WissensportalVarnish-Bestimmung (technischer Artikel)

IST ES AN DER ZEIT, DEN VARNISH IN IHREM HYDRAULIKSYSTEM ZU BESEITIGEN?

Beim Thema Ölzustandsmanagement ist Varnish ein oft genanntes Schlagwort. Aber was ist das eigentlich? Und kann dieses eine Wort tatsächlich eine exakte Beschreibung für jede schlammartige Materie sein, die in einem hydraulischen System oder Schmiersystem entsteht?
 
In diesem Artikel erörtert Sam Keating (Labormanager in der Fluid Care Abteilung, Hydac Technology Ltd.) die Grundlagen von Varnish; wie er entsteht, wie er bestimmt wird und was zu tun ist, wenn Sie Schlammansammlungen in Ihren Tanks oder Filterelementen entdecken.

 

WAS VERURSACHT DIE ENTSTEHUNG VON VARNISH?

Varnish ist ein allgemeiner Begriff für die Ansammlung von Ablagerungen, zu der es bei fortgeschrittener Alterung des Grundöls kommt; der Begriff beschreibt effektiv den gelbbraunen Schlamm, den man in Tanks oder gebrauchten Filterelementen manchmal bemerkt.

 

Ölalterung beschreibt im Endeffekt die Zersetzung von Ölmolekülen und den enthaltenen Zusätzen; diese aufgespaltenen Moleküle haften schließlich aneinander sowie an anderen vorhandenen Verunreinigungen an und bilden Varnish.

 

WAS IST EIGENTLICH DIE URSACHE VON ÖLALTERUNG?

Der Prozess wird als Oxidation bezeichnet, was im Wesentlichen die Reaktion des Grundöls mit Sauerstoff beschreibt. Zahlreiche Faktoren können als Katalysatoren wirken und diesen Prozess beschleunigen, wobei einige der wesentlichen beitragenden Faktoren sind:

 

  • Verschmutzung unterschiedlicher Art:
  • Feststoffpartikel – seien es Umweltrückstände, die ins System gelangt sind, oder Verschleißmetalle; jede Form fester Materialien unterstützt die Entstehung von Varnish. Oxidationsprodukte heften sich ebenfalls an diese Schmutzstoffe an und erhöhen die Schlammmenge.
    • Feststoffpartikel – seien es Umweltrückstände, die ins System gelangt sind, oder Verschleißmetalle; jede Form fester Materialien unterstützt die Entstehung von Varnish. Oxidationsprodukte heften sich ebenfalls an diese Schmutzstoffe an und erhöhen die Schlammmenge. -> Zweimal der gleiche Text, siehe oben drüber (auch im Englisch so eingearbeitet, extra?)
    • Wasser – auch gelöstes Wasser trägt stark zum Oxidationsprozess bei, weshalb für mineralische Öle in Hydraulik- und Schmieranwendungen eine maximale Wassersättigung von 50 % empfohlen wird.
    • Gas – das bezieht sich üblicherweise auf das Vorhandensein von Luft im Öl, wobei einleuchtet, dass die Einbringung von mehr stauerstoffhaltigen Stoffen die unerwünschte Oxidation unterstützt.
  • Übermäßig belastende Systemparameter – Druck und Temperaturen, welche die Leistungsfähigkeit des Fluids überschreiten, führen schnell zu einer Verschlechterung des Fluids. Beispielsweise können übermäßige Temperaturen thermischen Abbau zur Folge haben; dabei sollte man nicht außer Acht lassen, dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit mit jedem Anstieg um 10 °C verdoppelt.
  • Elektrostatische Entladung – das ist ein Phänomen, bei dem es innerhalb eines Systems zu Funkenbildung durch Entladung kommt; meist geschieht dies im Filtergehäuse. Die Temperatur von Entladungsfunken beträgt mehr als 10.000 °C. Diese Funken lassen das Ölmolekül „zerbrechen“, wodurch sich freie Radikale bilden. Diese Radikale wiederum reagieren mit anderen Ölmolekülen, Sauerstoff oder anderen Radikalen. Die dadurch entstehenden Oxidationsprodukte sammeln sich an und bilden die schlammartige Substanz, die wir Varnish nennen.

WARUM IST VARNISH EIN PROBLEM UND WARUM MACHEN WIR UNS DIE MÜHE, IHN ZU MESSEN?

Der Schlamm, der sich in einem System ansammelt, ist auf vielerlei Weise schädlich. Einige der wesentlichen Probleme sind:

 

  • Schlecht funktionierende Ventile – die Klebrigkeit von Oxidationsprodukten ist für die verursachten Probleme von enormer Bedeutung. Man kann sich leicht vorstellen, dass eine Ansammlung von Schlamm bei Ventilen die normale Funktion behindert, Kolben verklebt etc. Dies kann offensichtlich schwerwiegende Folgen nach sich ziehen, , insbesondere wenn die betroffenen Ventile Sicherheitsfunktionen haben.
  • Verstopfte Filter – typische Druckfilter für Leitungseinbau sind darauf ausgelegt, Feststoffpartikel unterschiedlicher Form und Größe herauszufiltern. Viele nutzen Tiefenfiltration, bei der mehrere Schichten zum Einsatz kommen, um eine komplexe Bandbreite und große Menge an Verunreinigungen herauszufiltern. Dieses Technologieniveau erhöht den Preis der Filter, ist aber dennoch wirtschaftlich, wenn es seine vorgesehenen Aufgaben erfüllt. Anstatt die Nutzung der vollen Bandbreite der integrierten Filtrationsmedien zuzulassen, wird Varnish jedoch an der Außenseite des Filters anhaften; das führt zur verfrühtem Verstopfen und hohen Kosten aufgrund häufigeren Austauschs der Elemente.
  • Verringerung von Schmierspalten – Öl wird für diese Hochdruck- und Leistungsanwendungen eingesetzt, weil es nicht zusammengedrückt werden kann. Schmierspalten sind die Schmierstoffschichten, die direkten Kontakt von Metall auf Metall im System vermeiden und somit Verschleiß vorbeugen und die Lebensdauer von Komponenten verlängern. Wenn sich in diesen Bereichen Oxidationsprodukte abzulagern beginnen, nimmt die Schmierstoffmenge ab, und das Verschleißniveau kann dramatisch ansteigen.

Behinderung von Wärmeübertragung – aufgrund der Eigenschaften von Varnish hängt seine Löslichkeit in Öl von der Betriebstemperatur ab; bei höheren Temperaturen bleibt der Schlamm gelöst, bei niedrigeren Temperaturen aber wird er freigesetzt. Aus diesem Grund setzt sich Varnish üblicherweise auf kälteren Flächen wie kalten Winkeln im System, Tankwänden oder Kühlvorrichtungen ab. Wenn ein Kühler von Schlammansammlungen betroffen ist, nimmt seine Wärmetauschfähigkeit ab. Dadurch erhöht sich die Systemtemperatur, was zusätzlich zur Ölalterung beiträgt.

WENN SIE DEN VERDACHT HABEN, DASS ES BEI IHNEN ZU EINER VARNISH-ANSAMMLUNG GEKOMMEN IST, DIE EVENTUELL DIE LEISTUNG BEEINTRÄCHTIGT, WENDEN SIE SICH AN UNS, UM EINE BERATUNG ZUR PRÜFUNG UND BEHANDLUNG IHRES SYSTEMS ZU VEREINBAREN.