柴油菌害:水、生物成分与堵塞的滤芯
解析MAIB案例:一艘拖网渔船因滤芯堵塞和油箱内部污染而停机。燃油中的水从何而来,FAME与此有何关系,以及怎样才能避免油箱需要彻底清洗。
英国海事事故调查局2022年安全文摘中有一个案例,标题是「FAME的代价」。船只停机,维修工程师的分析给出了原因:滤芯堵塞、燃油系统严重损坏、油箱内部污染。结果是昂贵的发动机维修和整套燃油系统的彻底清洗。
供油商不久前开始供应含FAME——脂肪酸甲酯,即生物柴油——的燃油。这项要求本不适用于海船,但部分供油商并不这样认为,向游艇和渔船加注了FAME含量高达7%的柴油。
我们来分析一下,这是如何导致发动机故障的。
油箱中始终存在水分
皇家游艇协会说得很直接:任何柴油燃油都或多或少含有水分。途径有三种:
- 溶解在燃油本身之中;
- 通过不密封的盖子、密封件和通气管进入;
- 在温差变化时凝结在箱壁上。
在共轨系统中,最后一种情况尤为明显:燃油被加热后返回油箱,油箱随之「呼吸」,箱壁上便凝结出水分。
生物成分带来了什么
FAME具有吸湿性,也就是会吸引水分——而在海洋环境中,水分本就不缺。由此产生三个后果,同一份MAIB分析中列出:
- 含生物柴油的混合燃油比普通柴油保有更多水分;
- FAME氧化得很快,因此这种燃油不能长期储存;
- 含FAME的燃油对密封件的侵蚀性更强,会出现渗漏。
“虫害”栖息在何处
微生物——霉菌、细菌、酵母——以碳氢化合物为食,聚居在油箱底部燃油与水的交界面。部分菌种也能在缺氧环境下附着在箱壁上生长。
接下来是机械层面的连锁反应:菌落产生黏液和沉积物,沉积物进入管路,滤芯被堵塞。滤芯堵塞会在负荷下扼住发动机,而这恰恰是最需要动力的时候:驶出码头、在狭窄水道中、顶风航行。
同一份分析的后续描述是:滤芯堵塞、油泵和喷油器受损、油箱污染,最终是发动机故障。共轨发动机对此尤为敏感,原因在于其高压、高温以及大量燃油回流到油箱。
在停机之前该做什么
流程简单而枯燥,这正是重点所在。
- 清除水分,而不是与微生物对抗。 没有水,菌落就无法存活。定期排放沉淀杯,检查燃油管路中的滤水器——这应在每次出航前进行,与检查皮带、软管和液位一并完成。
- 不让油箱空着“呼吸”。 燃油上方的空气越少,凝结的水分就越少。冬季把油箱加满,不是迷信。
- 检查密封件和通气孔。 海水和雨水正是通过这些地方进入油箱,而不是穿过金属箱壁。
- 含生物成分的燃油不宜长期储存。 它会氧化。只购买一季内会烧完的量。
- 随船携带备用滤芯,并会在颠簸的海况下更换它们。 这正是一个几块钱的耗材,能把“延误”和“被拖航”区分开来的地方。
如果污染已经发生,只有两种选择:排空并清洗油箱,或者用杀菌剂处理后再过滤。前者更贵但更可靠,后者更快但需要持续监控。
季前简短检查
- 从油箱最底部抽取一份燃油样本,倒入透明容器:水分一眼可见,黏液也是。
- 对着光看滤芯:出现深色薄膜和絮状物,不是“灰尘”。
- 把更换滤芯和排放沉淀杯的日期,记在一年后你还能找到的地方。
柴油能容忍很多问题,唯独容不下油箱里的水和对滤芯的疏忽。
来源: Marine Accident Investigation Branch,Safety Digest 1/2022,案例「The price of FAME?」;Royal Yachting Association,发动机检查与燃油污染预防章节。