Αξονικά συστήματα πρόωσης χρησιμοποιώντας λίπανση με θαλασσινό νερό

Οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί που βρίσκονται ήδη σε διαδικασία εφαρμογής και αυτοί που βρίσκονται ακόμη υπό ανάπτυξη αντιπροσωπεύουν μια ριζική στροφή προς τη μείωση και τελικά την εξάλειψη των εκπομπών άνθρακα από τη βιομηχανία. Οι πλοιοκτήτες πρέπει να διαμορφώσουν τις επιχειρηματικές τους στρατηγικές ώστε να αντικατοπτρίζουν τους αυστηρότερους περιβαλλοντικούς ελέγχους την επόμενη δεκαετία και μετά. Ωστόσο, το επίκεντρο όλων αυτών των κανονισμών φαίνεται να σχετίζεται περισσότερο με τις ατμοσφαιρικές εκπομπές και λιγότερο με τις εκπομπές που σχετίζονται με τη ρύπανση των ωκεανών-υδάτων. Η ABS σκοπεύει να το επισκεφθεί ξανά μέσω των εγκαταστάσεων Ερευνας και Ανάπτυξης στο γραφείο της ABS στην Αθήνα.

Τα περισσότερα ποντοπόρα πλοία διαθέτουν πρυμναία έδρανα χοάνης που λιπαίνονται με έλαια, ενώ χρησιμοποιούν λιπαντικά έλαια σε μηχανήματα στο κατάστρωμα αλλά και κάτω από την επιφάνεια του νερού. Τα τελευταία χρόνια, έχει αυξηθεί ο προβληματισμός για τη διαρροή λιπαντικού ελαίου από το πρυμναίο έδρανο χοάνης που κάποτε υπολογίζονταν ως κανονική κατανάλωση λειτουργίας, ενώ πλέον θεωρείται ρύπανση συνδεδεμένη με νομικές συνέπειες. Η εστίαση στη διαρροή από το πρυμναίο έδρανο χοάνης και η παραγωγή άλλων ειδών λιπαντικών για ναυτιλιακή χρήση οδήγησαν στην ανάγκη αξιολόγησης εναλλακτικών μέσων λίπανσης, παρακολούθησης και πρόληψης της απόρριψης λιπαντικών κατά τη λειτουργία των πλοίων στα λιμάνια και την ανοιχτή θάλασσα. Οι πρόσφατες τεχνολογίες δεν έχουν επιλύσει το πρόβλημα της μόλυνσης των θαλάσσιων υδάτων από τα λιπαντικά έλαια που διαρρέουν μέσω των πρυμναίων εδράνων χοάνης των πλοίων, ενώ οι περιβαλλοντολογικές ρυθμίσεις έχουν εστιάσει στην ατμοσφαιρική ρύπανση και τις σχετιζόμενες εκπομπές αερίων.

Ο ABS μαζί με τη Thordon Bearings Inc, την SDARI στην Κίνα και το ΕΜΠ εκκίνησαν μελέτη με στόχο να διερευνήσουν μία σημαντική εναλλακτική παρέμβαση στη σχεδίαση του εσωτερικού του πρυμναίου τμήματος ενός κοινού εμπορικού πλοίου. Η κοινοπραξία αναθεώρησε τη σχεδίαση ενός υπάρχοντος πλοίου μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων και προχώρησε σε σχεδιαστικές παρεμβάσεις που συμπεριλαμβάνουν μεταξύ άλλων και την εγκατάσταση εδράνων που χρησιμοποιούν το θαλασσινό νερό ως λιπαντικό μέσο.

Η εγκατάσταση πρυμναίων εδράνων λιπαινόμενων από θαλασσινό νερό δεν αποτελεί πρωτοπορία﮲ ήδη πολλά πολεμικά και εμπορικά πλοία έχουν εγκαταστήσει επιτυχημένα τέτοιου είδους έδρανα. Εντούτοις, η συγκεκριμένη σχεδίαση είναι πρωτότυπη στο ότι προτείνει την αφαίρεση της χοάνης μειώνοντας το μήκος του άξονα, την εγκατάσταση αποσβεστήρα στρεπτικών ταλαντώσεων για την απαλειφή του φραγμένου εύρους στροφών και τελικά τη δημιουργία ενός θαλάμου ακανόνιστου σχήματος πρυμναία του διαφράγματος του μηχανοστασίου, ο οποίος παρέχει αρκετά πλεονεκτήματα για την επιθεώρηση του αξονικού και των εδράνων κατά τη διάρκεια ζωής του πλοίου. Εκτός από τον μηδενικό κίνδυνο μόλυνσης των θαλάσσιων υδάτων και την απουσία περιοδικών αντικαταστάσεων λιπαντικού, προκύπτει το επιπρόσθετο πλεονέκτημα του πρωτοποριακού Θαλάμου Ακανόνιστου Σχήματος, ο οποίος επιτρέπει την ανθρώπινη πρόσβαση για επιθεώρηση έως και αντικατάσταση του εδράνου από το εσωτερικό του πλοίου. Αυτό συνεπάγεται ότι η αντικατάσταση εδράνου ή η επιθεώρηση εδράνου και άξονα δεν απαιτούν τον δεξαμενισμό του πλοίου, την αφαίρεση του άξονα και της προπέλας ή τη νέα ευθυγράμμιση του άξονα. Ως επακόλουθο, μία εργασία ευθυγράμμισης αξονικού συστήματος σε δεξαμενή, που τυπικά διαρκεί δύο εβδομάδες και κοστίζει κατά μέσο όρο 100.000 δολάρια, πλέον μπορεί να πραγματοποιηθεί σε μία μόνο ημέρα και ενώ το πλοίο επιπλέει και χωρίς τη χρήση δεξαμενής. Η πρωτότυπη αυτή σχεδίαση συμμορφώνεται με όλους τους κανόνες και κανονισμούς του νηογνώμονα, όπως αυτούς που διέπουν τη στρεπτική και αξονική ταλάντωση, την ευθυγράμμιση του άξονα και τις απαιτήσεις δομικής ακεραιότητας. Ο συνυπολογισμός της φθοράς του εδράνου στη βελτιστοποίηση του αξονικού συστήματος διασφαλίζει τη μακροζωία του συστήματος.

O συμβολισμός TCM-W του ABS μπορεί να εφαρμοστεί σε αυτήν την περίπτωση, δίνοντας τα ίδια πλεονεκτήματα με τα παραδοσιακά συστήματα εδράνων λιπαντικού λαδιού, δηλαδή ένα μέγιστο διάστημα επιθεώρησης 15 ετών. Για την καλύτερη περιγραφή της πρότασης χρησιμοποιώντας τις σύγχρονες τεχνολογικές δυνατότητες, ένα τρισδιάστατο CAD αρχείο πραγματικών διαστάσεων επεξεργάστηκε κατάλληλα για την παροχή μιας περιήγησης εικονικής πραγματικότητας στο μηχανοστάσιο μειωμένων διαστάσεων και του Θαλάμου Ακανόνιστου Σχήματος. Επιπρόσθετα, για μεγαλύτερη λεπτομέρεια της ιδέας, παρέχεται βίντεο που παρουσιάζει τη διαδικασία αντικατάστασης του εδράνου ενώ το πλοίο βρίσκεται στη θάλασσα.

Δρ Χρήστος Λεοντόπουλος, PhD, MBA, CEng, FIMechE Director, Global Ship Systems Centre