Die Bedeutung trockener Schmierstoffe

By Frank Kleijn Notizen aus dem labor 0 Comments

Die Bedeutung trockener Schmierstoffe

Wasser ist überall und gelangt schnell in alles hinein. Pflanzen, Tiere und Menschen brauchen Wasser zum Leben — Schmierstoffe jedoch nicht. Schauen wir uns an, wie Wasser in Anlagen eindringt, welche Schäden es verursacht, wie man Wasser nachweist und wie man verhindert, dass es in Schmierstoffe und Anlagen gelangt. Die Bedeutung trockener Schmierstoffe wird häufig unterschätzt.

Verstopfte Entlüftungen

In der Luft ist immer Wasser enthalten, besonders an feuchten Tagen oder in der Nähe großer Wasserflächen wie Seen oder Meere. Beim Betrieb von Anlagen erwärmen sich diese und kühlen sich beim Abschalten oder bei geringer Last wieder ab. Beim Abkühlen saugt das System über Entlüftungen oder Öffnungen Luft an. Sind die Entlüftungen verstopft, wird Luft über Dichtungen und Flansche angesaugt. Beim Abkühlen kondensiert die Feuchtigkeit zu Wassertröpfchen und gelangt ins Schmiermittel. Geschlossene Systeme verfügen über Ausgleichsbehälter, um Volumenschwankungen aufzufangen — hier müssen die Dichtungen in einwandfreiem Zustand sein, um Wassereintritt zu verhindern. Viele Produktions-, Industrie- und Baustellenbereiche reinigen Maschinen regelmäßig mit Dampf oder Wasser, das über Dichtungen, Flansche und Öffnungen eindringen kann.

Bereits 1000 ppm (0,1 %) Wasser verkürzen die Lebensdauer eines Lagers um 80 % oder mehr. Wasser fördert oder verursacht zahlreiche Probleme in Fetten, Ölen und Maschinen. Öl kann 1 bis 600 ppm gelöstes Wasser aufnehmen, das weder sichtbar noch leicht abzuscheiden ist. Gealtertes Öl kann je nach Alter und Viskosität bis zu 2000 ppm (0,2 %) Wasser enthalten.

Gesättigtes Wasser zeigt sich als Schleier im Öl, und freies Wasser sammelt sich meist am Boden von Behältern, Tanks oder tiefen Stellen. Wasser verdrängt Öl und Fett von Metalloberflächen und verursacht Korrosion. Zudem kann es EP- und AW-Zusätze zersetzen, wodurch Schwefel- und Phosphorsäuren entstehen, die den Säurewert des Schmierstoffs erhöhen und die Korrosion aller Metallteile fördern.

Die meisten Schmierstoffe enthalten Antioxidantien für eine längere Lebensdauer — Wasser beschleunigt jedoch die Oxidation, verkürzt die Standzeit und begünstigt die Bildung von Schlamm und Lackablagerungen. Wasser ist sehr polar und löst andere polare Stoffe wie Oxide, verbrauchte Additive, Partikel und Kohlenstoffrückstände. Es entstehen Schlammkugeln und Emulsionen, die Filter, Schmierkanäle, Dichtungen und Düsen verstopfen können.

Temperaturen unter dem Gefrierpunkt

Wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen, können bereits 500 ppm (0,05 %) Wasser den Ölfluss behindern, Pumpen trockenlaufen lassen sowie Ventile und Filter verstopfen. Dies kann zu Pumpenausfällen, unregelmäßigem Betrieb, übermäßiger Geräuschentwicklung und schlechter Anlagenleistung führen. Wälzlager sind auf die Viskosität des Öls angewiesen, um einen schützenden Schmierfilm zu bilden. Wasser kann sich mit Öl oder Fett emulgieren und die Viskosität so weit herabsetzen, dass der Schmierfilm reißt und es zu Metall-auf-Metall-Kontakt mit hohem Verschleiß kommt.

Unter hohem Druck verdampft Wasser zu Dampf, der explosionsartig aus dem Kontaktbereich entweichen kann. Mitunter entsteht dabei so hoher Druck, dass Ventile und Pumpen beschädigt, Schläuche platzen und Dichtungen zerstört werden. Zudem senkt Wasser die Grenzflächenspannung des Öls, wodurch dessen Fähigkeit zur Luftabscheidung abnimmt — dies führt zu Lufteintrag und Schaumbildung. Bereits 1000 ppm Wasser reichen aus, um ein Lagersumpf-Reservoir in ein Schaumbad zu verwandeln. Der Lufteintrag fördert die Oxidation, erhöht die Betriebstemperatur, verursacht Kavitation und stört den Ölfluss.

Wassertests in einem System

Es gibt verschiedene Methoden, um Wasser in einem System nachzuweisen. Die visuelle Methode kann Wasser ab etwa 1000 ppm erkennen und ist leicht durchzuführen: Entnehmen Sie eine Ölprobe aus dem Sumpf oder Tank — wirkt das Öl milchig oder trüb, kann dies auf Luft oder Wasser hindeuten. Bleibt die Trübung nach etwa einer Stunde Standzeit bestehen, handelt es sich um Wasser. Entnehmen Sie eine Probe vom Boden des Behälters und füllen Sie sie in ein durchsichtiges Gefäß. Wasser sammelt sich je nach Ölqualität und -alter unten. Bei Fetten zeigt sich Wasser als milchige Emulsion.

Crackle-Test

Der Crackle-Test kann überall durchgeführt werden, wo eine Hitzequelle und ein Metallgefäß vorhanden sind. Erhitzen Sie die Pfanne auf etwa 130 °C — sie sollte nicht glühend sein, aber so heiß, dass ein Wassertropfen darauf zischt und tanzt. Geben Sie einen größeren Tropfen Öl auf die heiße Oberfläche. Schnell aufsteigende Blasen deuten auf Wasser hin, ein knisterndes Geräusch zeigt einen Wassergehalt über 500 ppm an.

Viele Ölanalyselabore nutzen Infrarot-Spektrometrie, um Wassergehalt zu bestimmen. Diese Methode kann allerdings nur Wasseranteile über 0,1 % (1000 ppm) nachweisen, weshalb viele Berichte mit „< 0,1 % Wasser“ ausgewiesen sind.

Karl-Fischer-Test

Der Karl-Fischer-Test erfordert spezielles Gerät und Reagenzien, kann aber Wassergehalte bis 10 ppm exakt messen.

Calciumhydrid-Test

Eine weitere Feldmethode ist der Calciumhydrid-Test. Dabei wird eine definierte Ölmenge in einen verschlossenen Behälter mit Calciumhydrid gegeben, geschüttelt und die entwickelte Wasserstoffgasmenge gemessen — diese entspricht dem Wassergehalt der Probe.

Beste Methode zum Schutz Ihrer Ausrüstung

Die beste Methode, um Ihre Ausrüstung zu schützen, ist, Wasser gar nicht erst ins System eindringen zu lassen. Verwenden Sie einen hochwertigen Trockenmittel-Entlüfter und tauschen Sie diesen bei Bedarf aus. Dichtungen und Dichtflächen sollten stets in gutem Zustand sein, und Deckel sowie andere Öffnungen immer geschlossen halten. Prüfen Sie Ihre Flüssigkeiten regelmäßig und führen Sie in festen Intervallen Ölanalysen durch.

Lagern Sie Ihre Schmierstoffe wenn möglich immer drinnen. Selbst ein versiegelter Kunststoffbehälter, der nur ein paar Wochen im Freien steht, kann Wasser aufnehmen. Entfernen Sie Wasser regelmäßig aus Behältern, Tanks und tiefen Bereichen — viele Systeme sind dafür mit Ablassventilen oder Saugpumpen ausgestattet. Ein Systemspülen beim Ölwechsel hilft dabei, Wasser aus Ventilen, Leitungen, Schläuchen und tiefen Stellen zu beseitigen.

SWEPCO Getriebe-, Hydraulik-, Kompressor- und Turbinenöle sind so formuliert, dass sie Wasser schnell abtrennen, um eine einfache Entfernung zu ermöglichen.

Die Wichtigkeit, Schmierstoffe trocken zu halten?

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