هشدار صنعت کشتیرانی: سوخت کم‌گوگرد جدید، ریسک نشتی و سایش را بالا می‌برد؟

مقدمهٔ خبری–تحلیلی: سوخت کم‌گوگرد و دوگانگی محیط‌زیست/فناوری

در پی الزامات جهانی کاهش گوگرد سوخت (مانند IMO 2020)، ناوگان‌های دریایی به سمت استفاده از VLSFO/ULSFO و MGO حرکت کرده‌اند. نتیجهٔ بدیهی، کاهش انتشار SOx و بهبود کیفیت هواست؛ اما در موتورخانه، روایت دیگری جریان دارد: مهندسان با نشانه‌هایی از رقیق‌شدن روغن، افت لایهٔ روانکار، تغییر رفتار سیل‌ها و افزایش سایش مرزی مواجه‌اند. کلیدواژهٔ اصلی این پرونده «سوخت کم‌گوگرد» و رابطهٔ آن با «ریسک نشتی و سایش» است.

تغییر الگوی آروماتیک‌ها و ویسکوزیتهٔ عملیاتی در سوخت‌های جدید می‌تواند بر انبساط/انقباض الاستومرها، نرخ نشتی در پمپ‌ها و انژکتورها و نیز کیفیت احتراق اثر بگذارد. در سمت روغن، رقیق‌شدن با سوخت سبک‌تر و افت TBN/TAN به‌مرور می‌تواند مرز بین روانکاری هیدرودینامیک و مرزی را جابه‌جا کند. اینجاست که پرسش اصلی شکل می‌گیرد: آیا سوخت کم‌گوگرد واقعاً ریسک خرابی موتور و تجهیزات را بالا می‌برد؟

پاسخ کوتاه: «اگر بدون مدیریت روغن و پایش وضعیت باشد، بله». اما تجربهٔ میدانی نشان می‌دهد با انتخاب صحیح گرید و سطح روغن، کنترل سیالیت سوخت، بازتنظیم نرخ تغذیهٔ روغن سیلندر و برنامهٔ آنالیز منظم، این ریسک قابل‌کاهش و کنترل است. در ادامه، محورهای فنی را به‌صورت گام‌به‌گام مرور می‌کنیم.

توصیه عملی: از هفتهٔ اول تغییر سوخت، یک خط مبنای جدید برای نتایج آنالیز روغن ثبت کنید تا روندها به‌درستی تفسیر شوند.

تغییر خواص سوخت: از گوگرد و آروماتیک‌ها تا روانکاری

سوخت‌های کم‌گوگرد غالباً آروماتیکِ کمتر و اجزای سبک‌تر دارند. این تغییر، چند پیامد مهم دارد: ۱) کاهش خاصیت روانکاری سوخت و احتمال افزایش سایش در اجزای پرفشار تزریق؛ ۲) تغییر رفتار تورم/انقباض سیل‌ها (NBR/FKM) به‌واسطهٔ آروماتیک پایین‌تر؛ ۳) پایداری اختلاطی برخی VLSFOها که در دما/تانک‌های مختلف می‌تواند متفاوت باشد. در عمل، HFRR سوخت‌های سبک‌تر رقم بالاتری نشان می‌دهد و به‌منزلهٔ روانکاری ضعیف‌تر سوخت تلقی می‌شود.

از سوی دیگر، احتراق پاک‌ترِ سوخت کم‌گوگرد، تولید دوده را کم می‌کند؛ خبر خوب برای رسوبات، اما خبر هشدار برای «فیلم روغن» در شرایط بار کم/سرعت پایین که به دودهٔ معلق برای تقویت ضخامت مرزی عادت کرده بود. همین ظرافت می‌تواند آستانهٔ تماس فلز-به-فلز را پایین بیاورد.

توصیه عملی: گرید سوخت ورودی را ردیابی کنید و در کنار BDN، تست HFRR و دانسیته/ویسکوزیتهٔ عملیاتی را هنگام سوخت‌گیری نمونه‌برداری کنید.

اثر سوخت کم‌گوگرد بر فیلم روغن و پایداری مرزی

فیلم روغن پایدار نتیجهٔ توازن ویسکوزیته، سرعت نسبی، بار و زبری سطوح است. وقتی سوخت سبک‌تر موجب افت جزئی دمای کاری یا افزایش نشت سوخت خام به کارتر می‌شود، ویسکوزیتهٔ روغن در سرویس کاهش می‌یابد و «ضخامت فیلم هیدرودینامیک» افت می‌کند. نتیجه، افزایش زمان حضور در ناحیهٔ Stribeck با ریسک سایش مرزی است. افزون بر آن، کاهش سولفات و دودهٔ معلق، رفتار افزودنی‌های ضدسایش (مانند ZDDP) را برای تشکیل لایهٔ محافظ حساس‌تر می‌کند.

در موتورهای دو‌زمانه، انتخاب BN بالای سنتی دیگر توجیه ندارد و BN زیاد می‌تواند منجر به خاکستر و رسوبات شود؛ در عوض، تناسب BN با گوگرد سوخت و تنظیم نرخ خوراک‌دهی روغن سیلندر اهمیت دوچندان دارد تا فیلم پایدار بماند.

توصیه عملی: با هر تغییر محسوس در بار/سرعت، لرزش یا دمای اگزوز، نتایج ویسکوزیتهٔ ۴۰/۱۰۰°C را در آنالیز رصد و با خط مبنا مقایسه کنید.

رقیق‌شدن روغن و تغییر ویسکوزیتهٔ عملیاتی

یکی از شکایات رایج پس از مهاجرت به MGO/ULSFO، افزایش «Fuel Dilution» در روغن کارتر است؛ به‌خصوص در کارکردهای پاره‌وقت، مانور‌های بندری و بار پایین. نفوذ جزئی سوخت سبک به روغن باعث افت ویسکوزیته و رقیق‌شدن فیلم می‌شود. اگرچه درصدهای پایین (تا ۱–۲٪) معمولاً بحرانی نیست، اما عبور از ۲–۳٪ در موتورهای ۴‌زمانه می‌تواند فشار فیلم را کاهش داده و ریسک سایش یاتاقان و رینگ را بالا ببرد.

هم‌زمان، رقیق‌شدن، نقطهٔ اشتعال روغن را پایین می‌آورد و در صورت نشت به محفظهٔ احتراق، الگوی احتراق را دچار تغییر می‌کند. راهکار، پایش منظم رقیق‌شدن (GC یا FTIR)، بررسی بوی سوخت در نمونه، و در صورت روند افزایشی، اصلاح استراتژی باردهی/افزایش دمای کارتر یا بازبینی آب‌بندی انژکتورها و رینگ‌هاست.

توصیه عملی: اگر ویسکوزیتهٔ ۱۰۰°C بیش از ۱۰٪ افت کرد یا Fuel Dilution بالای ۲٪ شد، فوراً منبع نشت سوخت را ارزیابی و بازهٔ نمونه‌گیری را کوتاه کنید.

سایش حلقه‌ها، جدارهٔ سیلندر و نشتی از سیل‌ها

سوخت‌های کم‌گوگرد با آروماتیک پایین‌تر، برخی الاستومرها را کمتر متورم می‌کنند؛ در نتیجه حلقه‌های آب‌بند و سیل‌ها ممکن است کمی جمع شوند و ریسک «Micro-leakage» بالا برود. از سوی دیگر، افت لایهٔ روغن در شروع به‌کار سرد یا بارهای سبک، تماس مرزی حلقه/سیلندر را افزایش می‌دهد. این ترکیب می‌تواند آهن (Fe) و کروم (Cr) را در گزارش ICP بالا ببرد و در درازمدت به روغن‌سوزی یا کاهش کمپرس منجر شود.

در سیستم‌های پرفشار سوخت، روانکاری ضعیف‌ترِ خودِ سوخت نیز به سایش سوزن انژکتور و پلانجر پمپ کمک می‌کند. پایش آهن/مس (Fe/Cu)، شاخص PQ و ذرات سخت، تصویر دقیق‌تری از نوع سایش (آهنی یا مسی) می‌دهد. انتخاب افزودنی‌های ضدسایش مناسب و کنترل آلودگی ذرات، در کنار کیفیت فیلتراسیون، حیاتی است.

توصیه عملی: هر افزایش ناگهانی Fe یا PQ Index را با تست ذره‌شناسی و بازرسی بصری سیل‌ها/انژکتورها دنبال کنید؛ تعلل، هزینهٔ Overhaul را بالا می‌برد.

استراتژی انتخاب روغن دریایی: BN، ویسکوزیته و سازگاری سیل

پس از سوخت کم‌گوگرد، «یک روغن برای همه‌جا» کار نمی‌کند. برای موتورهای دو‌زمانه، BN باید با گوگرد سوخت هم‌تراز شود (مثلاً BN ۴۰–۷۰ برای HSFO دیگر لازم نیست و در VLSFO/ULSFO، BN پایین‌تر توصیه می‌شود تا رسوب خاکستر کنترل گردد). در موتورهای چهارزمانه، انتخاب SAE 30/40 با بستهٔ افزودنی ضدسایش/ضداکسیداسیون قوی و پایهٔ Group II/III می‌تواند پایداری ویسکوزیته و مقاومت در برابر رقیق‌شدن را بهبود دهد.

سازگاری با سیل‌ها را جدی بگیرید: برخی روغن‌ها حاوی عامل «Seal Conditioner» هستند که جمع‌شدگی الاستومر بعد از کاهش آروماتیک سوخت را جبران می‌کنند. در ناوگان‌های پرتردد بندری، از کیفیت فیلتراسیون و کنترل آب همزمان با انتخاب روغن مطمئن شوید. برای انتخاب فنی، از مرجع «روغن موتور» استفاده کنید.

توصیه عملی: اگر نرخ مصرف روغن یا نشتی پس از تغییر سوخت بالا رفت، یک روغن با سازگاری بالاتر با سیل و VI قوی‌تر آزمایش A/B کنید.

پایش وضعیت روغن (Condition Monitoring): از آزمایش تا تصمیم

بدون پایش وضعیت، مدیریت ریسک ناشی از سوخت کم‌گوگرد شبیه حرکت در مه است. سبد آزمون‌های کلیدی شامل: ویسکوزیتهٔ ۴۰/۱۰۰°C، Fuel Dilution (GC/FTIR)، TBN/TAN و نرخ افت/افزایش، آب (Karl Fischer)، عدد اسیدیته/اکسیداسیون/نیتراسیون (FTIR)، فلزات سایش (ICP: Fe, Cu, Al, Cr, Pb, Sn)، ذرات (کد ISO 4406)، دوده/نامحلول‌ها و شاخص PQ است. برای موتورهای دو‌زمانه، رصد رسوبات، لاک و شیار رینگ حیاتی است.

بازهٔ نمونه‌گیری پیشنهادی: در ۶–۸ هفتهٔ اولِ تغییر سوخت، هفتگی یا هر 250–300 ساعت؛ پس از تثبیت روندها، ماهانه برای کشتی‌های اعزامی و هر 200–300 ساعت برای یدک‌کش‌ها. هر نشانهٔ غیرعادی (افزایش Fe، افت TBN، رشد Fuel Dilution) باید به‌معنای فشرده‌سازی بازهٔ نمونه‌گیری و برنامهٔ اقدام باشد.

توصیه عملی: برای هر موتور، «Trend Card» بسازید؛ مطلق‌ها مهم‌اند، اما روندها تصمیم‌سازترند.

مقایسهٔ قبل و بعد از سوخت کم‌گوگرد: چه چیزی تغییر کرده است؟

پس از مهاجرت به سوخت کم‌گوگرد، بسیاری از شاخص‌های ریسک شکل دیگری پیدا می‌کنند. در جدول زیر، برآورد فنیِ «قبل/بعد» را می‌بینید. اعداد، گرایش‌ها و نیازمندی‌ها را نشان می‌دهد و جایگزین دستورالعمل سازنده نیست. هدف این است که درک بهتری از نقاط تمرکز (نشتی، سایش، آنالیز و پیشگیری) داشته باشید و برنامهٔ نگهداری را دقیق‌تر تنظیم کنید.

به‌خصوص به سه سطر توجه کنید: ریسک نشتی سیل‌ها، رقیق‌شدن روغن و نیاز به آنالیز. هر سه در دورهٔ گذار افزایش می‌یابند و با اقدامات اصلاحی، قابل‌کنترل هستند.

توصیه عملی: اگر بعد از گذار، روندها تثبیت نشدند، مخلوط‌کردن بچ‌های سوخت را متوقف و روغن را به‌صورت هدفمند اصلاح کنید.

نکات کلیدی و چک‌لیست اقدام برای مهندسان کشتی

چه تست‌هایی بگیریم و هر چند وقت یک‌بار؟

• ویسکوزیتهٔ ۴۰/۱۰۰°C، TBN/TAN، Fuel Dilution (GC/FTIR)، آب (KF)، FTIR اکسیداسیون/نیتراسیون/سولفاسیون، ICP فلزات (Fe, Cu, Al, Cr, Pb)، PQ Index، ذرات (ISO 4406).
• بازهٔ پیشنهادی: در ۶–۸ هفتهٔ اول، هفتگی یا هر 250–300 ساعت؛ سپس ماهانه (اعزامی) و هر 200–300 ساعت (یدک‌کش).

کدام علائم را جدی بگیریم؟

• Fuel Dilution > 2–3٪ یا افت ویسکوزیتهٔ ۱۰۰°C بیش از ۱۰٪ نسبت به نو.
• افت TBN به زیر ۵۰٪ مقدار نو یا عبور TAN از TBN (نقطهٔ هشدار اسیدی).
• افزایش پله‌ای Fe/Cu یا PQ و رشد غیرعادی کد ISO 4406.
• افزایش Na/K/Cl (ریسک ورود آب دریا) و نشتی از سیل‌ها/پکینگ‌ها.

چه زمانی گرید یا سطح روغن را تغییر دهیم؟

• تداوم Fuel Dilution بالا با وجود رفع نشتی سوخت، یا افت پایدار ویسکوزیته؛ حرکت به SAE بالاتر یا روغن با پایهٔ مقاوم‌تر به رقیق‌شدن.
• رسوب خاکستر/لاک در موتورهای دو‌زمانه با BN بالا؛ تغییر به BN پایین‌تر هم‌تراز با گوگرد سوخت.
• تشدید نشتی سیل‌ها پس از تغییر سوخت؛ انتخاب روغن با سازگاری ارتقایافته با الاستومر.

برای ناوگان‌های عملیاتی در خطوط ساحلی، امکان پخش عمده روغن صنعتی ناوگان دریایی و هماهنگی نمونه‌گیری دوره‌ای می‌تواند ریسک توقف‌های ناگهانی را کاهش دهد.

توصیه عملی: آستانه‌های هشدار را در «دستورالعمل داخلی» ثبت و روی دیوارهٔ موتورخانه نصب کنید تا در شیفت‌های مختلف یکسان اجرا شود.

جمع‌بندی تحلیلی: ریسک‌ها واقعی‌اند، اما قابل‌مدیریت

سوخت کم‌گوگرد یک ضرورت زیست‌محیطی و روند اجتناب‌ناپذیر است، اما پیامدهای فنی آن در موتورخانه باید با صدای بلند شنیده شود. کاهش آروماتیک‌ها و روانکاری سوخت، احتمال جمع‌شدگی الاستومرها و Micro-leak را بالا می‌برد. همراه با آن، رقیق‌شدن روغن در کارکردهای سبک/بندری و افت ویسکوزیتهٔ عملیاتی می‌تواند ضخامت فیلم هیدرودینامیک را کاهش دهد و سایش مرزی رینگ و جدارهٔ سیلندر را افزایش دهد. این‌ها اگر نادیده گرفته شوند، به افزایش مصرف روغن، افت کمپرس، خرابی انژکتورها و حتی تعمیرات اساسی زودهنگام می‌انجامند.

اما خبر خوب این است که با سه اهرم می‌توان ریسک را کنترل کرد: ۱) انتخاب دقیق روغن مطابق با پروفایل سوخت (BN/SAE/بستهٔ افزودنی و سازگاری سیل)، ۲) بازتنظیم پارامترهای بهره‌برداری (دما، بار، نرخ خوراک‌دهی روغن سیلندر)، ۳) استقرار برنامهٔ پایش وضعیت منظم با تکیه بر روندها. وقتی Fuel Dilution، ویسکوزیته، TBN/TAN و فلزات سایش به‌صورت پیوسته رصد شوند، تصمیم برای تعویض/اصلاح گرید یا اقدام مکانیکی به‌موقع گرفته می‌شود.

بنابراین پاسخ به پرسش «آیا سوخت کم‌گوگرد ریسک خرابی را بالا می‌برد؟» این است: «بله، اگر مدیریت روغن هوشمندانه نباشد؛ خیر، اگر انتخاب روغن و پایش منظم را جدی بگیرید.» بهره‌گیری از زنجیرهٔ تامین مطمئن و خدمات تحلیلی یکپارچه، مسیر شما را از تنش به تعادل تبدیل می‌کند. برای آشنایی با پوشش خدمات ناوگان، به صفحهٔ گستره خدمات سر بزنید.

توصیه عملی: یک «Baseline Campaign» ۶ هفته‌ای تعریف کنید؛ سپس بر اساس روندها، برنامهٔ پایش و گرید روغن را تثبیت کنید.

پرسش‌های متداول

آیا لازم است هم‌زمان با تغییر سوخت، گرید روغن را عوض کنیم؟

ضروری نیست، اما توصیه می‌شود پس از ۲–۳ دوره نمونه‌گیری، روند ویسکوزیته/ Fuel Dilution و TBN/TAN را ببینید. اگر افت ویسکوزیتهٔ ۱۰۰°C > ۱۰٪ یا Fuel Dilution > ۲–۳٪ شد، یا رسوبات/لاک تشدید شد، تغییر به روغن با پایهٔ قوی‌تر، VI بالاتر یا BN متفاوت منطقی است. برای دو‌زمانه‌ها، تطبیق BN با گوگرد سوخت در اولویت است.

کدام شاخص در گزارش آنالیز برای تشخیص نشتی سوخت مهم‌تر است؟

Fuel Dilution (روش GC یا FTIR)، افت نقطهٔ اشتعال، کاهش ویسکوزیتهٔ ۱۰۰°C و بوی سوخت در نمونه، چهار شاخص کلیدی‌اند. ترکیب این‌ها با افزایش آهن/مس یا PQ می‌تواند نشان دهد نشت سوخت به سایش اجزا دامن زده است. افزایش Na/K نیز زنگ خطری برای ورود آب دریاست که باید جداگانه بررسی شود.

آیا کاهش دوده همیشه به معنای سایش کمتر است؟

خیر. دوده زیاد مضر است، اما حذف افراطی آن در برخی الگوهای بار/سرعت می‌تواند فیلم مرزی را نازک کند و سایش مرزی افزایش یابد. وقتی سوخت کم‌گوگرد به احتراق پاک‌تر می‌انجامد، باید با انتخاب روغن مناسب و تنظیم نرخ خوراک‌دهی، پایداری فیلم را جبران کرد و با آنالیز، روندها را سنجید.

برای یدک‌کش‌ها که سیکل کاری مقطعی دارند، چه برنامهٔ پایشی مناسب است؟

یدک‌کش‌ها به‌دلیل استارت/استاپ و بارهای شوکی، بیشتر در معرض Fuel Dilution و رقیق‌شدن هستند. نمونه‌گیری هر 200–300 ساعت یا ماهانه، رصد ویسکوزیتهٔ ۱۰۰°C، Fuel Dilution، TBN/TAN و PQ، و بازبینی دوره‌ای سیل‌ها/انژکتورها توصیه می‌شود. هر روند صعودی در Fuel Dilution یا افت TBN باید به اقدام سریع (رفع نشتی، اصلاح گرید) منجر شود.

اگر پس از تغییر سوخت، مصرف روغن بالا رفت چه کنیم؟

علت‌ها را مرحله‌ای بررسی کنید: ۱) نشتی از سیل‌ها/پکینگ‌ها به‌دلیل جمع‌شدگی الاستومر، ۲) سایش رینگ/جداره و روغن‌سوزی، ۳) رقیق‌شدن و تبخیرپذیری بالاتر. بازرسی مکانیکی موضعی، تست فشار کمپرس، مقایسهٔ Fe/Cr در آنالیز و در صورت نیاز، انتخاب روغن با سازگاری بهتر با سیل و VI بالاتر، مسیر رفع مشکل است.

همراهی تامین و برندینگ

ناوگان دریایی برای عبور ایمن از دوران سوخت کم‌گوگرد، به تامین پایدار روغن، سبد محصول متناسب با BN/SAE و سرویس آنالیز قابل‌اعتماد نیاز دارد. ما در موتورازین کنار تیم موتورخانه هستیم: از مشاورهٔ انتخاب روغن سیلندر/کارتر تا طراحی برنامهٔ پایش و تحلیل روندها.

تامین گریدهای تخصصی موتورهای دو‌زمانه و چهارزمانه، روغن‌های با سازگاری ارتقایافته با سیل، و بسته‌های افزودنی پایدار در برابر رقیق‌شدن؛ همگی با ردیابی بچ و گزارش کیفی ارائه می‌شوند.

با شبکهٔ توزیع منظم و هماهنگی لوجستیک، تحویل در اسکلهٔ مقصد و همگام‌سازی با برنامهٔ نمونه‌گیری تسهیل می‌شود. هدف ما، کاهش توقف ناگهانی، بهینه‌سازی هزینهٔ کل مالکیت و تثبیت عملکرد درازمدت موتور است.

اگر در مرحلهٔ گذار به VLSFO/ULSFO هستید، برای بازبینی گرید روغن، تعریف خط مبنا و چک‌لیست اقدام، با ما هماهنگ شوید؛ تصمیم‌های دقیق، از داده‌های دقیق شروع می‌شوند.