為降低潤(rùn)滑油泄漏對(duì)海洋環(huán)境的影響，美國(guó)環(huán)保署(U.S. Environmental Protection Agency，簡(jiǎn)稱EPA)于2013年發(fā)布“國(guó)家污染物排放消減船舶通用許可”(簡(jiǎn)稱VGP 2013)，要求進(jìn)入美國(guó)水域船舶使用環(huán)保潤(rùn)滑油(Environmentally acceptable lubricants，簡(jiǎn)稱EAL)。DNV最新調(diào)查顯示，VGP 2013強(qiáng)制生效后，使用EAL的新建船和老舊船出現(xiàn)尾軸高溫?fù)p傷案例不斷增多，引發(fā)行業(yè)對(duì)EAL與礦物潤(rùn)滑油性能差異和尾軸高溫原因的調(diào)查研究。本文對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行梳理匯總，并對(duì)使用EAL的船舶提出避免軸系損傷的建議，供業(yè)界參考。

　　一、VGP 2013中EAL相關(guān)規(guī)定

　　VGP 2013第2.2.9條規(guī)定：所有進(jìn)入美國(guó)水域(沿海3公里)長(zhǎng)度超過(guò)79英尺(24.08m)的商船，在油水界面上必須使用EAL，除非技術(shù)上不可行。為更好理解該規(guī)定，對(duì)相關(guān)概念進(jìn)行解釋。

　　油水界面：存在油水界面的設(shè)備包括但不限于以下幾種：可調(diào)距槳、推進(jìn)器液壓油及其他可能從油封或表面排放潤(rùn)滑油入海的設(shè)備(如明輪、尾軸管、螺旋槳軸承、減搖裝置、舵承、全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器、吊艙式推進(jìn)器、浸沒(méi)的鋼絲繩和機(jī)械設(shè)備等)。VGP 2013推薦但不強(qiáng)制甲板機(jī)械等可能有雨水沖刷造成污染的設(shè)備使用EAL。

　　EAL：滿足“可生物降解”、“最低限度毒性”和“非生物積聚”特性的潤(rùn)滑油。目前滿足VGP 2013的EAL包括但不限于通過(guò)以下認(rèn)證并獲得標(biāo)識(shí)的油品：

　　1.German Blue Angel;

　　2.European Eco-label;

　　3.Nordic Swan;

　　4.the Swedish Standards SS 155434 and 155470;

　　5.Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic(OSPAR) ;

　　6.EPA’s Design for the Environment(DfE)。

　　技術(shù)上不可行：1.沒(méi)有經(jīng)認(rèn)可的滿足設(shè)備制造商規(guī)格書(shū)要求的EAL可供使用;2.需預(yù)潤(rùn)滑的設(shè)備(如鋼絲繩)沒(méi)有可用的EAL替代產(chǎn)品;3.船舶航經(jīng)港口無(wú)法獲得滿足制造商規(guī)格書(shū)要求的EAL產(chǎn)品;4.必須等到船舶進(jìn)干塢時(shí)才能更換或使用EAL。

　　EPA原則上認(rèn)為2013年12月19日以后建造的新船不存在技術(shù)上不可行的條件，因?yàn)?ldquo;新船”在設(shè)計(jì)、選型階段可以選擇符合EAL要求的產(chǎn)品，同時(shí)也可以通過(guò)使用海水潤(rùn)滑系統(tǒng)或空氣密封裝置來(lái)規(guī)避EAL的要求。

　　EPA在FAQs中舉了兩個(gè)例子：1.以新造船為例，某船已與尾密封產(chǎn)品提供商簽訂合同，但尾密封提供商沒(méi)有與EAL相匹配的密封系統(tǒng)，EPA解釋為不具備“技術(shù)上不可行”的條件，雖然有合同在先，但船廠可以選擇其他類型的密封系統(tǒng)。2.以現(xiàn)有船為例，在下次干塢檢驗(yàn)之前，現(xiàn)有設(shè)備中兩種潤(rùn)滑油不能混用或密封材料和潤(rùn)滑油無(wú)法更換，可視為技術(shù)上不可行，此時(shí)船舶經(jīng)營(yíng)人應(yīng)對(duì)無(wú)法使用EAL的原因做出說(shuō)明并記錄在冊(cè)，在年度報(bào)告中標(biāo)示未使用部位，直至下次干塢檢驗(yàn)時(shí)更換EAL。

　　二、EAL與礦物油區(qū)別

　　(一)EPA調(diào)查研究

EPA將EAL基礎(chǔ)油分為植物油、合成酯 、聚亞烷基二醇(簡(jiǎn)稱PAG)，并將EAL與礦物油進(jìn)行對(duì)比。EAL除具備“可生物降解”、“最低限度毒性”和“非生物積聚”特性外，還包含以下優(yōu)缺點(diǎn)：

　　(二)主流船級(jí)社調(diào)查研究

　　ABS和DNV GL分別發(fā)起了兩個(gè)研究項(xiàng)目，研究EAL與礦物油之間的差異，研究成果匯總?cè)缦拢?/p>

　　1. 粘度是選擇EAL的最主要因素，粘度越大，最小油膜厚度和潤(rùn)滑油承載能力越大，選擇相比礦物油高一等級(jí)的EAL能夠提高軸系安全系數(shù);

　　2. 在較高的壓力下，相同等級(jí)的EAL相比礦物油的真實(shí)粘性更低，表現(xiàn)為在極端工況下，EAL的承載能力顯著降低。在相同粘度的EAL中選擇較高粘壓系數(shù)的潤(rùn)滑油能夠提供更高的軸系安全系數(shù);

　　3. 溫度低于40℃時(shí)，相同等級(jí)的EAL相比礦物油的真實(shí)粘性更低，導(dǎo)致船舶在冷啟動(dòng)或系泊試驗(yàn)階段更容易出現(xiàn)尾軸軸承損傷;

　　4. 相比礦物油，EAL與海水接觸后更容易形成酸性化合物導(dǎo)致軸系設(shè)備腐蝕;

　　5. 相比礦物油，EAL對(duì)軸系設(shè)計(jì)和對(duì)中工藝提出更高的要求，必須充分考慮使用EAL導(dǎo)致的軸系設(shè)計(jì)和安裝敏感性。

　　最近的航運(yùn)經(jīng)驗(yàn)顯示，老舊船舶的螺旋槳尾軸軸承損壞案例呈現(xiàn)不斷增加趨勢(shì)，DNV GL目前正對(duì)EAL中/長(zhǎng)期劣化性能、油膜形成能力、混合和邊界潤(rùn)滑行為以及EAL劣化對(duì)維護(hù)成本的影響開(kāi)展研究。

　　三、船級(jí)社對(duì)EAL規(guī)范強(qiáng)制生效的應(yīng)對(duì)措施

　　(一)CCS的應(yīng)對(duì)措施

　　CCS于2013年9月4日發(fā)布技術(shù)通告，詳細(xì)介紹美國(guó)環(huán)保署關(guān)于“船舶油水界面使用環(huán)保潤(rùn)滑油”的規(guī)定。VGP 2013生效后，CCS即開(kāi)始跟蹤市場(chǎng)使用情況，在高溫報(bào)警比較集中的轄區(qū)開(kāi)展調(diào)查研究，并于 2014年11月7日成功召開(kāi)“美國(guó)環(huán)保署環(huán)保潤(rùn)滑油應(yīng)用研討會(huì)”。

　　CCS于2016年發(fā)布《美國(guó)環(huán)保署環(huán)保潤(rùn)滑油要求實(shí)施檢驗(yàn)指南2016》，2019年根據(jù)用戶使用反饋意見(jiàn)對(duì)該版本進(jìn)行修訂，發(fā)布2019版本。指南中詳細(xì)闡述美國(guó)環(huán)保署有關(guān)EAL的技術(shù)要求;結(jié)合美國(guó)環(huán)保署有關(guān)規(guī)定，制定“EAL”附加標(biāo)志檢驗(yàn)要求，明確相關(guān)檢驗(yàn)流程和技術(shù)要點(diǎn);針對(duì)目前EAL使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，從軸系設(shè)計(jì)、安裝工藝和操作方法等方面，對(duì)軸系采用EAL的船舶提出了關(guān)鍵控制點(diǎn)。

　　(二)DNV GL的應(yīng)對(duì)措施

　　DNV GL根據(jù)聯(lián)合研究項(xiàng)目最新成果更新了尾軸驗(yàn)收規(guī)范，在油膜潤(rùn)滑驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中增加EAL粘度影響參數(shù)，區(qū)分了環(huán)保潤(rùn)滑油和礦物油，以保證使用EAL時(shí)擁有與礦物油相同的軸系安全系數(shù)，最新驗(yàn)收規(guī)范已于2019年7月1日生效。為了更好提高軸系安全系數(shù)，DNV GL引入了兩種船級(jí)符號(hào)Shaft align (1) and Shaft align (2)供船東選擇。

　　四

　　對(duì)使用EAL船舶的相關(guān)建議

　　VGP 2013于2013年12月19日生效，2018年12月19日失效。但2018年簽署的《船舶意外排放法》(VIDA)要求EPA制定與VGP 2013同樣嚴(yán)格的船舶排放標(biāo)準(zhǔn)，新排放標(biāo)準(zhǔn)需在海岸警衛(wèi)隊(duì)制定實(shí)施條例后生效執(zhí)行，預(yù)計(jì)生效時(shí)間為2022年，在此期間VGP 2013繼續(xù)有效。因此，建議航行于美國(guó)航線上的船舶相關(guān)方注意關(guān)注新規(guī)要求及進(jìn)展，提前做好準(zhǔn)備以避免因違反新要求帶來(lái)的處罰和經(jīng)濟(jì)損失。

　　船舶設(shè)計(jì)階段：盡可能采用有尾管前軸承和多斜度軸承設(shè)計(jì);盡可能降低船舶尾軸與尾管后軸承的相對(duì)傾角;充分考慮不同裝載狀態(tài)下船體變形和螺旋槳附加彎矩的影響;采用海水潤(rùn)滑系統(tǒng)或空氣密封系統(tǒng)來(lái)規(guī)避美國(guó)環(huán)保署EAL的相關(guān)要求。

　　船舶建造階段：完善施工工藝，確保施工精度;無(wú)前軸承布置時(shí)，在軸系頂升階段，盡量避免對(duì)中間軸承的調(diào)整;提高尾軸和軸承表面粗糙度等級(jí)。

　　船舶試航階段：在開(kāi)展操舵試驗(yàn)、全回轉(zhuǎn)試驗(yàn)等之前，船舶軸系應(yīng)在低轉(zhuǎn)速、小舵角的情況下充分磨合。如能確保EAL置換充分，可先采用礦物油開(kāi)展系泊試驗(yàn)和試航，然后再更換成環(huán)保潤(rùn)滑油進(jìn)行試驗(yàn)，以消除磨合期影響，但需注意船級(jí)社規(guī)范中有無(wú)試航階段必須使用EAL的要求。

　　船舶運(yùn)營(yíng)階段：船舶交船初期，應(yīng)避免淺吃水操滿舵的情況，同時(shí)密切監(jiān)視軸承溫度變化;使用技術(shù)成熟、粘度等級(jí)相對(duì)較高的EAL;盡量避免螺旋槳非全浸沒(méi)下高速運(yùn)轉(zhuǎn);改善投油工藝，盡量降低EAL被摻雜其他雜質(zhì)的可能性;定期監(jiān)測(cè)主尾軸軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)EAL含水量、總酸值、軸承/尾軸金屬粒子含量，保證滿足潤(rùn)滑油和密封件制造商推薦的持續(xù)使用的要求。