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這篇文章可以先抓住一個主軸:舵機檢驗不是只確認設備存在,而是確認船舶在正常與應急狀態下, 仍能以可驗證的時間、壓力、供電與隔離能力完成操舵。

主舵機性能 主舵機須能由一舷 35° 轉至另一舷 35°;時間性能判定則是由任一舷 35° 轉至另一舷 30°,不得超過 28 秒。SOLAS II-1/29.3.2LR Pt 5 Ch 19/7.2
應急操舵不是低功率可動 應急供電與動力單元配置必須能滿足規定操舵能力,雙繞組雙額定設計不可接受。SOLAS II-1/29.6.1SOLAS II-1/30.2
油輪重點在冗餘與隔離 對油輪、化學品船、氣體船的互聯系統、自動隔離與故障後恢復操舵能力要分別確認,不能只用泵或動力單元數量判斷合格。SOLAS II-1/29.16.2.2SOLAS II-1/29.17IACS UI SC94
現場檢查看安裝品質 無鍵舵柄接觸率、舵跳間隙、基座固定、液壓洩漏、管路支撐與演練紀錄都會影響結論。

一、筆記主題與背景

本筆記的核心目的,是說明如何依據 LR 船級規則SOLAS 國際海上人命安全公約,對船舶 舵機(Steering Gear) 進行檢驗、測試、確認與紀錄化。

出處類型 本筆記引用位置 章節編號/文件代號
SOLAS 舵機要求 主舵機性能、輔助/應急操舵能力、油輪舵機安排。 第 II-1 章 C 部第 29 條;其中海試條件見第 29.3.2 條,雙動力單元免設輔助舵機見第 29.6.1 條,替代電源見第 29.14 條,油輪、化學品船、氣體船特殊安排見第 29.16-17 條。
SOLAS 替代電源與演練 舵機替代電源、開航前測試、應急操舵演練與紀錄。 替代電源見第 II-1 章第 29.14 條;其中一路舵機電路可通過應急配電板見第 II-1 章第 30.2 條;開航前測試與演練紀錄見第 V 章第 26 條。
LR 船級規則 舵機配置、組件、動力單元、海試與試驗要求。 《LR 船級規則》第 5 篇第 19 章(Rules for Ships Pt 5, Ch 19);常用章節包括 2.1.4、3.2、5.1.6、6.1、7.2。
IACS / IMO 參考 控制系統獨立性、非傳統推進/操舵安排、應急操舵位置航向資訊。 IACS UI SC94、IACS UI SC242、IMO MSC.1/Circ.1416/Rev.1、IACS Rec.16;小型或特殊服務船另見 LR 特殊服務船規則第 14 篇(Special Service Craft Pt 14)。應急操舵位置可取得航向資訊時,另參考 SOLAS V/19.2。
原檢驗手冊 本文中的安裝、海試、定期檢驗、證書與報告程序。 《檢驗程序手冊:可檢驗項目-舵機》(Survey Procedures Manual - Surveyable Items - Steering Gear);內文以導論、檢驗範圍、檢驗前提、首次入級、證書文件等手冊章節整理。
筆記定位

本筆記整理的對象不是單純的設計規範,而是給驗船師、船廠、製造商與船上人員使用的 檢驗程序性要求。重點不是「舵機是否存在」, 而是「舵機在正常與應急狀態下是否仍具備可靠操舵能力」。

適用情境 主要內容 實務重點
製造廠零組件與設備檢驗 檢查材料、證書、組件、試驗安排。 確認舵機設備於出廠前符合船級要求。
新造船製造廠檢驗 檢查舵機本體製造、裝配與測試。 重點在於證書、硬印、組件符合性與製造品質。
新造船船廠安裝檢驗 檢查基座、對中、壓配、固定與功能測試。 安裝品質會直接影響後續海試與營運可靠性。
現有船定期檢驗 檢查洩漏、磨耗、軟管、管路、操舵演練紀錄。 重點轉向服役後老化、損傷與功能保持。
狀況檢驗 針對既有船舶或裝置之現況評估。 需描述舵機型式、硬舵測試與舵角指示正確性。
法規提醒

SOLAS、IMO Circular、LR 船級規則(LR Rules)、IACS UI 與船旗國要求可能更新。實務設計、船級審查、PSC 檢查或法規適用時, 必須以最新版正式文件、主管機關公告與船級社正式規範/審查意見為準。

二、筆記架構

本筆記依照舵機設備的完整生命週期檢驗流程整理: 從 規範依據圖面提交製造檢驗船廠安裝海試驗證現有船定期檢驗

1
導論(Introduction) 說明適用程序、應急操舵能力、雙動力單元與不可接受的雙繞組雙額定設計。
2
規則、法規與其他要求(Rules, Regulations and Other Requirements) 列出 LR 船級規則(LR Rules)、SOLAS、IACS UI 與相關參考文件。
3
圖面與資料提交(Submission of Plans) 要求提交圖面、規格與檢驗試驗計畫,並納入船旗國法定要求。
4
檢驗範圍與執行(Scope and Conduct of Survey) 涵蓋舵跳間隙、作動器密封、無鍵舵柄、海試與現有船檢驗。
5
證書、文件與報告(Certification, Documentation and Reporting) 說明配合曲線(fitting curve)、海試報告、缺陷處理與條件證書要求。

三、核心內容解析

1. 應急操舵能力與動力單元配置

原檢驗手冊特別討論 替代操舵電源(alternative steering power supply)。 若船舶裝有 兩個或以上相同動力單元(two or more identical power units), 在特定條件下可不設獨立 輔助舵機(Auxiliary Steering Gear)LR Pt 5 Ch 19/2.1.4SOLAS II-1/29.6.1

標準解釋

當舵柄處舵桿直徑要求大於 230 mm(不含冰區加強)時,應設 替代電源(alternative power supply)。該電源應能於 45 秒內自動供應至少一套符合輔助操舵性能要求的舵機動力單元、控制系統與舵角指示器; 來源可以是船舶應急電源,也可以是位於舵機艙內的獨立電源。容量方面,10,000 GT 以上船舶至少 30 分鐘,其他船舶至少 10 分鐘。 SOLAS II-1/29.14LR Pt 5 Ch 19/5.1.6SOLAS II-1/30.2

不可接受設計

原檢驗手冊明確指出:具有 雙繞組(two windings) 且允許 雙額定(dual rating) 的舵機動力單元不可接受。 因為在全船失電(blackout)等應急狀態下切換至較低額定功率, 可能無法滿足輔助操舵能力要求。 SOLAS II-1/29LR Pt 5 Ch 19/6.1

2. 不同船型與舵機配置

原檢驗手冊中的 預期配置表(Table 2.2 Expected arrangements) 是全文重要表格,整理貨船、油輪及不同舵機配置下的性能與冗餘要求。

船型 舵機配置 動力單元 性能要求 實務備註
貨船(Cargo Ship) 主舵機 + 輔助舵機 一個或以上 主舵機 35°→30°/28 秒;輔助舵機 15°→15°/60 秒 原檢驗手冊指出此配置現在較少見。
貨船(Cargo Ships) 一套舵機,兩個或以上動力單元 兩個或以上 全部動力單元達成主舵機 35°→30°/28 秒 非常常見。
油輪、化學品船、氣體船 10,000 GT 及以上 兩套獨立動力作動系統(power actuating systems) 兩個或以上相同單元 每套系統均需達成主舵機 35°→30°/28 秒 要求嚴格,但原檢驗手冊指出較少見。
油輪、化學品船、氣體船 10,000 GT 及以上 兩套互聯且具自動隔離系統 兩個或以上相同單元 全部動力單元達成主舵機 35°→30°/28 秒 常見配置,重點是自動隔離。
油輪、化學品船、氣體船 10,000 GT 及以上且小於 100,000 DWT 一套動力作動系統(power actuating system)特許安排 兩個或以上相同單元 全部動力單元達成主舵機 35°→30°/28 秒 屬 SOLAS II-1/29.17 等效安全方案,重點是單一 piping 或 power unit failure 後,應能在 45 秒內恢復操舵能力。
技術邏輯

舵機安全不是單純看設備數量,而是要確認在故障、隔離、失電或液壓異常時, 船舶仍能維持足夠操縱能力。對油輪、化學品船與氣體船而言,需分清楚兩個概念: SOLAS II-1/29.16.2.2 是互聯液壓動力作動系統發生單一故障時,應能自動隔離故障段並維持或迅速恢復操舵能力; SOLAS II-1/29.17 則是針對 10,000 GT 及以上但小於 100,000 DWT 船舶的等效安全方案,不宜與前者混為同一要求。 SOLAS II-1/29.16.2.2SOLAS II-1/29.17

四、性能要求與關鍵數值

35°
起始舵角
由任一舷 35° 開始轉舵
30°
時間判定舵角
轉至另一舷 30°
65°
總轉舵角
35° + 30°
28 秒
主舵機限制
時間不得超過 28 秒
主舵機能力要求:一舷 35° → 另一舷 35°;時間性能判定:任一舷 35° → 另一舷 30°,時間 ≤ 28 秒 SOLAS II-1/29.3.2
海試條件與替代驗證

原檢驗手冊引用 SOLAS 要求:舵機測試原則上應在船舶最深海上吃水、 以前進最大服務航速進行;若海試時無法實際證明,得在主管機關滿意的前提下採用替代驗證。 LR 規則則將海試要求列於 《LR 船級規則》第 5 篇第 19 章第 7.2 節試驗(Rules for Ships Pt 5, Ch 19, 7.2 Trials)SOLAS II-1/29.3.2LR Pt 5 Ch 19/7.2

系統 性能要求 驗證意義
主舵機(Main Steering Gear) 在最深海上吃水、最大前進服務航速下,須能由一舷 35° 轉至另一舷 35°;其中時間性能判定為由任一舷 35° 轉至另一舷 30° 不得超過 28 秒。 驗證正常最大服務條件下的操舵能力。
輔助舵機(Auxiliary Steering Gear) 於最深海上吃水,船速為最大前進服務航速之一半或 7 kn,取較大者時,能將舵由一舷 15° 轉至另一舷 15°,時間不得超過 60 秒。 驗證主舵機失效後仍可維持基本操縱能力。
洩壓閥(Relief Valve) 海試最大工作壓力不應超過設定壓力的 80%。 避免正常操舵時接近安全閥開啟狀態。
常見錯誤

主舵機有兩層要求:操舵能力是能由一舷 35° 轉至另一舷 35°; 時間性能判定則取 35° 到另一舷 30°,不得超過 28 秒。不要把時間判定角度誤解為主舵機只能轉到 30°。

五、安裝、配合與海試

1. 舵跳間隙(Rudder jumping clearance)

原檢驗手冊的舵跳間隙圖示說明,為避免舵上跳時損壞舵機, 舵升間隙/舵柄間隙(rudder lift/tiller clearance) 必須大於舵與船體固定 防跳裝置(anti-jump arrangement) 之間的間隙。

舵跳間隙與防跳裝置間隙示意圖
舵跳間隙與防跳裝置間隙示意。資料來源:LR Survey Procedures Manual。
舵機處間隙 > 舵與防跳裝置間隙

其工程意義是:當舵因外力、海況或垂向運動上跳時,應先由船體固定防跳裝置限制, 而不是讓衝擊力直接傳遞至舵柄、舵桿或舵機本體。

作動器密封與組件要求

原檢驗手冊另提醒,部分擺動活塞作動器(oscillating piston actuators)的密封安排需依適用規則確認。 一般原則為形成外部壓力邊界的 moving pressure-boundary oil seals 應重複設置;或採經主管機關/船級協會接受之等效防漏安排。 特定 oscillating piston actuator 的密封配置若經船級接受,可作為等效安排,但不宜將 single pressure seal + wiper seal 寫成普遍通則。組件檢驗仍需確認硬印與證書符合規則。 LR Pt 5 Ch 19/3.2

2. 液壓缸式舵機(Ram Type Steering Gear)|安裝流程

原檢驗手冊的安裝與測試流程圖顯示典型液壓缸式舵機(ram type steering gear)的安裝與測試程序, 可視為船廠現場檢查清單。船廠/製造廠還需注意舵柄頂部(tiller top)上的警示牌, 其內容應標示核准最大配合壓力(fitting pressure),且安裝時不得超過。

1
錐面接觸檢查

檢查上部舵桿錐面(upper rudder stock cone)與舵柄(tiller)的接觸狀況。

2
基座製作

製作舵機基座總成(steering gear foundation assembly)。

3
舵桿推入配合

執行舵桿推入配合至舵柄(rudder stock push fitting to tiller)。

4
螺母與防鬆件

安裝舵桿螺母(rudder stock nut)與防鬆片(locking tab)。

5
泵、缸與液壓缸(ram)對中

以舵桿作為基準(datum)進行對中(alignment)。

6
墊塊與固定

進行墊塊施工(chocking)、樹脂墊塊(resin chocking)、硬度與地腳螺栓檢查。

7
碼頭功能測試

確認安全閥、自動隔離、警報與控制功能。

8
海試

驗證操舵效率、轉舵時間、壓力、洩漏與應急功能。

9
提交海試資料

完成首次入級報告(First Entry Report)與海試資料(Sea Trials Data)。

3. 海試(Sea Trials)|檢驗重點

舵機海試不是只測轉舵時間,而是同時確認液壓完整性、控制可靠性、 冗餘隔離、替代/應急電源、通訊與指示系統。

記錄船舶吃水。
記錄 35° 至另一舷 30° 的轉舵時間。
記錄海試時最大液壓壓力。
確認舵機液壓缸(steering rams)、泵軸封(pump glands)與閥桿(valve stems)無洩漏。
確認管路與電纜支撐良好,無過度振動。
確認液壓油高位櫃液位維持。
確認一套動力作動系統(power actuating system)可與另一套隔離。
確認洩壓閥(relief valve)無異常連續開啟。
確認替代/應急操舵電源(alternative / emergency steering power supplies)切換與操作正常。
確認防液壓鎖死(anti-hydraulic lock)功能。
確認舵機室與駕駛台通訊。
確認陀螺複示器(gyro repeater)與駕駛台航向一致。

六、現有船定期檢驗

現有船的檢驗重點,從新造階段的「設計與安裝符合性」轉為 老化、磨耗、洩漏、支撐、功能測試與紀錄確認

檢查範圍 主要檢查內容 風險意涵
舵機艙可接近性 檢查機械部件、扶手、防滑面。 影響檢修與應急操作安全。
液壓管路 檢查裂紋、法蘭連接、應力集中、支撐不足。 振動可能導致疲勞裂紋與洩漏。
撓性軟管 檢查損傷與日期標示,必要時換新。 老化軟管可能於高壓操舵時破裂。
機械連桿與固定件 檢查銷(pins)、固定安排(securing arrangements)與地腳固定安排(holding down arrangements)。 鬆脫或磨耗會造成控制不準或結構失效。
功能測試 測試主舵機、輔助舵機、應急舵機與遙控傳動裝置(telemotor gear)。 確認系統仍符合操舵功能要求。
操舵演練紀錄 檢查 SOLAS V/26 要求之操舵裝置測試與應急操舵演練紀錄,包含日期與演練細節。 缺失可能影響法定檢查與 PSC 檢查結果。
既有船警示牌 依 SOLAS 1986 相關既有船要求或 IACS UR M42,如兩套 power units 同時運轉可能導致 hydraulic locking 或舵令無反應,適用時應於駕駛台操舵控制位置張貼警示牌。 控制系統異常時,船員需知道如何逐一停止泵以恢復舵令控制。
遙控傳動裝置/輔助或應急操舵(Telemotor) 遙控傳動裝置(telemotor gear)如有裝設需測試;若有輔助或應急操舵系統(auxiliary or emergency steering system),也需測試。 避免主系統以外的操舵鏈在實際應急時無法使用。
定期檢驗出處補充

原檢驗手冊將現有船功能測試、演練紀錄、警示牌、遙控傳動裝置(telemotor gear)與輔助/應急操舵測試 列在檢驗範圍與執行(Scope and Conduct of Survey)5.1.6 至 5.1.10。操舵裝置的開航前測試、應急操舵演練與紀錄要求,應引用 SOLAS 第 V 章第 26 條:開航前 12 小時內應測試主舵機、輔助舵機、遠端控制系統、駕駛台操舵位置、替代/應急電源、舵角指示器、故障警報與自動隔離裝置; 應急操舵演練至少每三個月一次,並需記錄日期與細節。只有在討論「應急操舵位置應能取得航向資訊」時,才適合引用 SOLAS V/19.2。若採輪機長(Chief Engineer)自檢安排,原檢驗手冊只將 舵機泵(steering gear pumps) 列為可由輪機長檢查的項目,其他舵機可檢驗項目(steering gear surveyable items) 不在此範圍內。 SOLAS V/26SOLAS V/19.2

特殊設備:方位推進器(Azimuth Thruster)

若船舶配有 全迴轉推進器(azimuth thrusters), 應於推進系統檢驗時同步檢查其操舵系統,特別注意 小齒輪(pinions)齒圈(wheel rim)、 齒面磨耗與齒面劣化(tooth flank surface degradation)。

非傳統操舵系統的性能驗證

傳統舵的 35°/30°/28 秒要求主要適用於傳統 rudder steering system。 對 azimuthing propulsor、waterjet 或其他非傳統操舵系統,應依 IMO MSC.1/Circ.1416/Rev.1 及 IACS UI SC242 的統一解釋, 以 declared steering angle limits、平均轉向速率與等效操舵能力進行驗證,不宜直接完全套用傳統舵角標準。

特殊設備:旋葉式舵機(Rotary Vane Steering Gear)

部分旋葉式舵機密封容易磨耗。若驗船師懷疑舵機已不能滿足 SOLAS 第 29 條要求, 船東或營運人應聯繫製造商取得進一步建議。 SOLAS II-1/29.3.2

A.E.G. 型旋葉式舵機注意事項

原檢驗手冊建議不要在非工廠條件下拆開旋葉單元(vane unit)。 若必須拆檢,需嚴防污物進入液壓系統;若無法送工廠, 現場也應設臨時圍屏,使清潔條件盡量接近工廠環境。A.E.G. 型旋葉式舵機(A.E.G. type rotary vane steering gear) 的定期檢查還包括不超過 5 年的輪機檢驗/連續檢驗機械(Engine Survey/CSM)週期、硬舵運轉時約 7 bar 壓力限制、 滿舵至滿舵(hard-over to hard-over)時間與洩壓閥起跳壓力(relief valve lifting pressure)的確認。

七、技術與法規意涵

1. 舵機是船級與法定雙重管制項目

原檢驗手冊同時引用 LR 船級規則(LR Rules)、SOLAS 與 IACS 文件,代表舵機屬於 安全關鍵設備。若舵機失效,可能影響船級證書與法定安全證書。 LR Pt 5 Ch 19SOLAS II-1/29IACS UI SC94

2. 性能驗證比設備數量更重要

兩台泵或兩個動力單元不一定代表合格。必須證明在規定吃水、航速、動力與失效條件下, 舵機仍能達到規定轉舵時間與操舵能力。

3. 冗餘系統必須避免共因失效

油輪、化學品船、氣體船、互聯系統、自動隔離與既有船警示牌要求,都反映舵機冗餘設計需避免 共因失效(common cause failure),例如共同液壓污染、控制衝突或隔離失敗。 IACS UI SC94IACS UI SC242

4. 安裝品質直接影響可靠性

無鍵舵柄接觸率、舵桿推入量、基座焊接、樹脂墊塊、地腳螺栓、對中與管路支撐, 都會影響舵機在高負荷、高振動與急轉舵情況下的可靠性。

八、易混淆或需注意之處

易混淆點 正確理解 實務風險
兩台泵是否等於符合要求? 不一定。仍需確認性能、隔離、供電與控制冗餘。 設備數量足夠但應急狀態下仍可能無法操舵。
主舵機測試角度 主舵機須能 35° 至另一舷 35°;28 秒時間性能判定為 35° 至另一舷 30°。 若把操舵能力與時間性能混在一起,海試紀錄或考試容易誤寫。
雙繞組雙額定設計 原檢驗手冊明確指出不可接受。 應急狀態下可能輸出不足,無法滿足輔助操舵要求。
安全閥設定壓力 不等於正常工作壓力,海試最大工作壓力不應超過其 80%。 安全閥頻繁開啟可能代表設計或調整問題。
工程藍接觸檢查 需薄、均勻、不可混油,並使用滾輪。 塗太厚會造成假接觸判讀。
旋葉式舵機拆檢 不宜在非工廠條件下任意拆開。 液壓系統污染會造成閥卡滯、泵磨耗與密封損傷。

九、總結與複習重點

舵機是安全關鍵設備,同時受船級與 SOLAS 法定要求管制。
主舵機須能由一舷 35° 轉至另一舷 35°;時間性能判定為 35° 至另一舷 30° 不超過 28 秒。
輔助或應急操舵能力不能只是低功率可動;輔助舵機須在半速或 7 kn 取較大者條件下,15° 至另一舷 15° 不超過 60 秒。
雙繞組雙額定舵機動力單元不可接受。
油輪、化學品船、氣體船舵機配置需分清 29.16 的自動隔離要求與 29.17 的等效安全方案。
舵跳間隙配置應使防跳裝置先承受舵上跳,而非舵機本體。
無鍵舵柄接觸檢查需達 80–90%,工程藍使用方式會影響判讀。
海試需確認轉舵時間、壓力、洩漏、隔離、補油系統、替代/應急電源、控制位置、通訊、警報與 anti-hydraulic-locking arrangement。
現有船檢驗重點是洩漏、磨耗、軟管期限、管路裂紋、固定件與 SOLAS V/26 演練紀錄。
主舵機或輔助舵機重大缺陷可能導致條件式安全證書。
一句話總結

本筆記整理了舵機從製造、安裝、海試到服役檢驗的完整船級檢驗邏輯; 核心目標是幫助讀者理解如何確認船舶在正常與應急狀態下,都具備可靠且可驗證的操舵能力。

證書、報告與缺陷處理

海試完成後,原檢驗手冊要求依首次入級程序(First Entry Procedures)提交 機械安裝報告 Form 2095(Report on Installation of Machinery, Form 2095);新造船階段需確認 配合曲線(fitting curve) 可在船上取得。若法定檢驗(statutory survey)時發現主舵機或輔助舵機不能正常操作, 且未能在檢驗港永久修復,可能需核發條件式安全構造證書(conditional Safety Construction Certificate)、 條件式貨船安全證書(conditional Cargo Ship Safety Certificate)或條件式客船安全證書(conditional Passenger Ship Safety Certificate)。

本文為學習與檢驗筆記整理,實務設計、船級審查、PSC 檢查或法規適用仍應以最新版 SOLAS、IMO Circular、船旗國要求與船級協會正式規範為準。