Varnish Elimination

Varnish Animation

Ölalterungsprodukte / Varnish

Ölalterungsprodukte oder „Varnish“ in Hydraulik- und Schmierölanlagen können zu Fehlfunktionen und erhöhten Lagertemperaturen führen. Das Resultat sind ungeplante Stillstände und hohe Kosten. Die Ölalterungsprodukte können gelartig, harzartig oder als feste Rückstände im System vorliegen - die Farbskala reicht dabei von goldgelb bis tief schwarz.

Die Hauptursache für die Entstehung von Ölalterungsprodukten ist die Oxidation, also die Reaktion des Öls mit Luftsauerstoff. Darüber hinaus beschleunigen Verunreinigungen im Öl - egal ob fest, flüssig oder gasförmig - die Ölalterung. Dabei reagiert das Öl entweder direkt mit den Verunreinigungen oder die Verunreinigungen dienen als Katalysator. Elektrostatische Entladungen können das Öl oder Additive im Öl cracken. Diese gecrackten Ölbestandteile reagieren chemisch zu größeren Molekülen, die sich dann als Ölschlamm im System absetzen.

Folgen von Varnish

Die Probleme mit Ölalterungsprodukten in Hydraulik- und Schmierölen sind vielfältig. Sie lagern sich an unterschiedlichen Stellen im System an. Kommt es z.B. zu Ablagerungen an Ventilen, kann es zu deren komplettem Ausfall kommen. Da sich Ölalterungsprodukte vermehrt auf kalten Oberflächen absetzen, kommt es im Kühler oft zur Bildung von Krusten, die dann den Wärmeübergang behindern. Wenn das Öl nicht mehr mit der vollen Leistung gekühlt werden kann, steigt die Öltemperatur im System an. Weiterhin lagern sich Ölalterungsprodukte an Stellen an, die druckbelastet sind. Dieses Phänomen sorgt dafür, dass häufig Lager betroffen sind. Dort rauen Ablagerungen die Lageroberflächen auf und führen so zu erhöhtem Verschleiß.


In der Vergangenheit betrug die Standzeit einer Ölfüllung je nach Anwendung 15 bis 30 Jahre. Mit modernen Hydraulikölen fällt sie deutlich niedriger aus - in der Regel unter 10 Jahren. Die Standzeit der Füllung hängt heutzutage mehr denn je von der Ölpflege ab. Neben den klassischen Pflegemaßnahmen wie der Entfernung von partikulärer Verschmutzung mittels Ölfiltern oder der Entwässerung durch Vakuumentwässerungsaggregate rückt die Entfernung der Ölalterungsprodukte immer mehr in den Fokus.


Ob und wie viele Ölalterungsprodukte sich im Öl befinden, lässt sich über Ölanalysen feststellen. Generell können sie detektiert werden, indem die Reinheitsklasse mit Partikelzählern bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen wird. Ist das Öl kalt, hat es eine geringe Löslichkeit für Ölalterungsprodukte - sie liegen dann in freier Form vor. Erhitzt man das Öl, erhöht sich die Löslichkeit und sie gehen in Lösung.


Ein optischer Partikelsensor erkennt lediglich freie Ölalterungsprodukte als kleine Partikel. Gelöste Ölalterungsprodukte können mittels optischem Partikelsensor nicht erfasst werden. Zeigt die Partikelzählung im kalten Zustand also deutlich mehr partikuläre Verschmutzung als im warmen Zustand, kann man davon ausgehen, dass sich Ölalterungsprodukte im Öl befinden.

MPC Test

Im Fall von Turbinenschmierungen kann der Gehalt an Ölalterungsprodukten anhand der Farbe des Ölrückstands festgestellt werden. Beim sogenannten MPC Test wird Öl über eine Membrane gezogen, der Rückstand auf der Membran farblich analysiert und eine dimensionslose Zahl ermittelt, der MPC Wert.

Antioxidantien

Antioxidantien wie Phenole und Amine sind Additive, die die Alterung des Öls verlangsamen. Eine Ursache der Ölalterung sind radikale Substanzen, die das Öl chemisch angreifen. Antioxidantien reagieren mit den radikalen Substanzen im Öl und machen diese unschädlich. Durch diese Reaktion verbrauchen sich die Antioxidantien, ihre Konzentration im Öl sinkt mit der Zeit. Sind alle Antioxidantien verbraucht, geht die Ölalterung sehr schnell voran und es entstehen rasch Ölalterungsprodukte im Öl. Pflegemaßnahmen zur Entfernung von Ölalterungsprodukten sind in diesem Fall nicht mehr wirtschaftlich, da zu viele Ölalterungsprodukte pro Zeiteinheit entstehen. Der VGB empfiehlt aus diesem Grund in seinem Standard VGB-S-416-00-2014-08-DE das Öl kurzfristig zu wechseln, sobald der Restgehalt an Antioxidantien von 25% bei den Phenolen und 40% bei den Aminen unterschritten wird. Sofern der Gehalt an Antioxidantien oberhalb dieser Grenzwerte liegt, ist eine Ölpflege zur Entfernung der Ölalterungsprodukte die wirtschaftlichste und sicherste Methode das Öl in guter Kondition zu halten.

Entfernung von Varnish

Mit herkömmlichen Hydraulik- oder Schmierölfiltern bekommt man Ölalterungsprodukte nur bedingt aus dem Öl. Hydraulik- und Schmierölfilter sind ausgelegt, um Partikel aus dem Öl zu entfernen. Durch die Tiefenstruktur werden die Partikel je nach Größe in der Tiefe des Filtermediums festgehalten. Gelartige Ölalterungsprodukte bleiben bereits auf der Oberfläche des Filterelementes hängen und blockieren so die Tiefenstruktur des Filtermediums. In diesem Fall steigt der Differenzdruck sehr schnell an. In manchen Fällen reduziert sich die Standzeit des Filterelements auf wenige Stunden. Zur Entfernung von Ölalterungsprodukten aus Hydraulik- oder Schmieröl gibt es daher geeignetere Möglichkeiten:

1.    Entfernung von Ölalterungsprodukten mit Ionentauschern

Ionentauscher sind ähnlich aufgebaut wie Nebenstromfilter und arbeiten 24 h/d, 365 d/a. Die Abscheidung von Ölalterungsprodukten erfolgt mittels Anlagerung an ein spezifisches Harz. Ist die Aufnahmekapazität des Harzes erschöpft, steigt die Menge an Ölalterungsprodukten im Öl wieder an. Ist in der Ölanalyse ein Ansteigen der Menge an Ölalterungsprodukten zu erkennen, werden die harzgefüllten Elemente gewechselt. Hierdurch ergibt sich über die Zeit ein Zickzackprofil.

Aufgrund der hohen Schwankungen im MPC Wert bzw. der hohen Schwankungen der Partikelzahlen im kalten Zustand und dem mit dieser Methode verbundenen hohen Ölanalysebedarf setzt sich immer mehr ein anderes Verfahren zur Abreinigung der Ölalterungsprodukte durch:

 

2.    Entfernung der Ölalterungsprodukte durch Reduzierung der Löslichkeit und anschließender Filtration (VEU-F)

Bei dieser Technologie wird die Löslichkeit von Ölalterungsprodukten durch Abkühlen des Öls herabgesetzt. Anschließend können diese durch Filtration abgeschieden werden. Das Verfahren kann in allen Hydraulik- und Schmierölanwendungen, die mit Mineralölen betrieben werden, genutzt werden. Diese Art der Abreinigung funktioniert ähnlich wie die Nebenstromfiltration und arbeitet 24 h/d, 365 d/a. Das Öl wird im Einmal-Durchgang auf unter 30 °C abgekühlt. Zur Kühlung stehen dabei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Die wirtschaftlichste Variante ist die Kühlung mittels Kühlwasser in einem Plattenwärmetauscher, aber auch die Kühlung mittels Kälteaggregat ist gängige Praxis.

 

Dieses Abscheideverfahren weist gegenüber den Ionentauschern wichtige Vorteile auf. Wie bei normalen Hydraulikfiltern wird ein erforderlicher Elementwechsel durch den Anstieg des Differenzdrucks am Element erkannt. Im Gegensatz dazu sind bei Ionentauschern aufwendige Ölanalysen notwendig, um den optimalen Zeitpunkt für den Elementwechsel ausfindig zu machen. Auch dank der höheren Wirtschaftlichkeit setzt sich die Technik „Kühlen & Filtrieren“ immer mehr am Markt durch.

 

VarnishElimination Unit VEU-F

Baugrößen:60/1, 15/5, 30/10, 45/15, 60/20
Ausführungen:stationär, mobil
Kühler / Wärmetauscher:Plattenwärmetauscher, Kompressorkühler
Pumpen:

Zahnradpumpe, ohne Pumpe

 

 

Vorzugstypen kurzfristig verfügbar.

Weitere technische Daten entnehmen Sie bitte dem technischen Datenblatt VEU-F unter DOWNLOADS.

 

 

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