انتخاب روغن موتور دریایی Trunk Piston؛ نقش سولفور سوخت، TBN و کنترل سایش

در ناوگان دریایی، موتورهای چهارزمانه‌ای که به‌صورت مداوم زیر بارهای متغیر کار می‌کنند، با مجموعه‌ای از ریسک‌های هم‌زمان روبه‌رو هستند: تغییر کیفیت سوخت در بنادر مختلف، آلودگی‌های نمکی و رطوبت محیط، زمان‌های کارکرد طولانی، دمای کاری بالا و محدودیت‌های توقف برای سرویس. در چنین شرایطی، انتخاب روغن فقط «یک گرید روی کاغذ» نیست؛ بلکه تصمیمی است که مستقیم روی سایش یاتاقان و رینگ‌ها، رسوب‌گذاری، خوردگی و حتی مصرف سوخت و دسترس‌پذیری موتور اثر می‌گذارد. اگر روغن درست انتخاب نشود، موتور ممکن است بدون هشدار واضح، با افزایش آهن در آنالیز، پولیشینگ سیلندر، گیرپاژ رینگ یا افت کمپرس، هزینه‌های سنگین توقف و تعمیر را به ناوگان تحمیل کند.

Trunk Piston به موتورهای دریایی چهارزمانه‌ای گفته می‌شود که روغن موتور و سیلندر مشترک دارند. TBN شاخص عددی ظرفیت قلیایی روغن برای خنثی‌سازی اسیدهاست.

۱) چرا انتخاب روغن در Trunk Piston «چندمتغیره» است؟

در موتورهای Trunk Piston، روغن هم‌زمان نقش روانکاری یاتاقان‌ها و میل‌لنگ، کنترل دوده و محصولات احتراق، خنثی‌سازی اسیدهای ناشی از سولفور سوخت، و مدیریت رسوب روی رینگ‌ها و ناحیه پیستون را دارد. این چندنقشی بودن باعث می‌شود تعادل بین «قلیائیت (TBN)»، «پایداری اکسیداسیون»، «توان پاک‌کنندگی/پخش‌کنندگی» و «سازگاری با دمای کاری» حیاتی باشد. در عمل، دو ناو با موتور مشابه می‌توانند به دو روغن متفاوت نیاز داشته باشند؛ چون الگوی کاری (بار ثابت یا متغیر)، مدت کارکرد در دور آرام، کیفیت سوخت، و حتی شرایط تهویه اتاق موتور متفاوت است.

در تجربه میدانی مسئولان نت دریایی، بیشترین خطای انتخاب زمانی رخ می‌دهد که روغن صرفاً با نگاه به ویسکوزیته انتخاب می‌شود و ارتباط سولفور سوخت با TBN و کنترل سایش نادیده می‌ماند. نتیجه این خطا معمولاً به شکل «افزایش خوردگی و آهن» یا «رسوب و چسبندگی رینگ» دیده می‌شود؛ دو مسیری که هر دو به افت راندمان و افزایش هزینه تعمیر ختم می‌شوند.

• اگر سوخت سولفور بالاتر داشته باشد: ریسک اسید و خوردگی بیشتر است و روغن باید ظرفیت خنثی‌سازی کافی داشته باشد.
• اگر سوخت سولفور پایین باشد: TBN بسیار بالا می‌تواند به تشکیل رسوب/خاکستر و افزایش دپازیت‌ها کمک کند.
• اگر موتور مدت طولانی در بار کم کار کند: دمای پایین‌تر محفظه احتراق، تراکم آب و اسید را تشدید می‌کند و کنترل خوردگی سخت‌تر می‌شود.

توصیه مدیریتی: انتخاب روغن Trunk Piston را به یک «تصمیم مهندسی» تبدیل کنید: سوخت‌های مصرفی در مسیرهای مختلف، الگوی بار، و محدودیت‌های توقف را مستند کنید و سپس TBN و سطح پاک‌کنندگی را هدف‌گذاری کنید.

۲) سولفور سوخت چگونه به اسید تبدیل می‌شود و چرا به TBN گره می‌خورد؟

سولفور موجود در سوخت، در فرآیند احتراق می‌تواند به ترکیبات گوگردی اکسیدشده تبدیل شود که در حضور آب (محصول طبیعی احتراق) اسید تولید می‌کنند. بخشی از این محصولات وارد گازهای خروجی می‌شود و بخشی می‌تواند روی سطوح سیلندر، رینگ و در نهایت وارد روغن شود. در موتورهای Trunk Piston چون روغن مشترک است، ظرفیت خنثی‌سازی روغن (TBN) نقش سپر شیمیایی را بازی می‌کند: هرچه بار اسیدی بالاتر، نیاز به ذخیره قلیایی بالاتر. اما این رابطه یک‌طرفه و ساده نیست؛ چون افزایش قلیائیت معمولاً همراه با افزودنی‌های فلزی و خاکستر (Ash) است که اگر بیش‌ازحد یا نامتناسب باشد، می‌تواند رسوب را تشدید کند.

نکته مهم عملیاتی این است که «عدد سولفور اعلامی سوخت» همیشه تمام واقعیت نیست. تغییر تأمین‌کننده در بنادر، اختلاط سوخت‌ها در مخزن، یا آلودگی‌ها می‌تواند بار اسیدی واقعی را تغییر دهد. بنابراین، تکیه صرف بر برگه مشخصات سوخت بدون پایش روغن، ریسک‌پذیر است.

در ناوگان‌هایی که مسیرهای متنوع دارند، بهترین نشانه برای تنظیم TBN هدف، روند TAN/TBN و آهن/کروم در آنالیز روغن است؛ نه حدس بر اساس یک بار سوخت‌گیری.

برای مطالعه و مقایسه گزینه‌های تأمین و مشخصات فنی در زنجیره تأمین، می‌توانید از دسته‌بندی روغن موتور در موتورازین به‌عنوان نقطه شروع استفاده کنید تا انتخاب از حالت سلیقه‌ای خارج شود و به معیارهای فنی متصل بماند.

توصیه مدیریتی: اگر سوخت در بنادر مختلف تأمین می‌شود، یک پروتکل ثابت ثبت «سولفور اعلامی + مسیر + ساعات کارکرد + نتایج آنالیز روغن» ایجاد کنید تا TBN هدف را بر مبنای داده تنظیم کنید.

۳) انتخاب TBN: نقطه تعادل بین خوردگی و رسوب

TBN بالاتر به‌صورت کلی ظرفیت خنثی‌سازی بیشتری فراهم می‌کند، اما لزوماً همیشه بهتر نیست. در سولفورهای پایین‌تر، اگر روغن با TBN بسیار بالا استفاده شود، امکان دارد بخشی از افزودنی‌ها به‌صورت رسوب (Ash-related deposits) در ناحیه پیستون و رینگ‌ها مشارکت کند؛ به‌خصوص اگر موتور در بارهای پایین یا با دمای کاری پایین‌تر کار کند. از سوی دیگر، TBN پایین در سولفورهای بالاتر می‌تواند به رشد سریع TAN (اسیدی‌شدن)، خوردگی یاتاقان‌ها و رینگ‌ها و افزایش فلزات سایشی در آنالیز منجر شود.

به‌جای ارائه یک عدد ثابت برای همه، رویکرد عملی در انتخاب TBN چنین است: «با توجه به سولفور سوخت غالب + الگوی بار + فاصله تعویض + امکان فیلتراسیون و تصفیه»، یک بازه TBN هدف تعریف کنید و سپس با آنالیز روغن، آن را اصلاح کنید. این همان جایی است که واحد نت یا اتاق کنترل ناوگان می‌تواند به‌صورت واقعی هزینه را مدیریت کند: نه با کوتاه‌کردن کورکورانه دوره تعویض، و نه با کش‌دادن بی‌ضابطه آن.

جدول راهنمای تصمیم (کیفی) برای انتخاب TBN

جدول زیر یک چارچوب مقایسه‌ای است و باید با توصیه سازنده موتور و نتایج آنالیز روغن کالیبره شود.

توصیه مدیریتی: به‌جای خرید «یک روغن ثابت برای همه شناورها»، شناورها را خوشه‌بندی کنید (مسیر، سوخت، بار) و برای هر خوشه TBN هدف و برنامه پایش تعریف کنید.

۴) کنترل سایش: از شیمی اسید تا مکانیک فیلم روغن

سایش در Trunk Piston فقط نتیجه کمبود ویسکوزیته نیست. در عمل، سایش می‌تواند از سه مسیر تشدید شود: ۱) خوردگی ناشی از اسیدها (Corrosive wear)، ۲) سایش ساینده به‌خاطر ذرات و دوده (Abrasive wear)، ۳) سایش چسبنده/کمبود فیلم روغن در دمای بالا یا بار شوک (Adhesive wear). TBN مناسب بیشتر روی مسیر اول اثر دارد، اما اگر روغن از نظر پایداری اکسیداسیون، کنترل دوده و فیلتراسیون وضعیت ضعیفی داشته باشد، مسیر دوم و سوم می‌توانند غالب شوند.

برای کنترل سایش، باید سه لایه را با هم دید:

• لایه شیمیایی: TBN کافی برای مهار اسید و جلوگیری از خوردگی رینگ/لاینر و یاتاقان‌ها.
• لایه پاکیزگی: توان پخش‌کنندگی برای نگه‌داشتن دوده و محصولات احتراق در حالت معلق تا فیلتر بتواند آن را مدیریت کند.
• لایه مکانیکی: ویسکوزیته و شاخص پایداری برشی برای حفظ فیلم روغن در دمای کارکرد و جلوگیری از تماس فلز-فلز.

اگر در ناوگان شما تغییرات دمایی و رطوبتی شدید است (به‌ویژه مناطق ساحلی جنوبی)، علاوه بر انتخاب TBN، باید به مدیریت آلودگی آب هم حساس بود؛ چون آب، هم اکسیداسیون را تسریع می‌کند و هم تشکیل اسید را تقویت می‌کند. در چنین شرایطی، استفاده از رویکرد سیستماتیک در انتخاب محصول و کنترل کیفیت، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند؛ به‌خصوص وقتی هدف، پایداری عملکرد و کاهش توقف است.

در موتورازین، برای سازمان‌دهی بهتر تصمیم خرید و تطبیق نیاز با موجودی و تأمین، راهنمای روغن صنعتی (برای بخش‌های جانبی و سیستم‌های کمکی شناور) و هم‌زمان تعریف استراتژی برای روغن موتور، کمک می‌کند تصویر کلان نگهداری کامل‌تر شود.

توصیه مدیریتی: کنترل سایش را فقط با «تعویض زودتر روغن» حل نکنید؛ سه‌گانه TBN/پاکیزگی/ویسکوزیته را با آنالیز روندی (Trend) و کنترل فیلترها مدیریت کنید.

۵) چالش‌های عملیاتی ناوگان ایران: سوخت، اقلیم، و توقف محدود

در عملیات دریایی ایران، چند واقعیت باعث می‌شود انتخاب روغن Trunk Piston پیچیده‌تر شود: دسترسی متفاوت به سوخت با کیفیت یکنواخت در بنادر، رطوبت و شوری هوا، فشار زمانی برای بازگشت شناور به سرویس، و در برخی ناوگان‌ها، ترکیب موتورهای قدیمی‌تر با موتورهای جدیدتر. این ترکیب، خطای رایج «یک نسخه برای همه» را تشدید می‌کند.

سه چالش پرتکرار و راه‌حل عملیاتی آن‌ها:

• چالش ۱: نوسان سولفور و آلودگی سوخت
  راه‌حل: مستندسازی سوخت هر سفر + نمونه‌گیری دوره‌ای و ربط‌دادن آن به روند TBN/TAN.
• چالش ۲: رطوبت و آب در روغن
  راه‌حل: کنترل نشتی‌های خنک‌کننده/کولر روغن، و کوتاه‌کردن فاصله نمونه‌گیری در فصل‌های مرطوب یا مسیرهای ساحلی.
• چالش ۳: توقف محدود و ریسک تعمیرات سنگین
  راه‌حل: تغییر رویکرد از سرویس کیلومتری/ساعتی ثابت به سرویس مبتنی بر وضعیت (Condition-based) با KPIهای واضح.

اگر ناوگان شما در جنوب کشور فعالیت دارد، داشتن زنجیره تأمین پایدار و دسترسی سریع به روغن مناسب اهمیت مضاعف پیدا می‌کند. در این زمینه، بررسی پوشش تأمین روغن موتور در بندرعباس می‌تواند به برنامه‌ریزی تدارکات و کاهش ریسک تأخیر کمک کند، بدون اینکه تصمیم فنی را جایگزین تصمیم لجستیکی کند.

توصیه مدیریتی: برای ناوگان دریایی، «برنامه روغن» را بخشی از برنامه تدارکات ببینید: موجودی ایمن، زمان تحویل، و هم‌سان‌سازی محصول با خوشه‌های عملیاتی را در یک داشبورد مشترک نت/تدارکات نگه دارید.

۶) برنامه پایش: از TBN/TAN تا فلزات سایشی و دوده

حتی بهترین انتخاب اولیه روغن، بدون پایش می‌تواند به تصمیم غلط تبدیل شود؛ چون شرایط واقعی موتور و سوخت در طول زمان تغییر می‌کند. پایش درست، به شما می‌گوید آیا TBN انتخابی واقعاً بار اسیدی را پوشش داده یا خیر، آیا رسوب‌گذاری در حال رشد است، و آیا سایش به‌صورت خزنده بالا می‌رود. در Trunk Piston، پایش باید «روندی» باشد؛ یعنی هر نمونه باید در کنار نمونه‌های قبلی تحلیل شود، نه به‌صورت جداگانه.

شاخص‌های کلیدی پیشنهادی برای پایش:

• TBN و TAN: نسبت این دو و سرعت افت/افزایش آن‌ها، بهترین تصویر از تعادل اسید-باز می‌دهد.
• فلزات سایشی (مثل آهن): روند افزایشی می‌تواند علامت خوردگی یا سایش مکانیکی باشد.
• دوده/نامحلول‌ها: افزایش آن‌ها معمولاً به بار احتراقی، کیفیت احتراق، یا ضعف فیلتراسیون مرتبط است.
• آب: آب، ریسک اکسیداسیون و اسید را بالا می‌برد و باید ریشه‌یابی شود.
• ویسکوزیته در دمای مرجع: تغییر غیرعادی می‌تواند نشان‌دهنده رقیق‌شدن با سوخت یا اکسیداسیون باشد.

یک روش اجرایی برای تیم نت این است که برای هر موتور، «حد هشدار» و «حد توقف» تعریف شود. به‌عنوان نمونه، اگر سرعت افت TBN بالا رفت یا آهن از روند معمول خارج شد، اقدام اصلاحی می‌تواند شامل بازنگری در TBN روغن، بهینه‌سازی دوره نمونه‌گیری، یا بررسی کیفیت سوخت و کارکرد موتور باشد.

1. هفته ۱: خط پایه (Baseline) با روغن جدید و ثبت سوخت مصرفی.
2. هفته‌های بعد: نمونه‌گیری منظم و تحلیل روند.
3. پس از هر تغییر سوخت/مسیر: نمونه‌گیری نزدیک‌تر برای کاهش عدم‌قطعیت.

توصیه مدیریتی: KPIهای پایش را به زبان تصمیم تبدیل کنید: «با این روند، آیا می‌توان دوره تعویض را حفظ کرد؟ آیا باید TBN را تغییر داد؟ آیا مشکل از سوخت/نشتی/فیلتر است؟»

۷) خطاهای رایج در انتخاب و بهره‌برداری از روغن Trunk Piston (و راه‌حل‌ها)

در بسیاری از موارد، خرابی‌ها نه به‌دلیل «بد بودن روغن»، بلکه به‌خاطر عدم تطبیق روغن با شرایط واقعی و خطای اجرایی رخ می‌دهد. شناخت خطاهای رایج به شما کمک می‌کند قبل از رسیدن به تعمیرات سنگین، مسیر را اصلاح کنید.

خطاهای پرتکرار

• انتخاب TBN بدون توجه به سولفور واقعی سوخت: نتیجه می‌تواند خوردگی یا رسوب باشد.
• اختلاط روغن‌های متفاوت بدون ارزیابی سازگاری: ممکن است تعادل افزودنی‌ها به‌هم بخورد و پایداری کاهش یابد.
• طولانی‌کردن دوره تعویض بدون پایش: باعث عبور از نقطه امن TBN و جهش سایش می‌شود.
• نادیده‌گرفتن آب و رطوبت: حتی مقدار کم آب می‌تواند سرعت اکسیداسیون و تشکیل اسید را بالا ببرد.

راه‌حل‌های اجرایی

• یک «استاندارد داخلی روغن» برای ناوگان تعریف کنید: محدوده TBN، الزامات پاکیزگی، و برنامه نمونه‌گیری.
• هر تغییر تأمین‌کننده سوخت را با نمونه‌گیری زودهنگام روغن همراه کنید.
• برای خرید، به‌جای تمرکز روی قیمت لحظه‌ای، هزینه کل مالکیت (روغن + فیلتر + توقف + تعمیر) را معیار کنید.

اگر تصمیم خرید و استانداردسازی بین چند سایت عملیاتی یا دفتر مرکزی و بندر در جریان است، استفاده از یک مرجع مشخص برای مشخصات و تأمین می‌تواند خطای اجرایی را کاهش دهد. در این مسیر، بررسی گزینه‌های تخصصی روغن موتور اکولایف (در صورت تطبیق با نیاز فنی شما) می‌تواند به گفت‌وگوی فنی استاندارد بین نت و تدارکات کمک کند؛ معیار، همیشه انطباق با توصیه سازنده و نتایج پایش است.

توصیه مدیریتی: قبل از هر تصمیم برای تغییر برند/گرید، یک دوره گذار تعریف کنید: نمونه‌گیری نزدیک‌تر، کنترل رسوب، و مقایسه روند فلزات سایشی تا ریسک پنهان آشکار شود.

پرسش‌های متداول

آیا برای موتور Trunk Piston همیشه باید TBN بالا انتخاب کرد؟

خیر. TBN باید متناسب با سولفور سوخت و شرایط کارکرد انتخاب شود. در سوخت‌های سولفور بالاتر، TBN بالاتر برای خنثی‌سازی اسیدها ضروری است؛ اما در سولفور پایین، TBN بسیار بالا می‌تواند ریسک رسوب و خاکستر را افزایش دهد. بهترین رویکرد، تعریف TBN هدف و اصلاح آن با پایش روندی TBN/TAN و فلزات سایشی است.

رابطه سولفور سوخت با سایش دقیقاً چیست؟

سولفور می‌تواند به تشکیل اسیدها کمک کند و این اسیدها سطوح فلزی را دچار خوردگی می‌کنند؛ این نوع سایش معمولاً به‌صورت افزایش فلزات سایشی و تغییرات TAN/TBN دیده می‌شود. اگر TBN کافی نباشد یا آب در روغن وجود داشته باشد، خوردگی تشدید می‌شود. بنابراین سولفور به‌صورت غیرمستقیم و از مسیر شیمی اسیدیته، سایش را بالا می‌برد.

اگر TBN خوب باشد، باز هم ممکن است رینگ‌ها گیر کنند؟

بله. گیرکردن رینگ بیشتر با رسوب و دپازیت مرتبط است، نه فقط اسید. اگر روغن از نظر پاک‌کنندگی/پخش‌کنندگی یا کنترل دوده مناسب نباشد، یا اگر موتور در بار کم زیاد کار کند و دمای ناحیه رینگ پایین‌تر بماند، رسوبات افزایش می‌یابد. در چنین سناریویی ممکن است TBN کافی باشد اما مشکل اصلی، دپازیت و مدیریت نامحلول‌ها باشد.

چه زمانی باید برنامه نمونه‌گیری روغن را فشرده‌تر کنیم؟

هر زمان عدم‌قطعیت بالا می‌رود: تغییر مسیر و بندر سوخت‌گیری، تغییر تأمین‌کننده سوخت، مشاهده افزایش مصرف روغن، افزایش دود/دوده، یا هر نشانه از آلودگی آب. همچنین پس از تغییر روغن (برند یا TBN)، چند نمونه‌گیری نزدیک‌تر کمک می‌کند روند جدید پایدار شود و از تصمیم‌گیری دیرهنگام جلوگیری شود.

آیا می‌توان دوره تعویض را فقط با افزایش TBN طولانی کرد؟

افزایش TBN به‌تنهایی تضمین‌کننده افزایش دوره تعویض نیست. اکسیداسیون، دوده/نامحلول‌ها، آلودگی آب، افت ویسکوزیته یا افزایش فلزات سایشی می‌تواند زودتر از افت TBN به حد بحرانی برسد. دوره تعویض باید با مجموعه شاخص‌ها تعیین شود و بهترین روش، مدیریت مبتنی بر وضعیت با حدود هشدار/توقف و تحلیل روندی است.

جمع‌بندی

انتخاب روغن موتور دریایی Trunk Piston در عمل، یک مسئله «تعادل» است: سولفور سوخت و شرایط احتراق، بار اسیدی را تعیین می‌کند؛ TBN و شیمی افزودنی‌ها باید این بار را خنثی کند؛ و هم‌زمان پاکیزگی و پایداری فیلم روغن باید از سایش مکانیکی و رسوب جلوگیری کند. TBN کمتر از نیاز، خوردگی و افزایش سایش را بالا می‌برد؛ TBN بیش‌ازحد و نامتناسب، می‌تواند به رسوب و مشکلات رینگ/پیستون کمک کند. برای ناوگان‌های ایرانی که با نوسان سوخت، رطوبت و توقف محدود روبه‌رو هستند، راه‌حل پایدار «استانداردسازی مهندسی + پایش روندی + خوشه‌بندی شناورها» است. وقتی تصمیم‌ها بر داده (TBN/TAN، فلزات سایشی، آب و نامحلول‌ها) تکیه کند، انتخاب روغن از خرید مقطعی به مدیریت هزینه و قابلیت اطمینان تبدیل می‌شود.