Marcus Nielsen blev hædret med andenpræmien ved kåringen af årets bachelorprojekt for sin undersøgelse af stævnrørspakdåser, som ødelægges af en blanding af havvand og miljøolie.
Olie og vand er ikke en appetitlig cocktail – heller ikke om bord på skibe, hvor en syreholdig blanding af smøreolie og indtrængende havvand kan medføre flere problemer, heriblandt deformerede pakdåser, og behov for oprensning og udskiftning af store mængder smøreolie. Disse problemer har Marcus Nielsen undersøgt nærmere i sit bachelorprojekt ’Lækage på stævnrørspakdåse’, der tager udgangspunkt i hans bachelorpraktik om bord på et containerskib.
Projektet er blevet hædret med andenpræmien ved kåringen af de bedste bachelorprojekter fra 2019.
Oprindelig valgte Marcus Nielsen at uddanne sig til maskinmester for at kunne begynde sit arbejdsliv til søs. Han indgik derfor kontrakt med et rederi i forbindelse med, at han påbegyndte uddannelsen på SIMAC.
»Jeg ville gerne have muligheden for at komme ud og se verden og samtidig afprøve, om et arbejdsliv til søs var noget for mig. Det har jeg efterfølgende fundet ud af, at det ikke er, men jeg er glad for, at jeg fik prøvet at sejle nogle måneder – både i begyndelsen og ved afslutningen af uddannelsen,« fortæller han.
I sine to måneders bachelorpraktik sejlede han med et containerskib og havde øjne og ører åbne for emner, der kunne bruges i selve bachelorprojektet.
»Om bord hørte jeg nogle af mestrene i maskinen tale om problemer med stævnrørene og pakninger, der lækkede. Der var også konstateret en stigning i gravitationstanken mellem pakdåserne, hvilket kunne tyde på, at der fandt vandindtrængning sted. Jeg blev nysgerrig og begyndte at undersøge de problemstillinger lidt nærmere,« fortæller Marcus Nielsen.
Environmentally Acceptable Lubricants
Hans bachelorprojekt kigger mere specifikt på de problemstillinger, der opstår, når indtrængende havvand blandes med EALolie. EAL står for Environmentally Acceptable Lubricants, og det pågældende skib, som er udgangspunktet for projektet, sejler på ruter i USA, hvor der er krav om anvendelse af EAL.
»EAL er mere biologisk nedbrydelig end mineralske olier, og derfor er der nu af miljøhensyn begyndt at komme krav om anvendelse af disse typer olier. Men måske er de også mere følsomme over for indtrængende havvand. Det ville jeg gerne undersøge i mit bachelorprojekt,« siger Marcus Nielsen.
Under bachelorpraktikken til søs interviewede han et par af maskinmestrene om bord om de problemer, der kan opstå, når havvand trænger ind i pakdåser og blandes med olien i stævnrørsystemerne. Herved opstår syreforbindelser – såkaldt carboxylsyre – i en hydrolyseproces, hvor ester og vand bliver til syre og alkohol. Herved sker en deformering af pakdåserne.
»Men det allermest alvorlige er selvfølgelig, hvis olien mister sin smøreevne, og akslen ikke længere kan rotere, som den skal, i sit leje, men måske får øget friktion og i værste fald forårsager et lejehavari, så skibet mister sin fremdrivningskraft,« siger Marcus Nielsen.
I praksis har det vist sig umuligt at holde havvand ude fra stævnrørsystemerne, da de mekaniske kræfter fra skruen og skibets bevægelser i havet nogle gange er så store, at pakningerne ikke kan holde tæt.
»Der vil altid ske en lille vandindtrængen, så vand og olie bliver blandet. Det behøver ikke være et stort problem, når man kender oliens egenskaber og har de rette værktøjer og metoder til rådighed, men nu er EAL-olierne en ny udfordring, man skal lære at tackle, ser det ud til,« siger Marcus Nielsen.
Kun en lille plastring
Da Marcus Nielsen præsenterede sit forslag til bachelorprojektet for sin vejleder på MARTEC, var det dog ikke stor begejstring, han blev mødt med.
»Min vejleder sagde direkte, at han syntes problemstillingen var alt for lille til at kunne bære et bachelorprojekt. Det var jo egentlig bare en lille plastring i en pakdåse, der var utæt. På det tidspunkt var der halvanden måned til, at jeg skulle aflevere projektet, og jeg havde allerede brugt meget tid på den indledende research. Så jeg valgte at fortsætte med min oprindelige idé. Trods min vejleders melding fornemmede jeg, at der fagligt var nok kød på emnet, og det har jeg jo fået bekræftet med anerkendelsen fra Maskinmestrenes Forening,« siger han.
Som led i projektet indhentede han oplysninger fra blandt andet Søfartsstyrelsen, rederier, olieleverandører, stævnrørsfabrikanter og producenter af systemer til rensning af olie. Fra flere af eksperterne lød meldingen, at konsekvenserne af anvendelsen de nye typer miljøolier er ukendte for mange rederier og skibe.
»EAL-olierne har ikke samme egenskaber som mineralolier, når det gælder smøring og viskositet, og olierne reagerer heller ikke på samme måde, når de bliver blandet med vand. Når der opstår syredannelse i olien, nedsættes blandt andet viskositeten. Pakdåser svulmer op og bliver utætte. I sidste ende er smøringen af akslen måske truet,« siger Marcus Nielsen.
Tre hypoteser
I sit projekt fremlægger Marcus Nielsen tre forskellige hypoteser for årsagerne til problemenerne med nedbrydningen af pakdåserne og indtrængen af vand i stævnrørsystemerne.
1) Udefrakommende fragmenter trænger ind med havvandet.
2) Besætningerne kender ikke EAL-oliernes egenskaber godt nok og kan derfor ikke forebygge eller afhjælpe problemerne, når olien blandes med vand.
3) Udefrakommende fysiske påvirkninger – såsom trim/dybgang, hastighed, duver/ruller – ødelægger pakdåserne ved mekaniske kræfter.
»Jeg hælder til, at problemerne skyldes en kombination af anden og tredje hypotese. Jeg vurderer, at problemerne med EAL-olier i stævnrørsystemerne indtil videre ikke er særlig belyst, så der mangler simpelthen viden ude på skibene og i rederiernes tekniske organisationer. Kravene om at anvende EAL er forholdsvis nye, og samtidig er EAL-olierne ikke nødvendigvis identiske, så der ligger nok en større eller mindre læringskurve for rederierne, når de begynder at bruge EAL. Oliernes fysiske og kemiske egenskaber betyder, at de reagerer forskelligt, når de blandes med havvand, og det mangler man viden om,« siger Marcus Nielsen.
Tre løsninger
Han foreslår forskellige løsninger til at beskytte olien i pakdåsesystemerne:
1) Et luftsystem mellem de to yderste pakdåser. I stedet for en direkte vand til olie-flade får man dermed en vand til luft til olie-flade – med mulighed for et alarmsystem, hvis der kommer vand eller olie ind i luftsystemet.
2) En desorber, som kan fjerne vandet fra olien.
3) En teflonolie, som lægger sig i revner og lækager og lukker utætheder til.
»Nogle af de problemer, man oplevede på det skib, jeg sejlede med i min bachelorpraktik, kunne måske være løst med en desorber, men sådan en havde man ikke om bord. Så de blev nødt til at dræne den vandholdige olie af og hælde ny olie på,« fortæller han.
Om bord på skibet var der cirka 300 liter olie i stævnrørsystemet. Men på grund af problemerne med vand i olien havde man udskiftet olien flere gange, så der i alt var brugt 3.000 liter olie for at holde den rette oliekvalitet.
»Jeg har ikke en universalløsning, som alle rederierne bare kan anvende. Hvis et rederi konstaterer problemer i deres stævnrør- og pakdåsesystemer, som skyldes, at indtrængende vand ødelægger olien, må man ud fra det konkrete udgangspunkt prøve at finde den rigtige løsning. Optimalt kan man klare problemerne uden at skulle i dok, måske ved næste havneophold og måske endda i nogle tilfælde under sejlads. Men hvis kravene om EAL-olier breder sig i industrien, bliver man nødt til at finde nogle effektive værktøjer til at løse problemer, som disse typer olier fører med sig,« siger han.
Brug for mere viden
Marcus Nielsen vurderer, at EAL-problemernes løsning ligger i øget viden hos rederier og besætninger – og at der ikke teknisk mangler løsninger.
»Maskinmestre har ansvar for rigtig mange anlæg og processer om bord på skibe, og mange processer er ”usynlige” – for eksempel hvad der foregår inde i stævnrør. Nogle gange er det heller ikke nok at tage en olieprøve, fordi vand og olie ikke er homogent blandet, og man derfor ikke får et retvisende billede. Derfor tager det nogle gange tid at opdage nye problemstillinger og deres årsager og løsninger. Det tager også tid, før problemstillinger på de enkelte skibe bliver til en fælles problemstilling i et rederi, så man kan udnytte hinandens erfaringer. Jeg har kun undersøgt én type EAL-olie, så der kan gemme sig andre problemstillinger, hvis man begynder at kigge bredere på disse typer olier,« siger Marcus Nielsen, som efter afsluttet maskinmesteruddannelse har valgt at begynde karrieren som salgsingeniør hos Jumo, der sælger sensorer og måleteknik.
»Jeg fik faktisk job ved min første ansøgning,« siger han.
