量點上的潤滑油壓力與溫度。由於這些屬於整體性讀數,單一軸承內的局部熱點可能在損壞已經嚴重之前一直無法被察覺,這是大型二衝程及齒輪驅動機械上傳統參數監測公認的局限。
後續調查未發現維護不良、油液污染或供油受限的證據。油孔與管路暢通,油樣在可接受範圍內。不對中也被排除,齒輪齒面的磨損屬正常。損壞僅限於後齒輪軸承,同一潤滑系統供油的其他軸承未受影響。除軸瓦本身失效外未發現任何可確認的根本原因,這凸顯即使維護良好、油況合格的機械也可能發生此類失效。
建議
該案例凸顯了傳統主機參數監測的局限性。有效的狀態監測應將額外的溫度測量趨勢與油霧探測器、潤滑系統、振動監測、對中檢查及實體檢查的資訊結合。基於趨勢而非單一絕對警報限值的軸承狀態監測尤為重要,因為某一測點溫度的緩慢上升,即使讀數仍在標稱範圍內,也可能具有重要意義。
航運業正日益採用增強型軸承監測系統。此類系統可即時測量額外的軸承溫度,並在偵測到異常溫度或趨勢時觸發警報、自動降載或主機停機。此類系統有助於防止過熱、機械損壞及代價高昂的停機。對於衡量此類投資的營運方而言,此案例說明了另一種選擇的潛在代價:因單一軸承失效而需橫跨北大西洋的拖航作業、大範圍機械損壞以及嚴重的船員受傷。
在有監測資料的情況下,應連同時間戳、主機負載、轉速、潤滑油壓力與溫度、警報歷史及其他相關感測器資料一併保存。這些資訊無論在識別預警徵兆還是在事故調查中,都可能發揮重要作用。
關鍵教訓在於:軸承溫度監測至關重要,但單靠其本身並不足夠。即使主機讀數正常,也不能排除局部軸承失效的可能性。最有效的方法是將溫度趨勢與其他監測資料、實體檢查及製造商指引相結合,確保任何預警徵兆都能被迅速處置。
資料來源:Gard,