Diesel brandstof - Hoe vervuiling tegen te gaan - deel 1

Martin C.S. Brandsma, Technische Commissie

Dit artikel gaat over wat er mis kan gaan met de door ons gebruikte diesel brandstof en vooral over wat wij zelf kunnen doen om dit te voorkomen. Veel onheil voortkomend uit het brandstofsysteem, is met enige zorg te voorkomen of te behandelen. Mijn ervaring is dat mensen vaak het brandstofsysteem mijden om dat daarin wat moeilijker te verklaren dingen gebeuren. Dingen die ook nog niet goed zichtbaar zijn.

Door middel van drie artikelen wil ik daar graag verandering in brengen en dieper ingaan op allereerst de gebruikte brandstof en hoe die te behandelen. Daarna nemen we het filtersysteem onder de loep en tenslotte gaan we de werking van brandstofpomp en verstuivers bekijken. Dit alles op een manier die ook de niet techneuten zal aanspreken. Kennis hebben van wat er in een brandstofsysteem gebeurd, heeft tot gevolg dat je er anders tegenaan gaat kijken en er ook anders mee omgaat. Schade aan brandstofpompen en verstuivers kosten veel geld en ik hoop door deze drie artikelen u de middelen en de kennis te geven om deze hoge kosten te voorkomen.

Verontreiniging in diesel brandstof
We kennen het allemaal. Misschien onder verschillende namen zoals dieselolie, gasolie peut en mazoet het sapje dat de meeste mensen vinden stinken en sommige lekker vinden ruiken. Wat u er ook van vindt, nodig hebben wij het sapje wel als we onze onderwatergenua willen gebruiken. Er zijn boeken vol geschreven over verontreiniging, maar wat u echt interesseert is hoe er vanaf komt en hoe het in de toekomst te voorkomen.

Nu moeten we verschillende 'vervuilingen' onderscheiden, te weten:

1. Vervuiling door zand/stof en vuil deeltjes die in de brandstof aanwezig zijn.
2. Vervuiling door water en of andere vloeistoffen waarvan water door het hogere soortelijke gewicht (1,0) dan gasolie (0,86) naar de bodem van de tank zinkt.
3. Vervuiling door bacteriën, schimmels en gisten en/of een combinatie van deze.

Laten we de verschillende vormen van vervuiling eens stuk voor stuk doornemen en eens zien wat we eraan kunnen doen om deze vervuilingen te behandelen en te voorkomen.

Vervuiling 1: Vervuiling door zand/stof en vuil deeltjes in de brandstof
Daar kunnen we gemakkelijk zelf iets aan doen namelijk, reinheid betrachten bij het vullen en opslaan van de gebruikte brandstof. De eventuele jerrycan die door u wordt gebruikt is schoon van binnen. Er bevind zich natuurlijk geen vuil, zand of stof op de bodem. Heeft de dop op de jerrycan gezeten terwijl hij leeg was? Geen dop betekent dat het fijne stof aan de wanden zit geplakt goed spoelen voor gebruik is dan noodzakelijk. Wat te denken van de door u gebruikte trechter? Los onderin de bakskist trekt het stof en vuil aan. Na gebruik in een plastic zak doen lost dit probleem op.

Goede filtering door een combinatie van een voorfilter met waterafscheider en een fijn filter kunnen de in de brandstof aanwezige water en vuildeeltjes wel opvangen. Goede filtering wil zeggen filters die schoon zijn. Dit klinkt misschien raar maar vervuilde filters, filters die al een lange tijd dienst doen, laten minder brandstof door maar wel met meer vuil. Goede filtering wil ook zeggen een goede maaswijdte, of anders gezegd de juiste doorlaat in het filtermateriaal. Wat goede filtering is, gaan we in het volgende tweede artikel tot in detail bekijken. Laat het brandstof niveau niet te laag komen. Met andere woorden, draai de tank niet leeg of bijna leeg want bijna al de verontreiniging zit op of dicht bij de bodem.

Vervuiling 2: Door water en of andere vloeistoffen
Is gecompliceerder maar er is door ons zelf genoeg aan te doen. Reinheid bij het vullen is ook hier troef. Zorg dat de tankdop, vooral als hij in het dek is verzonken, schoon en droog is voor hij wordt geopend en dek de zaak af als er in de stromende regen brandstof moet worden ingenomen. Let ook op de afdichting van de tankdop. Vooral het afdichtingvlak en de rubber ring of O-ring die de afdichting moet verzorgen. Let op droogtescheuren of simpelweg kapotte of versleten rubber afdichtingen. De eventuele jerrycan die door u gebruikt is natuurlijk schoon van binnen. Er bevindt zich geen water of andere vloeistof op de bodem. U kent het wel, 'ach dat beetje tweetakt benzine dat mixt wel hoor', niet doen dus!

Verontreiniging met andere vloeistoffen is moeilijk te zien maar wel vaak te ruiken. Wees daarom altijd achterdochtig bij een restant gasolie die iemand heeft staan en waar 'niets' mee aan de hand is. Brandstoffen, en vooral gasolie, is een ideale vloeistof om schadelijke afval vloeistoffen in te dumpen. We verbranden het immers toch. Als u iets 'vreemds' ruikt aan de gasolie, niet gebruiken en laten staan! Ook de tank 'ontluchting' is een punt van aandacht. Waar bevindt die zich? Kan de 'ontluchting', die niet alleen ontlucht bij het vullen van de tank maar ook lucht inlaat bij het zakken van het brandstofpeil dus ook als de brandstof afkoelt, vuil en of water mee naar binnen halen?

Vervuiling 3: Vervuiling door bacteriën, schimmels en gisten
Dit is de meest gecompliceerde als het gaat om het voorkomen ervan. We spreken hier ook niet van een vervuiling maar van een besmetting door micro-organismen. Met micro organismen worden bacteriën, schimmels, gisten en een combinatie van deze bedoeld. Het probleem dat kan ontstaan is dat de brandstoffilters verstopt raken en er door verminderde smering schade aan de inspuitstukken kan ontstaan. Ook zal de kleur en geur van de brandstof veranderen en zal slijmvorming en zichtbare schimmelvorming optreden. U kunt zich waarschijnlijk wel voorstellen wat het dichtslaan van brandstof filters tot gevolg heeft. In het bijzonder als u op het probleemloos functioneren van uw motor rekent.

Waardoor ontstaat deze narigheid en wat kunnen we er tegen doen?
Allereerst enige uitleg over het ontstaan van de besmetting en de gevolgen. Sporen van de micro-organismen zijn altijd in de lucht aanwezig maar om tot ontwikkeling en tot vervuilingproblemen te komen is het juiste leefmilieu noodzakelijk. Het leefmilieu voor de micro-organismen is het in de tank aanwezige water. Deze micro-organismen leven in het water en voeden zich met de gasolie. Ook vinden de micro-organismen een temperatuur van 10 tot 40° C wel lekker en gedijen dus goed. Een besmetting, hoe gering ook, ontwikkelt zich zeer snel. Denk bij het woord snel aan een tijdsduur van ongeveer twaalf uur om 1.000.000 maal groter te worden. Deze snelheid is ook afhankelijk van het voedselaanbod, de koolhydraten en de hoeveelheid water in de brandstof. Bij de hoeveelheid water moet u bedenken dat twee vingerhoedjes water in een tank al voldoende is om een voedingsbodem te vormen. Buiten de normale voedingstoffen, zoals de koolhydraten, kunnen de toegevoegde additieven (dopes) aan de gasolie ook een voedingsbron creëren.

Gasolie is een raffinage product dat wordt verkregen uit ruwe aardolie en is door de gebruikte raffinage technieken nogal kwetsbaar voor vervuiling. Het raffinageproces van gasolie vindt plaats bij hoge temperaturen zodat eventueel aanwezige micro-organismen worden gedood. Enkele processen worden uitgevoerd met oververhitte stoom, wat betekent dat ook na droging door afkoeling een geringe hoeveelheid vrij water kan ontstaan. Gasolie krijgt dan ook na raffinage enige tijd rust om af te koelen en het water af te scheiden. De gasolie gaat op het water drijven waarna het water makkelijk is af te tappen. Onderin onze brandstoftank bevindt zich altijd water. De aanwezigheid van dit water is niet zozeer aan u te wijten maar o.a. aan het eventuele water dat door de brandstofleverancier wordt verstrekt bewust of onbewust!

Ook de brandstofleverancier, bijvoorbeeld het bunkerschip, heeft last van condensatie in de opslagtanks. Tijdens het opwarmen en afkoelen van de tank ontstaat condens op de tankwanden en komt na voldoende afkoeling als vrij water in de gasolie. Bij veel jachthavens wordt de brandstof opgeslagen in bovengrondse tanks wat het hiervoor beschreven proces in de hand werkt. Het enige wat wij er aan kunnen doen is het aanwezige water dagelijks aftappen. Hier hebben we een zwak punt. Wie van ons heeft een goed aftappunt op het diepste punt van de brandstof tank? Nou ik niet. Bij mijn Taling 33 zit de tank in de kiel en bij diverse andere schepen die ik ken is een aftapmogelijkheid ook niet aanwezig. De tank zo vol mogelijk houden is de volgende optie. Dit verkleint het condens oppervlak van de dieseltank. Indien de tank bereikbaar is kan b.v. door de een deksel of tankvlotter opening met behulp van een plastic pijpje, slang en een pompje het vuil en het aanwezige water worden opgezogen. Doe dit heel voorzichtig om niet teveel vuil op te woelen wat zich weer door de tank kan verspreiden.

Een heel oud trucje is het water op de bodem van de tank met behulp van een tampon op te zuigen, als u er bij kunt natuurlijk. Duw de tampon met een plastic pijpje, met het touwtje vast gebonden aan het uiteinde, zo snel mogelijk naar de bodem, ja door de gasolie heen, en laat het een poosje op de bodem liggen. Het aanwezige water wordt nu opgezogen en de eventuele gasolie verlaat de tampon. Trek na enige tijd de tampon met behulp van het pijpje snel door de gasolie naar buiten en zie daar: het water is er uit. Herhaal deze actie indien nodig totdat alle water is verdwenen. Voor de sceptici onder ons, test het maar eens in een jampot, een bodem water en gasolie erop, tampon er in, water er uit. Als we dus preventief te werk gaan en de micro-organisme hun leefmilieu ontnemen, het water verwijderen dan kunnen we deze ongelijke strijd winnen.

Een andere mogelijkheid, maar dat is meer symptoombestrijding, is de chemie te hulp te roepen en een vloeistof, een zogenaamde biocide, aan de gasolie toe te voegen, bijvoorbeeld GrotaMar 71. Er zijn op dit moment in de betere watersportzaken goede biocide te koop die ook preventief ingezet kunnen worden. Bij gebruik van een biocide dient u wel stipt de voorschriften op te volgen voor wat betreft de toe te voegen hoeveelheid per tank en goed beseffen dat we het hier over een zeer giftig goedje hebben. Veiligheid en verantwoord gebruik staan hier bovenaan.

Nog een mogelijkheid om 'besmette' gasolie te reinigen is met bijvoorbeeld DE-BUG L-140. Dit is een Magnetisch Brandstof Sterilisatie Systeem tegen Micro-Biotiche besmetting in dieselbrandstoffen. Hoe dit systeem precies werkt bekijken we in een volgend artikel over het filter systeem.

Samenvatting: Brandstof vervuiling en wat is er aan te doen om het te voorkomen
    Vervuiling 1:  Vervuiling door zand/stof en deeltjes in de brandstof.
    Vervuiling 2:  Door water of andere vloeistoffen.
    Vervuiling 3:  Vervuiling door bacteriën, schimmels en gisten.

Te nemen actie voor alle drie de vervuilingen 1,2,3:

• Goed schoon en droog houden van jerrycans, trechters en slangen
• Goed schoon en droog maken en houden van tankdop en tankdop omgeving
• Afdichting van de tankdop moet in goede conditie zijn, let op rubber ringen e.d.
• Tank ontluchting op de goede plaats, dat wil zeggen geen water of vuil op kunnen zuigen.
• Tank niet geheel leeg draaien water/zand/stof en bacteriën vervuiling zit onderin.
• Tank zo vol mogelijk houden dit ook om het condensatie oppervlak te verkleinen.
• Water in de tank regelmatig aftappen, indien mogelijk.
• Filtering van de brandstof maar die behandelen we in het volgende artikel.

U ziet dat er veel overeenkomsten zijn in oorzaak en gevolg en hoe vervuiling is te behandelen en te voorkomen.

(Foto: Een voorbeeld van een hoeveelheid water onder de brandstof met op het scheidingsvlak tussen water en brandstof de micro-organisme in hun leefmilieu.)

Reactie van lezer op bovenstaand stuk

Naar aanleiding van het eerste stukje dat ik heb geschreven, ontving ik een e-mail van een aandachtige en ter zake kundige lezer die mij op een mogelijke aanvulling op mijn verhaal attendeerde. De lezer merkte geheel terecht op dat er een bij een bacteriologische vervuiling een verschil bestaat in wat de bacteriën doen en wat hun uitwerpselen (de biomassa) doet. Dat de bacteriën op zich niet de schade aan filters en inspuitstukken kunnen veroorzaken maar dat daar de biomassa de oorzaak van is. Die biomassa gaat zich binden tot lange slijmerige slierten die dan het filter blokkeren. Dit heeft dan tot gevolg dat inspuitstukken zoals pompen en verstuivers hun brandstof wordt onthouden, dus ook hun smering, en er schade door metallisch contact ontstaat. Ook moeten we zien dat de toevoeging van een biocide wel de bacteriën dood maar niet de biomassa doet verdwijnen uit de tank. Dit moet door filteren of reinigen gebeuren. Ik wilde u deze aanvulling niet onthouden, lezer bedankt.

Filtering van Diesel Brandstof

Zoals in het bovenstaande stuk al aangegeven zal ik hieronder dieper ingaan op het filtersysteem van onze motor. De onderwerpen die hierbij aan bod komen zijn;

1. Filtermateriaal
2. Filterconstructie
3. Filtermontage
4. Filteronderhoud

1: Filtermateriaal:

Onze moderne brandstoffilters bestaan meestal uit een soort kunststof textiel dat met een zekere grofheid (maaswijdte) wordt geweven. Er zijn ook filters die uit cellulose papier zijn gemaakt maar cellulose heeft de eigenschap om water uit olie op te nemen. Bij een te grote hoeveelheid opgenomen water gaat het papier zwellen en blokkeert de doorstroming. Hierdoor wordt het minder toegepast en wordt in moderne filters vaak kunststof filtermateriaal gebruikt. Dit materiaal moet natuurlijk ook goed bestand zijn tegen dieselolie en alle toevoegingen die daar in kunnen zitten. Een heel belangrijke eigenschap van het filtermateriaal moet zijn dat het ook tegen water kan, geen vrij water want dit moet er al uit zijn voordat de brandstof door het filter gaat, maar waar het hier overgaat, is het opgenomen water door de dieselolie. Het kunststoftextiel filtermateriaal mag niet opzwellen onder invloed van dit opgenomen water. Gebeurt dit wel dan verandert de maaswijdte en laat het filter minder brandstof door met alle gevolgen van dien ( zie het cellulose filter). Hoe goed de kwaliteit is van het 'filterdoek' wordt bepaald door de fabrikant van het filter. Een kwalitatief goede materiaal keus drijft de prijs van een filter op. Het effect van een filter hangt af van zijn efficiëntie. Wat ik daar mee bedoel wordt in figuur 1 duidelijk.

In figuur 1 zien we een filter met een doorlaat van twee Micron en een efficiency van 98 procent. Dus twee procent van de deeltjes groter als twee Micron wordt doorgelaten in tegenstelling tot zijn broer die 50 procent van de deeltjes groter dan twee Micron doorlaat. U begrijpt dat kwaliteit een prijs heeft en het meest efficiënte filter materiaal is daardoor ook het duurste materiaal.

Brandstoffilters, en eigenlijk alle filters, dienen ook mechanisch aan een aantal eisen te voldoen. Te weten:

• zo groot mogelijk filterend oppervlak bieden. (denk aan de levensduur);
• voldoende weerstand bieden aan verhoogde druk tijdens het vervuilingproces;
• bestand zijn tegen alle voorkomende stoffen in brandstof en smeerolie.

2: Filterconstructie:

Het filter bestaat, zoals u nu inmiddels weet, uit een materiaal waaraan we nog al wat eisen stellen. In figuur 2 kunt u zien hoe het er uit ziet als het materiaal verwerkt is tot een filterpatroon, welke los in een huis geplaatst kan worden of wordt voorzien van een stalen jasje die in sommige gevallen ook in een waterafscheider gemonteerd worden. Dit kunnen we in figuur 3 zien.

In figuur 4 zien we de opbouw van een filterelement. Te beginnen bij;

1. de rubber afdichtingring;
2. de filterbase of het bevestigingvlak;
3. het filtermateriaal;
4. de kunststof kern die het filter zijn weerstand tegen in elkaar drukken moet geven.

De brandstof gaat van buiten naar binnen door het filter dus de schone gefilterde brandstof verlaat in het midden het filter. De waterafscheider/filter waar wij het nu over hebben heeft een filter maaswijdte van ongeveer 40 µM (Micron). Het op de motor gemonteerde fijn filter een heeft maaswijdte van twee tot vijf µM.

3: Filtermontage:

De brandstof die de tank heeft verlaten, onder invloed van de zuigkracht van de lagedruk brandstofpomp, gaat allereerst door de waterafscheider. Deze maakt gebruik van het verschil in dichtheid. Water heeft een grotere dichtheid dan brandstof. Het water blijft achter op de bodem van de afscheider alwaar het zich gemakkelijk laat aftappen. Er zijn richtlijnen voor het monteren van een water afscheider/filter die, om u van een goede werking te verzekeren, dienen te worden gevolgd. De waterafscheider/filter die hier wordt besproken is een extra dus optioneel onderdeel.

Richtlijnen voor montage:

1. Alle op de motor aanwezige filters dienen te worden gehandhaafd en op dezelfde plaats gemonteerd te blijven als de fabrikant ze heeft geplaatst;
2. De waterafscheider/filter dient te worden gemonteerd tussen de tank en de motor, de zuigaansluiting van de lage drukbrandstofpomp (zie figuur 6);
3. Let goed op de stroomrichting van de waterafscheider/filter die is namelijk van cruciaal belang voor de goede werking van het apparaat;
4. Laat als het mogelijk is de gehele brandstof leiding met afschot naar de tank lopen dwz laat vanaf de motoraansluiting de leiding geleidelijk aflopen naar de tank;
5. Plaats de waterafscheider/filter zo dicht mogelijk bij de tank, dit om neerslaan van het water en vuil in de leiding zo veel mogelijk te beperken;
6. Installeer de waterafscheider/filter bij voorkeur hoger dan de boven zijde van de tank, het voordeel hiervan is dat ingeval van lekkage aan het filter de tank niet leeg loopt;
7. De waterafscheider/filter mag nooit aan de leidingen hangen maar dient tegen een verticaal schot of wand te worden gemonteerd;
8. De waterafscheider/filter mag niet boven een elektrisch apparaat of aansluitingen kast of klemmenrail worden gemonteerd (denk aan het aftappen van water);
9. Zorg voor voldoende ruimte onder de waterafscheider/filter om aftappen en eventueel vervangen gemakkelijk te maken.

De-bug L140 is eigenlijk geen filter maar een huis met daarin magneten die in de brandstofstroom zijn geplaatst. Deze magneten steriliseren de bacteriën waardoor uitbreiding door groei van de bacteriekolonie wordt voorkomen. We kunnen de-bug dus onder de preventieve maatregelen scharen. Of het werkt….? In mijn beroep spreek ik veel gebruikers van dieselmotoren en die gebruikers zijn heel verschillend in hun mening over de resultaten. Deze meningen lopen van uiteen van ‘boerenbedrog’ tot ‘perfect’ In de toekomst zal de ANWB een onderzoek doen naar de zin of onzin van dit apparaat en een artikel publiceren in de Waterkampioen.

4: Filteronderhoud

Vervang minimaal éénmaal per jaar uw brandstof fijn filter, het origineel van uit de fabriek gemonteerde filter. Vervang dit filter door een origineel exemplaar of als u dat niet heeft een filter wat de voorgeschreven maaswijdte heeft voor uw brandstofsysteem (zie handleiding motor).

Waterafscheider/filter:

Tap regelmatig (éénmaal per maand) de waterafscheider af door de plug of kraan aan de onderzijde van de waterafscheider. Zie figuur 5. Vervang minimaal eenmaal per jaar het filterelement . Draai filterelementen zoals in figuur 3 en 4 nooit met behulp van een tang of knevel vast maar draai het filterelement nadat u de rubber afdichtingring licht met motorolie heeft ingesmeerd met de hand goed vast.

Goed vast is ongeveer een halve slag vaster nadat de rubber afdichtingring het afdicht vlak raakt. Na een verversing van de filters is het systeem gevuld met lucht en die moet er uit. Op de meeste motoren is een handpompje aanwezig (zie handleiding motor) dat u bij het ontluchten van het systeem nodig heeft. Draai de ontluchting bout of nippel boven op de hoogdrukbrandstofpomp los (zie handleiding motor) en begin rustig te pompen (zie figuur 6). Nadat eerst de waterafscheider/filter is volgezogen, komt het fijnfilter op de motor aan de beurt dat dan volgezogen wordt. Daarna is het de beurt van de hoogdrukbrandstofpomp om vol geperst te worden. Tijdens dit beschreven proces vult u dus het brandstofsysteem op en duwt de brandstof de lucht voor zich uit naar de hoogdrukbrandstofpomp waar de lucht door het kraantje of ontluchtboutje ontsnapt. Als er geen lucht maar enkel heldere brandstof uit het kraantje/boutje stroomt, is het systeem ontlucht. Start de motor en laat hem rustig stationair draaien (zonder ingeschakelde koppeling). Controleer alle afdichtingen grondig op lekkage.

Als het gehele hiervoor beschreven proces op u misschien wat omslachtig en precies overkomt, heeft u gelijk, dat is het namelijk ook precies en omslachtig. Werken in en aan een brandstof systeem vereist, nauwkeurig en schoon werken en de dingen in de goede volgordedoen. Als u de bovenstaande aanwijzingen hebt opvolgt garandeer ik u voor wat de filters betreft een probleemloos vaarseizoen. In figuur 6 zien we de brandstof installatie in zijn geheel zoals het bij veel (niet alle) motoren is voorzien.

1. De brandstof tank (let op de punt onderin om het water te verzamelem)
2. Waterafscheider / Groffilter ± 40 µM (Micron)
3. Fijn filter (is vaak op de motor gemonteerd) twee tot vijf µM (Micron)
4. Handopvoerpomp (Kan ook één geheel zijn met de motorgedreven pomp)
5. Motor gedreven brandstofopvoerpomp en hoogdrukbrandstofpomp.
6. De dieselmotor
7. Wateraftappunt