ELEKTROSTATISCHE ENTLADUNG – EINE SCHOCKIERENDE ENTHÜLLUNG!

Vor kurzem haben wir mit Ihnen einen Artikel über die schädliche Wirkung geteilt, die Varnish auf Ihre Hydrauliksysteme hat.
 
Hier beschäftigt sich Sam Keating (Labormanager in der Fluid Care Abteilung, Hydac Technology Ltd.) mit elektrostatischer Entladung, zu der es kommt, wenn Öl und Filter elektrostatisch geladen werden.

 

Zu elektrostatischer Entladung kommt es aufgrund einer Übertragung von Elektronen zwischen den Materialien; der Grund für diese Übertragung ist aus der triboelektrischen Reihe ersichtlich, welche die Elektronenaffinität des Filtermediums und des Öls angibt.

 

Das Filtermedium ist üblicherweise Glasfaser, die lieber Elektronen abgibt und sich positiv auflädt, wogegen Öl eher bereit ist, Elektronen aufzunehmen und sich negativ aufzuladen. Wenn diese Materialien getrennt werden, steigt die Spannung; sobald sie über 3 kV/mm liegt, kommt es zu Entladungsfunken.

  • Discharges in filter element

  • Discharge outside of the system

  • Discharges in a hydraulic tank

  • Discharge at a tooling machine

Abgesehen davon, dass sie zur Bildung von Varnish beitragen, verursachen diese Funken folgende Probleme:

 

  • Löcher werden in Filterschichten gebrannt, was aus Ihrem 3 µm-Filter tatsächlich einen 200 µm-Filter macht.
  • Funkenmigration – dies wird oft als mögliche Lösung zur Bekämpfung elektrostatischer Entladung betrachtet, indem man den Filter leitfähig macht, führt aber nur dazu, dass die Funkenbildung am Filter verhindert wird. Die Ladung baut sich weiterhin auf und entlädt sich dann in sicherheitskritischeren Bereichen, beispielsweise im Tank. Dort besteht das Risiko, dass sich der Ölnebeldampf entzündet und einen Brand oder eine Explosion verursacht.
  • Öle mit hoher Leitfähigkeit, in der Regel mit über 500 pS/m, sind weniger anfällig für elektrostatische Entladung, da sie über mehr Elektronenflusswege verfügen. Diese Öle gehören normalerweise zu den veralteten Grundölen der Gruppe 1, deren höhere Leitfähigkeit auf dem Vorhandensein schwerer Erdmetalle wie Zink beruht. Öle mit geringerer Leitfähigkeit, in der Regel mit weniger als 500 pS/m, sind anfälliger für elektrostatische Entladung; bei ihnen handelt es sich normalerweise um die stärker raffinierten Grundöle der Gruppen 2 und 3.

 

Infolgedessen ist die Messung der Leitfähigkeit des Öls der erste Parameter bei der Ermittlung des Risikos elektrostatischer Entladung. Weitere Risikoindikatoren sind:

 

  • Arbeitslast am Filter – wenn niedrige Leitfähigkeit auf eine Arbeitslast am Filter von mehr als 0,1L⋅min-1cm-2 trifft, steigert dies die Wahrscheinlichkeit der Funkenbildung erheblich.
  • Kalte Bedingungen – Leitfähigkeit korreliert positiv mit der Temperatur, deshalb kann die Leitfähigkeit bei der kalten Inbetriebnahme wesentlich niedriger sein als die empfohlenen 500 pS/m, dies kann einen Ladungsaufbau verursachen.
  • Ölzustand – dieser Artikel beschäftigt sich hauptsächlich mit Oxidationsprodukten, und wie bereits erklärt wurde, ist elektrostatische Entladung eine Ursache für die Bildung von Varnish; es leuchtet daher ein, dass eine erhöhte Varnish-Menge ein potenzieller Indikator für elektrostatische Entladung ist.
  • Physikalische Anzeichen – wenn es zu elektrostatischer Entladung kommt, kann es deutliche Indikatoren für die stattfindende Funkenbildung geben. Wenn Sie nahe an das Filtergehäuse herankommen, hören Sie vielleicht sogar das Geräusch der immer wieder erfolgenden elektrostatischen Entladungen. Des Weiteren weist das Filterelement selbst Anzeichen von Verbrennungsschäden auf. Dieser Prozess kann von einem Labor, das über Unmengen an Erfahrung mit der Analyse gebrauchter Filterelemente verfügt, problemlos gehandhabt werden.
  • Burned filter element

  • Increased formation of oil degradation products (varnish)

  • Interference of electronic components

  • Burned breather filters

Bitte beachten Sie, dass es keine Lösung ist, Ihren Filter leitfähig zu machen, wenn Sie glauben, dass in Ihrem System ein Risiko für elektrostatische Entladung besteht! Es ist von entscheidender Bedeutung, dass der Interaktionsprozess an der Quelle gestoppt wird; wenn man die Elektronenübertragung von vornherein unterbindet, baut sich keine Ladung auf, und das Risiko der Funkenbildung wird abgeschwächt. Das kann durch die Filterelemente HYDAC Stat-Free® oder sogar HYDAC Stat-X® unter extremen Bedingungen erreicht werden.
 
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