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Nouvelles huiles lubrifiantes pour cylindres : plus qu'un simple indice BN

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La gestion de la neutralisation des acides était autrefois le principal problème pour les huiles lubrifiantes pour cylindres, mais les carburants à faible teneur en soufre créent de nouveaux défis

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Le plafond de soufre de 2020 aura une incidence sur une gamme de technologies et de pratiques d'ingénierie, dont les principales sont la lubrification, en particulier les huiles de graissage des cylindres. La fonction essentielle de l'huile de lubrification du cylindre est de lubrifier et d'aider à sceller la chambre de combustion en scellant l'interface entre le segment de piston et la chemise. D'autres fonctions comprennent la protection des surfaces contre la corrosion et le nettoyage de la chambre de combustion et de ses composants.

Jusqu'à présent, la forte teneur en soufre de la plupart des soutes qui sont arrivées a permis de mettre l'accent sur la capacité de lutte contre la corrosion des huiles de graissage des cylindres. Les huiles de lubrification des cylindres ont été identifiées par leur indice de base (BN), ce qui indique un potentiel de neutralisation de l'acide. En général, les huiles lubrifiantes à faible teneur en soufre conviennent aux carburants à faible teneur en soufre ; une alcalinité trop élevée dans l'huile lubrifiante des cylindres augmente la formation de dépôts.

Bon nombre des huiles lubrifiantes à faible teneur en soufre conçues pour les distillats de mazout à faible teneur en soufre peuvent ne pas convenir aux mazouts à faible teneur en soufre, puisqu'il s'agit de combustibles résiduels ou de mélanges. Les résidus sont moins purs que les distillats et auraient donc besoin d'une meilleure capacité détergente dans les huiles lubrifiantes de leurs cylindres. Cela permettrait d'assurer la propreté de la chambre de combustion. Plus l'indice BN est élevé, plus la détergence est élevée, mais avec la réduction de l'indice BN, l'additif contenu dans l'huile lubrifiante de la bouteille devra faire face à la capacité plus élevée de formation de dépôts des résidus sur les distillats.

Les huiles de lubrification des cylindres devront également maintenir les impuretés en suspension dans l'huile afin qu'elles soient transportées vers la face inférieure du piston et vidangées ; elles devraient empêcher l'agglomération des impuretés. Cela signifie une meilleure stabilité à l'oxydation si leur temps de séjour devient plus élevé, en tirant parti des besoins de neutralisation des acides moins importants.

Les risques qui peuvent découler des variations dans les bunkers restent inconnus. Par exemple, selon LUKOIL, un défi majeur sera la capacité des carburants à dissoudre les asphaltènes qui contribuent à la formation de dépôts et à l'usure. Les mélanges qui entrent peuvent perturber la solvabilité de l'asphaltène et la qualité de combustion du carburant : "C'est pourquoi les propriétés essentielles des huiles pour cylindres appropriées sont la détergence, les propriétés de manipulation de l'asphaltène et le contrôle des dépôts afin d'assurer la propreté des garnitures annulaires et des moteurs ", explique l'entreprise. Cela continue : "Le BN ne donne aucune indication sur le niveau de qualité du lubrifiant, ce qui rend encore plus difficile pour un client de comparer les différentes qualités proposées. Aujourd'hui, les lubrifiants pour cylindres marins 70 BN standard d'aujourd'hui peuvent ne pas faire le travail, même les lubrifiants pour cylindres 40 BN existants qui ont été formulés pour les carburants résiduels d'avant 2020 peuvent ne pas le faire."

Nouveaux produits

Presque tous les vendeurs d'huile de graissage ont introduit de nouveaux produits pour répondre aux besoins des nouveaux carburants à faible teneur en soufre à l'approche du plafond de soufre. Ils intègrent des éléments tels que la modification du niveau de neutralisation de l'acide requis, une meilleure protection contre l'usure due à la lubrification moindre des nouveaux carburants, la gestion des niveaux probablement plus élevés d'insolubles dans le carburant, ainsi que les qualités d'étalement d'huile.

Alors que l'Annexe VI de Marpol a réduit le plafond de soufre dans le monde entier à 0,5 % et 0,1 % pour la CEA, elle a également engendré des épurateurs, ce qui permet d'utiliser des soutes à teneur en soufre plus élevée qu'auparavant. Les compagnies d'huile de graissage ont introduit des huiles de graissage de cylindre avec moins de BN pour les nouveaux carburants à faible teneur en soufre, ainsi que des BN beaucoup plus élevés pour les navires équipés de laveurs. Ces derniers peuvent utiliser une teneur en soufre plus élevée que les 3,5 % autorisés jusqu'en 2019. Ces navires peuvent être moins nombreux que ceux qui utilisent des carburants à faible teneur en soufre, ce qui signifie que les huiles lubrifiantes pour cylindres à faible teneur en BN prédomineront comme produits pour les moteurs à deux temps et à croisillons.

Pour les moteurs à croisillons, il n'est pas nécessaire de changer l'huile du système, mais le lubrifiant approprié est essentiel, selon Ian Thurloway, directeur de la marque, du marketing et du développement commercial chez Chevron Marine Lubricants. Pour les moteurs à piston du coffre, l'histoire est différente. Si le navire passe à un mazout à faible teneur en soufre (LSFO) de 0,5 %, il est possible de passer à un lubrifiant BN inférieur, mais la surveillance de l'épuisement du BN est essentielle à un fonctionnement optimal. Si le navire passe à un mazout à haute teneur en soufre (HSFO) avec technologie d'épuration, un lubrifiant BN plus élevé devrait être utilisé pour faire face à l'augmentation de la teneur en soufre.

Les réservoirs d'huile de graissage n'ont pas nécessairement besoin d'être nettoyés pour recevoir de l'huile avec un BN différent, dit M. Thurloway, en supposant qu'ils sont en bon état. Au fur et à mesure que le carburant passe d'une teneur élevée en soufre à une faible teneur en soufre, la nouvelle huile lubrifiante peut être mélangée dans le réservoir. "A court terme, l'utilisation d'un lubrifiant avec un BN plus élevé que nécessaire sur un carburant à faible teneur en soufre ne pose pas trop de problèmes, mais devrait être minimisée autant que possible," explique M. Thurloway.

Dans l'ensemble, la vitesse d'alimentation de l'huile de lubrification des cylindres peut devoir être ajustée en fonction de l'opération. L'optimisation de la vitesse d'avance est la clé d'un fonctionnement efficace et d'une réduction des coûts. La vitesse d'avance et le BN correct étant si importants pour le fonctionnement du moteur, M. Thurloway recommande aux opérateurs d'utiliser le programme d'essai d'huile goutte à goutte DOT.FAST. Il mesure la teneur totale en fer du produit, ce qui donne à l'utilisateur le potentiel d'usure abrasif et corrosif et d'autres propriétés pour déterminer la vitesse d'alimentation optimale. DOT.FAST est utilisé à bord pour des résultats immédiats sur la teneur en fer de l'huile de goutte à goutte et des échantillons de rivage pour un aperçu complet et des conseils d'experts.

M. Thurloway indique que l'un des changements que le plafond de 2020 entraînera et qui aura une incidence sur la chaîne d'approvisionnement en huile lubrifiante est que si les grands centres de soutage comme Rotterdam et Fujairah peuvent offrir diverses options de carburant, les petits ports pourraient être plus limités dans leur offre de carburant. Les fournisseurs d'huile lubrifiante doivent faire preuve de souplesse en fournissant l'huile BN nécessaire pour répondre à un changement potentiel de la demande mondiale, dit-il.

Pendant la transition, LUKOIL conseille aux navires d'acheter et de stocker les nouvelles formulations dans des réservoirs séparés. Si le mélange des lubrifiants est inévitable, LUKOIL dit que son produit recommandé pour les carburants à faible teneur en soufre est miscible et compatible avec les autres huiles pour cylindres marins LUKOIL. Dans ce cas, lors de l'appoint d'huile qui se trouve déjà dans le réservoir avec l'huile nouvellement commandée, LUKOIL recommande des rapports de mélange. L'entreprise recommande d'éviter ou de réduire au minimum le mélange de lubrifiants provenant de différents fournisseurs.

Pour les huiles de moteur à piston de coffre, LUKOIL recommande de continuer à utiliser le produit actuellement utilisé et d'envoyer un échantillon d'huile usagée pour analyse après le passage au nouveau carburant. Le nouvel équilibre du NE montrera s'il est souhaitable de passer à un produit à NE inférieur. Si un moteur sujet à la formation de laque est remplacé par un carburant purement distillé (0,1% de soufre), LUKOIL recommande de changer le lubrifiant du système.

S'éloigner d'un niveau élevé de soufre peut très bien présenter des possibilités dans la conception et le fonctionnement des systèmes de lubrification. Avec des carburants à faible teneur en soufre offrant un environnement moins corrosif pour la chemise, le refroidissement de la chemise peut être optimisé. Le temps de séjour des lubrifiants pour cylindres peut être prolongé car la neutralisation acide n'est pas une exigence aussi exigeante pour les huiles à faible teneur en soufre. Les exigences en matière d'additifs sont moins nombreuses et les huiles lubrifiantes pour cylindres peuvent donc se concentrer davantage sur une plus grande stabilité à l'oxydation, le contrôle des dépôts et la lubrification.