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#Neues aus der Industrie
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Neue Zylinder-Schmieröle: mehr als nur der BN-Index
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Die Steuerung der Säureneutralisation war früher das Hauptthema bei Zylinder-Schmierölen, aber schwefelarme Kraftstoffe stellen neue Herausforderungen dar
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Die Schwefelobergrenze 2020 wird sich auf eine Reihe von Technologien und technischen Praktiken auswirken, wobei der Schwerpunkt auf der Schmierung liegt, insbesondere auf Zylinder-Schmierölen. Die wesentliche Funktion des Zylinderschmieröls besteht darin, die Brennkammer zu schmieren und abzudichten, indem es die Schnittstelle zwischen Kolbenring und Buchse abdichtet. Weitere Funktionen sind der Korrosionsschutz von Oberflächen und die Reinigung von Brennkammer und Komponenten.
Der hohe Schwefelgehalt der meisten Bunker hat bisher dazu geführt, dass man sich auf die Korrosionsschutzfähigkeit von Zylinder-Schmierölen konzentriert hat. Zylinder-Schmieröle wurden durch ihre Basenzahl (BN) identifiziert, was auf ein Säureneutralisationspotenzial hinweist. Im Allgemeinen sind Zylinder-Schmieröle mit niedrigerem BN für schwefelarme Kraftstoffe geeignet; eine zu hohe Alkalität im Zylinder-Schmieröl erhöht die Ablagerung.
Viele der BN-armen Schmieröle, die für schwefelarme Destillatkraftstoffe entwickelt wurden, sind möglicherweise nicht für schwefelarme Heizöle geeignet, da es sich hierbei um Reststoffe oder Mischungen handelt. Rückstände sind weniger rein als Destillate und benötigen daher bessere Reinigungsmitteleigenschaften in ihren Zylinder-Schmierölen. Dies würde dazu beitragen, die Sauberkeit der Brennkammer zu gewährleisten. Höheres BN bringt oft eine bessere Reinigungskraft mit sich, aber mit der Reduzierung von BN muss das Additivpaket im Zylinderschmieröl die höhere Ablagerungsfähigkeit von Rückständen über Destillaten bewältigen.
Zylinder-Schmieröle müssen auch Verunreinigungen im Öl suspendiert halten, so dass sie zur Kolbenunterseite transportiert und abgelassen werden; sie sollten eine Agglomeration von Verunreinigungen verhindern. Dies bedeutet eine bessere oxidative Stabilität, wenn ihre Verweilzeit höher wird, unter Ausnutzung der geringeren Anforderungen an die Säureneutralisation.
Die Risiken, die sich aus Variationen von Bunkern ergeben können, sind unbekannt. Eine große Herausforderung wird laut LUKOIL beispielsweise die Fähigkeit der Kraftstoffe sein, Asphaltene zu lösen, die zur Ablagerung beitragen und den Verschleiß erhöhen. Eingehende Mischungen können die Asphaltenlöslichkeit und die Verbrennungsqualität des Kraftstoffs beeinträchtigen: "Daher sind die entscheidenden Eigenschaften geeigneter Zylinderöle ihre Waschkraft, Asphalten-Handling-Eigenschaften und die Ablagerungskontrolle, um die Sauberkeit von Ringpack/Motor zu gewährleisten", sagt das Unternehmen. Es geht weiter: "Die BN gibt keinen Hinweis auf das Qualitätsniveau des Schmierstoffs, was es für einen Kunden noch schwieriger macht, die verschiedenen angebotenen Qualitäten zu vergleichen. Die heutigen Standard 70 BN Schiffszylinderschmierstoffe erfüllen möglicherweise nicht die Aufgabe, selbst bestehende 40 BN Zylinderschmierstoffe, die für Restbrennstoffe vor 2020 entwickelt wurden, nicht."
Neue Produkte
Im Vorfeld der Schwefelkappe haben fast alle Schmierölhersteller neue Produkte eingeführt, um den ankommenden schwefelarmen Kraftstoffen gerecht zu werden. Sie beinhalten Elemente wie die Änderung des Niveaus der Säureneutralisation, einen verbesserten Verschleißschutz aufgrund der schlechteren Schmierfähigkeit neuer Kraftstoffe, den Umgang mit den wahrscheinlich höheren Mengen an unlöslichen Bestandteilen im Kraftstoff sowie die Eigenschaften der Ölverteilung.
Während Marpol Annex VI die Schwefelobergrenze weltweit auf 0,5 % bzw. 0,1 % für ECA reduziert hat, hat es auch Wäscher gelaicht, die den Einsatz von Bunkern mit höherem Schwefelgehalt als bisher ermöglichen. Die Schmierölunternehmen haben Zylinder-Schmieröle mit weniger BN für die neuen schwefelarmen Kraftstoffe sowie mit viel höherem BN für die Schiffe mit Wäschern eingeführt. Letztere können einen höheren Schwefelgehalt als die bis 2019 zulässigen 3,5 % verwenden. Diese Schiffe können im Vergleich zu denen, die schwefelarme Kraftstoffe verwenden, weniger zahlreich sein, was bedeutet, dass Zylinder-Schmieröle mit niedrigem BN als Produkte für Zweitakt- und Kreuzkopfmotoren vorherrschen werden.
Bei Kreuzkopfmotoren muss das Systemöl nicht gewechselt werden, aber das richtige Zylinderschmiermittel ist entscheidend, so Ian Thurloway, Brand, Marketing & Business Development Manager bei Chevron Marine Lubricants. Bei Stamm-Kolbenmotoren ist die Geschichte anders. Wenn sich das Schiff auf ein 0,5% schwefelarmes Heizöl (LSFO) bewegt, besteht die Möglichkeit, auf ein niedrigeres BN-Schmiermittel umzusteigen, aber die Überwachung des BN-Abbaus ist der Schlüssel zum optimalen Betrieb. Wenn sich das Schiff auf ein schwefelhaltiges Heizöl (HSFO) mit Wäscher-Technologie bewegt, sollte ein höherer BN-Schmierstoff verwendet werden, um den erhöhten Schwefelgehalt zu bewältigen.
Die Schmieröltanks müssen nicht unbedingt gereinigt werden, um Öl mit einem anderen BN aufzunehmen, sagt Herr Thurloway, vorausgesetzt, sie sind in gutem Zustand. Da der Kraftstoff von schwefelreich auf schwefelarm umgestellt wird, kann das neue Schmieröl in den Tank gemischt werden. "Kurzfristig stellt die Verwendung eines Schmierstoffs mit einem höheren BN als bei einem schwefelarmen Kraftstoff kein allzu großes Problem dar, sondern sollte so weit wie möglich minimiert werden", erklärt Thurloway.
Insgesamt muss die Fördermenge von Zylinder-Schmieröl je nach Betrieb angepasst werden. Die Optimierung der Vorschubgeschwindigkeit ist der Schlüssel für einen effizienten Betrieb und die Minimierung der Kosten. Da der Vorschub und die richtige BN für den Motorbetrieb so wichtig sind, empfiehlt Herr Thurloway den Anwendern das Tropföl-Testprogramm DOT.FAST. Dieser misst den Gesamteisengehalt im Produkt und gibt dem Anwender das Potenzial für abrasiven und korrosiven Verschleiß und andere Eigenschaften zur Bestimmung der optimalen Vorschubgeschwindigkeit an die Hand. DOT.FAST wird an Bord eingesetzt, um sofortige Ergebnisse über den Gehalt an Tropföleisen und Uferproben zu erhalten, was einen umfassenden Überblick und eine kompetente Beratung ermöglicht.
Herr Thurloway sagt, dass eine der Änderungen, die die Obergrenze für 2020 mit sich bringen wird, die sich auf die Lieferkette für Schmieröl auswirken wird, darin besteht, dass die großen Bunkerzentren wie Rotterdam und Fudschaira zwar verschiedene Kraftstoffoptionen anbieten können, kleinere Häfen jedoch in ihrem Kraftstoffangebot eingeschränkter sein können. Schmieröllieferanten müssen agil sein, indem sie das erforderliche BN-Öl liefern, um einer möglichen Verschiebung der globalen Nachfrage gerecht zu werden, sagt er.
Während des Übergangs empfiehlt LUKOIL, dass Schiffe die neuen Formulierungen kaufen und in separaten Tanks lagern. Wenn das Mischen von Schmierstoffen unvermeidlich ist, sagt LUKOIL, dass sein empfohlenes Produkt für schwefelarmen Kraftstoff mischbar und mit anderen LUKOIL Marine Zylinderölen kompatibel ist. In solchen Fällen, wenn bereits im Tank befindliches Öl mit dem neu bestellten Öl nachgefüllt wird, empfiehlt LUKOIL Mischungsverhältnisse. Das Unternehmen empfiehlt, die Vermischung von Schmierstoffen verschiedener Lieferanten zu vermeiden oder auf ein Minimum zu beschränken.
Für Stamm-Kolbenmotorenöle empfiehlt LUKOIL, auf dem aktuell verwendeten Produkt zu bleiben und nach der Umstellung auf den neuen Kraftstoff eine Altölprobe zur Analyse einzusenden. Das neue BN-Gleichgewicht wird zeigen, ob ein Wechsel zu einem niedrigeren BN-Produkt sinnvoll ist. Wenn ein Motor, der zur Lackbildung neigt, auf einen reinen Destillatkraftstoff (0,1% Schwefel) umgestellt wird, empfiehlt LUKOIL den Austausch des Systemschmierstoffs.
Die Abkehr von einem hohen Schwefelgehalt kann durchaus Möglichkeiten bei der Konstruktion und Funktion des Schmiersystems bieten. Da schwefelarme Kraftstoffe eine weniger korrosive Umgebung für den Liner bieten, kann die Linerkühlung optimiert werden. Die Verweilzeit von Zylinderschmierstoffen kann verlängert werden, da die Säureneutralisation in schwefelarmen Ölen keine so hohe Anforderung darstellt. Die Anforderungen an die Additive sind geringer, so dass sich Zylinder-Schmieröle mehr auf höhere Oxidationsstabilität, Ablagerungskontrolle und Schmierfähigkeit konzentrieren können.