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Nanopartikeln auf der Spur

Bei einem gut gewarteten Hydrauliksystem muss sichergestellt sein, dass sich das Öl stets in gutem Zustand befindet. Mit einem modernen Filtrationssystem lassen sich kleinste Verunreinigungen beseitigen, die bei herkömmlichen Filtrationssystemen nicht erfasst werden. Das Resultat: niedrigere Kosten, eine geringere Umweltbelastung und eine längere Ölgebrauchsdauer.

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Hydrauliköl dient in erster Linie der Kraftübertragung, ist aber auch für den reibungslosen Betrieb des gesamten Systems von entscheidender Bedeutung: Es schmiert bewegliche Teile, kühlt das System, indem es Wärme aus Bereichen mit hoher Belastung ableitet, verhindert die Korrosion von Komponenten und entfernt Verunreinigungen von kritischen Oberflächen. Eine Wartungsstrategie für ein Hydrauliksystem basiert also darauf, sicherzustellen, dass das Öl in einem sauberen Zustand bleibt.

Abrasiver Verschleiß tritt typischerweise in mechanischen Systemen mit relativer Bewegung zwischen zwei Oberflächen auf, wenn harte Partikel die sich bewegenden Oberflächen streifen. Partikuläre Verunreinigungen wie Staub, Metallteilchen, Gummi und Fasern können im System als Schleifmittel wirken und den Verschleiß von mechanischen Komponenten wie Pumpen, Lagern, Stangen, Kolben und Dichtungen beschleunigen. Durch das Entfernen dieser Partikel aus dem Öl verringert man nicht nur die Verschleißrate, sondern verlängert auch die Lebensdauer des Systems.

Kleinere Partikel und Oxidation

Mit herkömmlichen Filtrationssystemen können größere Teilchen von 5 µm bis 1 µm gut herausgefiltert werden. Allerdings deuten neue Erkenntnisse darauf hin, dass auch noch kleinere Partikel eine wichtige Rolle spielen und sich direkt auf den Abbau des Öls und damit auf die Systemleistung auswirken.

Eine Wartungsstrategie für ein Hydrauliksystem basiert also darauf, sicherzustellen, dass das Öl in einem guten Zustand bleibt.

Ein weiterer Einflussfaktor ist Oxidation, die oft im Zusammenhang mit dem Alterungsprozess eines Öls verbunden wird. Damit es zur Oxidation eines Öls kommt, müssen Sauerstoff und eine ausreichend hohe Temperatur vorhanden sein. Sind im Schmierstoff bestimmte Katalysatoren vorhanden, wird der Prozess der Oxidation beschleunigt. Eine Verunreinigung durch Partikel wirkt wie ein Katalysator für den Oxidationsprozess. Aber wenn doch das Öl bereits gefiltert ist, warum oxidieren die Öle dann immer noch?

Die Antwort findet sich in einem eher versteckten Problem: Nanopartikel, die nur ein Tausendstel so groß sein können wie die Partikel, die von herkömmlichen Filtrationssystemen abgeschieden werden. Bei der standardmäßigen Zustandskontrolle des Schmierstoffs werden diese Kleinstpartikel nicht erfasst. Stattdessen werden dem Öl üblicherweise Antioxidationsmittel beigemischt. Im weiteren Verlauf des Prozesses werden diese Additive aber aufgebraucht, so dass die Oxidation schließlich ungehindert abläuft.

Wie lässt sich Oxidation verhindern?

Eine nachhaltigere Vorgehensweise besteht darin, die Oxidationsreaktion von vorneherein zu verhindern. Zu diesem Zweck hat SKF RecondOil die sogenannte Double Separation Technology entwickelt. Bei diesem Verfahren werden Nanopartikel aus Industrieölen entfernt, so dass es gar nicht erst zu einer Oxidation kommt. Dabei wird der Alterungsprozess des Öls aufgehalten, wodurch sich die Gebrauchsdauer des Hydrauliköls verlängert.

Eine der wichtigsten Komponenten in Hydrauliksystemen ist die Dichtung, die das Öl im System zurückhält und dafür sorgt, dass keine Verunreinigungen eindringen. Ohne Dichtungen wären Hydrauliksysteme einfach nicht funktionsfähig. Bei der Auswahl der geeigneten Dichtungsausführung und des geeigneten Dichtungswerkstoffs müssen die jeweiligen Betriebsbedingungen, wie Temperatur, Druck und Hydrauliköl, unbedingt berücksichtigt werden.

Die chemische Zusammensetzung von Hydraulikölen vermag sich auf die Lebensdauer und Leistung von Dichtungen auszuwirken. Wenn sich eine Dichtung nicht mit dem verwendeten Öl verträgt, kann sie anschwellen, schrumpfen, sich verhärten, erweichen, auflösen oder an Elastizität verlieren.

SKF verfügt über langjährige Erfahrung und eine umfangreiche Datenbank mit Prüfergebnissen zur Verträglichkeit unterschiedlicher Dichtungswerkstoffe und Hydrauliköle sowie über ein umfassendes Expertenwissen in der Entwicklung von Werkstoffen, die den Anforderungen der Kunden entsprechen.

Reciprocating hydraulic seal test rig.

Dichtungen mit einer besseren Dichtleistung verhindern, dass Öl eventuell ins Grundwasser gelangt. Ein einziges Leck von einem Tropfen pro Sekunde entspricht einer Ölmenge von 1.900 Litern über 12 Monate gerechnet. Selbst wenn dieses ausgelaufene Öl aufgesaugt und beseitigt wird, bevor es die lokale Umgebung belastet, ist dennoch ein Verbrauch zu verzeichnen. Um es zu ersetzen, muss neues Öl gekauft, transportiert und gelagert werden, was zusätzliche Kosten nicht nur für den Anlagenbetreiber, sondern auch für die Umwelt bedeutet.

Reineres Hydrauliköl mit einer längeren Gebrauchsdauer kann auch zu einer Senkung der Arbeitskosten führen, denn es sind weniger Ölablass- und Befüllvorgänge erforderlich. Auch die Wartungskosten werden geringer, wenn der verunreinigungsbedingte Verschleiß und die Ausfälle abnehmen.

Abbau des Hydrauliköls

Eine Hydraulikanlage stellt eine Investition dar, wobei die jeweilige Gebrauchsdauer ein wichtiges Kriterium für den Erfolg einer solchen Investition ist. Es hat sich gezeigt, dass reineres Hydrauliköl die Gebrauchsdauer von Hydraulikanlagen erheblich verlängert. Ein höherer Reinheitsgrad des verwendeten Öls kann die Gebrauchsdauer einer Hydraulikmaschine im Vergleich zu einer mit verunreinigtem Öl betriebenen Anlage um das Zehnfache verlängern.

Kontrolle schützt vor Schäden

Aus all diesen Gründen ist es wichtig, dafür zu sorgen, dass das Hydrauliköl stets in optimalem Zustand ist. Durch sorgfältige Kontrolle der Partikelverunreinigung und der Oxidationskatalysatoren lässt sich ein vorzeitiger Verschleiß von Hydrauliksystemen verhindern und eine längere Gebrauchsdauer von Hydraulikölen erzielen.

Ausführliche Tests durch das europäische SKF Produkttest-Team in Judenburg, Österreich, ergaben, dass das Double Separation Technology (DST)-Verfahren von SKF RecondOil eine Verlängerung der Gebrauchsdauer von handelsüblichem Hydrauliköl bewirkt. Das DST-behandelte, von Nanopartikeln gereinigte Hydrauliköl verlängert aber nicht nur die Gebrauchsdauer des ursprünglich verwendeten Hydrauliköls erheblich, sondern verbessert gleichzeitig auch die Schmierleistung.

Bei SKF durchgeführte Tests zeigten die positiven Auswirkungen auf die Reibeigenschaften von Dichtungen, wenn das Hydrauliköl mit dem DST-Verfahren von SKF RecondOil regeneriert wurde. Diese Tests zeigten einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Reibungsminderung und der Verwendung von regeneriertem Öl, was wiederum einen geringeren Maschinenverschleiß, ein kleineres Risiko von weiteren Verunreinigungen und eine längere Gebrauchsdauer des verwendeten Öls zur Folge hat.

Im Rahmen dieser Untersuchung konnte die Gebrauchsdauer des Hydrauliköls durch Beseitigung der Nanopartikel mithilfe der DST-Behandlung zumindest verdoppelt werden. Die Verlängerung der Gebrauchsdauer von Industrieschmierstoffen durch die Entfernung von Nanopartikeln aus dem Öl und die Verhinderung von Oxidation führt nun zu einem Paradigmenwechsel: Das Öl wird nicht mehr länger als Verbrauchsmaterial, sondern als Ressource betrachtet. Dasselbe Öl kann ständig wiederverwendet werden. Eine kleine Veränderung beim Öl kann somit bedeutende strategische Ergebnisse bewirken.

Sie möchten mehr über SKF RecondOil erfahren? Dann lesen Sie unser White Paper SKF Dichtungslösungen – Testergebnisse für Hydrauliköl.

Reibungsminderung durch DST-behandeltes Hydrauliköl von SKF RecondOil

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