Eine Verunreinigung von Öl tritt auf, wenn Schmutz, Metallpartikel und andere Verunreinigungen in das Öl gelangen und es verunreinigen. Da diese Verunreinigungen oft nicht bemerkt werden, können sie im Laufe der Zeit Komponenten beschädigen und sogar zu Maschinenausfällen führen.
Zur Lösung dieses unsichtbaren Problems werden deshalb in der Fertigungs-, Offshore-, Schifffahrts-, Schwerfahrzeug- und Energieindustrie Ölreinigungssysteme eingesetzt. Diese Reinigungssysteme entfernen die Verunreinigungen aus dem Öl, sodass weniger oder keine Ölwechsel mehr notwendig sind, die Lebensdauer der Maschine verlängert wird und die Betriebs- und Wartungskosten sinken.
Wir sprachen mit Dr. Peter Büscher, Application Specialist bei Evident, um mehr darüber zu erfahren, wie wichtig die Ölreinigung ist und wie die Sauberkeit von Öl analysiert wird.
F: Welche Probleme werden durch verunreinigtes Öl verursacht?
Dr. Büscher: Mikropartikel, Feuchtigkeit und Salz führen dazu, dass Öl seine Schmiereigenschaften verliert, was zu Korrosion, dem Abbau von Additiven und der Bildung von Harzen und Ablagerungen führt. Dadurch können mechanische Teile wie z. B. Ventile blockieren, sich festfressen und verschleißen, was wiederum kostspielige und zeitaufwändige Reparatur- und Wartungsarbeiten nach sich zieht. In der Vergangenheit wurde das Altöl einfach entsorgt, sobald es verunreinigt oder oxidiert war. Doch das ist eine Verschwendung, denn Öl kann ewig halten – man muss nur wissen, wie man es reinigt.
F: Können Sie die Auswirkungen der Verunreinigungen auf das Öl erklären?
Dr. Büscher: Das Öl hat aufgrund der Verunreinigungen ein „unsichtbares Problem“. Deshalb muss es regelmäßig gewechselt werden, da sonst immer wieder Maschinenteile kaputt gehen. Wir haben uns so sehr an diesen Prozess gewöhnt, dass wir uns andere Lösungen gar nicht vorstellen können. Wenn jedoch das Öl zu 100 % sauber gehalten werden kann, sollte das Öl theoretisch seine Eigenschaften nie verlieren oder gewechselt werden müssen. Außerdem könnten die Maschinenteile unbegrenzt verwendet werden. Das Risiko von Ausfällen und Produktionsstillstand würde sich drastisch verringern.
Die in den meisten Maschinen eingebauten Ölfilter schützen vor großen Partikeln, die direkte Schäden an den Maschinenteilen verursachen können. Allerdings gibt es im Öl nur wenige große, gefährliche Partikel. Die meisten Partikel in Öl sind äußerst klein. Untersuchungen zufolge verbinden sich jedoch diese Mikropartikel mit anderen Verunreinigungen und beschleunigen die Oxidation im Öl. Dadurch verliert das Öl seine Schmiereigenschaften und es kommt zur Bildung von Harzen und Ablagerungen. Dadurch wird die Oberfläche klebrig, was schließlich dazu führt, dass Ventile und bewegliche mechanische Teile blockieren und sich festfressen.
Neue Maschinen werden mit viel engeren Toleranzen hergestellt als ältere Maschinen und sind deshalb noch empfindlicher. Deshalb ist für moderne Maschinen ein viel saubereres Öl und eine regelmäßige Reinigung der Anlage notwendig, damit sie nicht ausfallen.
F: Wie reinigen die Systeme das Öl?
Dr. Büscher: Ölreinigungssysteme sind wie eine menschliche Niere. Sie reinigen das Schmiermittel schrittweise bei jedem Durchlauf durch das System – so lange, bis es völlig rein ist. Einige Ölreinigungssysteme entfernen beispielsweise effektiv Wasser und feste Verunreinigungen aus dem Öl.
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Ölreinigungssysteme. Bildquelle: Europafilter Norge. |
Wenn das Öl ultrasauber ist, wird es nicht mehr oxidiert. Ohne Oxidation behält das Öl alle seine gewünschten Eigenschaften und muss theoretisch nie gewechselt werden.
F: Welche Vorteile bietet die Integration eines Ölreinigungssystems in den Produktionsprozess?
Dr. Büscher: Der Wegfall des Ölwechsels spart natürlich Geld, aber die größten Einsparungen ergeben sich aus der längeren Betriebszeit der Maschinen. Untersuchungen des Electric Power Research Institute haben ergeben, dass mehr als die Hälfte der ungeplanten Ausfallzeit im Zusammenhang mit Lagern, Zapfen und Schmierölsystemen auf verunreinigtes Öl zurückzuführen sind.
Völlig sauberes Öl verringert auch den Verschleiß von Ventilen, Zylindern, Lagern und anderen betroffenen Komponenten einer Maschine. Im Laufe der Zeit kann dies zu erheblichen Einsparungen bei den Wartungskosten führen.
F: Die Auswirkungen von Öl auf die Umwelt sind ein wichtiges Thema bei den Diskussionen zur Bekämpfung des Klimawandels. Wie wird durch die Reinigung von Öl Abfall vermieden?
Dr. Büscher: Altöl ist giftig. Es ist giftiger als neues Öl und kann Mutationen in den kleinsten Organismen in der Nahrungskette hervorrufen. Jeder Liter Altöl ist mit Kosten verbunden und belastet die Umwelt.
Wenn gereinigtes Öl weiter eingesetzt ist, kann die Menge des giftigen Altöls in gleichem Maße reduziert werden. Mit einem Ölreinigungssystem kann die Industrie Geld sparen und gleichzeitig etwas für die Umwelt tun.
F: Sie haben erklärt, wie wichtig es ist, Verunreinigungen wie Mikropartikel, Feuchtigkeit und Salz aus dem Öl zu entfernen. Sollten diese Verunreinigungen weiter analysiert werden?
Dr. Büscher: Ja, eine regelmäßige Ölanalyse ermöglicht eine langfristige Überwachung der Öleigenschaften und führt zu einer klaren Trendanalyse des Systemzustands. Durch die Analyse dieser Daten werden Probleme erkannt, die Lebensdauer der Maschine verlängert, die Betriebs- und Wartungskosten gesenkt, eine vorausschauende Wartung ermöglicht und die Produktivität erhalten.
F: Warum ist es notwendig, detaillierte Ölanalysen durchzuführen? Sind die Ölverunreinigungen so gefährlich für ein System?
Dr. Büscher: Ja, die Verunreinigungen können enorme Auswirkungen haben. Öl erfüllt viele Funktionen in einem System. Denken Sie nur an ein Getriebe oder ein hydraulisches System. Der Hauptzweck von Öl ist die Schmierung und Trennung von Teilen (z. B. in Getrieben oder gleitenden mechanischen Teilen) und die Kraftübertragung (z. B. in der Hydraulik oder in Getrieben).
Öl reinigt auch, denn es nimmt die Verunreinigungen auf und transportiert sie zum Filter, bevor es sich in der Ölwanne sammelt, um erneut verwendet zu werden. Öl dient auch als Kühlmittel oder Wärmeübertragungsflüssigkeit und absorbiert Wasser und Feuchtigkeit.
Schließlich verhindert das Öl Korrosion, Oxidation und Schaumbildung im System. Wenn man die verschiedenen Funktionen von Öl kennt, wird klar, dass sauberes Öl für das gesamte System wichtig ist. Ist das Öl verunreinigt, führt dies letztlich zu einem höheren Betriebsaufwand, da Leistung, Wärme und Lärm zunehmen, sowie zu höheren Wartungskosten aufgrund des Verschleißes mechanischer Komponenten und zum Produktionsstopp aufgrund von Wartungsarbeiten.
F: Wie erhalten Sie zuverlässige Daten aus Ölanalysen?
Dr. Büscher: Eine Ölanalyse umfasst einige Vorbereitungs- und Prüfschritte. Sie müssen bei der Probenvorbereitung und den Analyseschritten stets auf Sauberkeit achten. Nur wenn alle Schritte mit Sauberkeit, Genauigkeit und höchster Sorgfalt durchgeführt werden, erhalten Sie zuverlässige Daten.
Beispiel eines Ölanalyseprozesses von der Probenvorbereitung bis zur Partikelprüfung. Bildquelle: Europafilter Norge.
F: Welche Arten von Ölanalysesystemen gibt es auf dem Markt?
Dr. Büscher: Die herkömmliche Methode zur Untersuchung von Öl auf Partikel ist ein laserbasierter automatischer Partikelzähler (APC). APC-Messungen liefern jedoch keine Details über die Form der Partikel (z. B. Fasern) oder darüber, ob sie reflektierend (z. B. Metall) oder nicht reflektierend sind. Außerdem werden bei laserbasierten Partikelzählern häufig transparente Partikel übersehen oder Partikel aufgrund von Blasen in der Flüssigkeit übererfasst.
Für einen umfassenden Überblick über die Partikel in einer Ölprobe bieten die mikroskopbasierten Partikelprüfsysteme verschiedene Vorteile gegenüber APCs. Diese Systeme übernehmen eine wichtige Aufgabe, da Sauberkeitsstandards detaillierte Informationen über die Art der Verunreinigung verlangen, z. B. die Anzahl der Partikel, die Partikelgrößenverteilung und die Partikeleigenschaften.
Das Sauberkeitsprüfsystem OLYMPUS CIX100 ist ein mikroskopbasiertes System zur Ölanalyse
F: Im Trend liegen integrierte Ölkontrollen. Wie wirkt sich dies auf die mikroskopische Analyse aus?
Dr. Büscher: Einer der aktuellen Trends in der Ölanalyse ist die kontaktlose Inline-Überwachung der Ölqualität. Es gibt einige Vor- und Nachteile. Mit der Inline-Überwachung der Ölqualität erhalten Sie die Werte zur Ölqualität sofort und können Trends im Laufe der Zeit erkennen. Außerdem können die Ergebnisse über die Cloud problemlos mit anderen geteilt werden. Andererseits sind die Ergebnisse nicht 100 % genau, insbesondere bei niedrigen ISO-Werten oder schmutzigem Öl. Außerdem müssen Sie die Ergebnisse gelegentlich durch Laboranalysen überprüfen. Ein mikroskopbasiertes System wie das OLYMPUS CIX100 System für technische Sauberkeit liefert Ergebnisse, die zur Trendanalyse in eine Cloud kopiert werden können.
Trendanalyse der Ölqualitätswerte. Bildquelle: Europafilter Norge.
F: Das OLYMPUS CIX100 ist ein Prüfsystem für die technische Sauberkeit. Warum ist dieses System ideal für die Ölanalyse?
Dr. Büscher: Das OLYMPUS CIX100 System hat eine feste Systemkonfiguration, die nur minimale Anpassungen durch den Benutzer erfordert. Die nahtlose Integration von Hard- und Software ermöglicht einen reibungslosen Ablauf und liefert zuverlässige, genaue Daten.
Ein weiterer wichtiger Vorteil ist eine maximale Automatisierung. Dies reduziert die Benutzerfehler und sorgt für einen höheren Durchsatz. Das vollautomatische System mit reproduzierbaren Bildgebungsbedingungen verbessert die Bildqualität und gewährleistet eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit, reproduzierbare Positionierung und integrierte Kalibrierung. Schritt-für-Schritt-Anleitungen für die Software reduzieren die Prüf- und Prozesszeit, verringern die Anzahl der Bedienfehler und minimieren die Benutzerinteraktion.
Ein effektives Prüfsystem sollte zudem die Möglichkeit bieten, Proben in Echtzeit zu analysieren. Dank der neuartigen Polarisationsmethode des OLYMPUS CIX100 Systems ist eine Live-Analyse sowohl reflektierender als auch nicht reflektierender Partikel im Bereich von 2,5 µm bis 42 mm möglich. Mit dieser einzigartigen All-in-One-Scanlösung können Partikelscans doppelt so schnell wie mit anderen Prüfsystemen durchgeführt werden, für die zwei separate Bilder notwendig sind. Die Live-Anzeige der gezählten und in Größenklassen sortierten Partikel ermöglicht eine direkte Entscheidungsfindung über die Wiederaufbereitung, was wertvolle Zeit spart und eine umgehende Lösung von Prüfproblemen ermöglicht.
Das OLYMPUS CIX100 System bietet leistungsstarke, einfach zu bedienende Werkzeuge für die Überprüfung von Prüfdaten sowie wiederholbare Ergebnisse und eine geführte Partikelprüfung. Zur einfachen Überprüfung und Kontrolle der Partikel werden Miniaturbilder aller erkannten Verunreinigungen mit ihren Maßen verknüpft. Diese übersichtliche Darstellung aller relevanten Prüfdaten bietet in Kombination mit der Unterstützung internationaler Standards ein Höchstmaß an Zeitersparnis und Flexibilität.
Benutzeroberfläche des OLYMPUS CIX100 Systems für technische Sauberkeit. Bildquelle: Europafilter Norge.
Weitere Vorteile sind die intuitive Softwareoberfläche mit hoher Auflösung. Sie können Partikel von 15 µm und 5 µm leicht erkennen, wie es die ISO 4406 für Mikroskope fordert. Und vor allem überzeugt das System durch eine exakte Zählung und eine Live-Analyse. Es findet keine Extrapolation statt, stattdessen zählt das System jeden Frame der Probe. Das folgende Bild ist ein Beispiel dafür.
Beispiel für eine Extrapolation
Die Extrapolation von Proben kann zu einer schlechteren Partikelzählung führen, da beispielsweise nur drei Frames auf der Probe gescannt und die Verunreinigungen innerhalb dieser Frames gezählt werden. Die Ergebnisse werden dann mit der Fläche der Probe multipliziert. Dieses Konzept kann zu falschen Ergebnissen führen, da nicht sicher ist, ob die Partikel tatsächlich auf der Probe vorhanden sind. Dies könnte zu einer zu hohen oder zu niedrigen Partikelzahl führen.
Mit dem OLYMPUS CIX100 System ist es auch möglich, detaillierte Partikelbilder aufzunehmen. Da das System reflektierende und nicht reflektierende Partikel in einem Scan erfassen kann, geht das ganz schnell. Schließlich verfügt das System über eine integrierte Datenbank und editierbare Berichte. Selbst unerfahrene Bediener können schnell Berichte erstellen, die den Unternehmens- und Branchenstandards entsprechen. Das spart Zeit, reduziert den Aufwand und führt zu einer raschen Auswertung von Ergebnissen und Problemen.
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