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Kupfer-Wert im Hydrauliköl zu hoch? Beispiel Kunststoffspritzgussmaschine

183:790632664 (Ulrich Droste) — Tue, 27 Oct 2020 16:06:29 GMT

Labor fordert Ölwechsel! Ist das wirklich nötig?

Hydrauliköl einer Arburg-Spritzgussmaschine sollte nach Laborangaben auf Grund zu hohen Cu-Gehaltes gewechselt werden.

Anwenderdaten Kunststoffspritzerei "Huonker"

Maschinentyp:

Arburg 470S Spritzgussmaschine 230 L HLP46

Gemessene Werte direkt an der Maschine vom Kunde selbst:

Ölbetriebszeit > 6 Jahre (24 h x 5 Tage)

Maschine xx4511:

RMF Ölzustandssensor QI Qualitätsindex 4,0

RMF Partikelzähler CMS Reinheitsklasse 11/10/9 Wasser RH 24%

Maschine xx6003:

RMF Ölzustandssensor QI Qualitätsindex 3,8

RMF Partikelzähler CMS Reinheitsklasse 11/11/10 Wasser RH 22%

Ausgangslage

Sollwert CU-Wert: < 70 mg/kg (von Maschinenhersteller festgelegt laut Labor)

Sollwert Reinheitsklasse: 18/15/12 nach ISO4406c

Istwert: Cu 85 mg/kg

Labor schlägt Ölwechsel vor!

Fragestellung des Kunststoffspritzgussteileherstellers

Muss das Öl tatsächlich gewechselt werden, obwohl der OQS-Ölzustandssenso r das Öl für weiter verwendbar hält?

Ölanalyseauswertung durch das Labor

Der Kupferanteil liegt deutlich höher, als wir ihn für das Aggregat erwarten. Mögliche Ursachen: Pumpenverschleiß, Kupferkorrosion an Kühlern oder Rohrleitungen, Reaktion von oxidiertem Öl mit Messing oder Bronze. Die Reinheitsklasse des Öles entspricht den Anforderungen. Der Wassergehalt liegt innerhalb des normalen Bereiches. Rat des Labors: "Falls Sie es noch nicht getan haben, wechseln Sie das Öl hauptsächlich wegen des hohen Anteils von Verschleißpartikeln."

Begründung:

Aus Laborbericht - „Zu hoher Anteil von Verschleißpartikeln“ Telefonat mit dem Labor - Zu hoher CU-Anteil führt zur Katalyse und zerstört das Hydrauliköl.

Fragestellung:

Muss das Öl tatsächlich gewechselt werden, obwohl der OQS-Ölzustandssensor das Öl für weiter verwendbar hält?

Holistische Betrachtung von SOL-Industrie

Wie mit vielen Dingen im Leben, ist die Antwort einfach. Aber ein simples JA oder NEIN genügt nicht. Die Zusammenhänge sind komplexer als man denkt.

Vor allem sind hier mehrere unterschiedliche Lieferanten involviert und jeder konzentriert sich auf sein eigenes Gebiet.

Auf Grund einer wie oben beschriebenen Laboranalyse wird viel und meiner Meinung nach auch unnötig Öl gewechselt. Allerdings hält sich das Labor an die Vorgaben des Herstellers bei der Empfehlung des Ölwechsels.

Wir müssen uns auch die Partikelzahlen mit 14/13/10 und den Feuchtegehalt von 72 ppm anschauen, um mehr Klarheit zu bekommen.

Die Messungen des Onlinepartikelzählers von RMF-Systems (CMS) ergeben folgende Ergebnisse: Partikel 11/10/9, Feuchte RH 23%.

Das differierende Ergebnis bei den Partikelzahlen ergibt sich aus den unterschiedlichen Ölmengen, die gemessen werden. Das Labor untersucht eine 100 ml Probe, wohingegen das CMS die gesamte Ölmenge misst. So kommt es zu einem genaueren repräsentativen Durchschnittswert.

Auswertung:

Der Laborbericht sagt nichts darüber aus, in welchem Verhältnis Feststoff zu gelöstem CU im Öl steht.
Bei einer Reinheitsklasse von 11/10/9 sind keine maschinenschädigenden Partikel im Hydrauliköl vorzufinden. (Mündlich bestätigt durch das Labor)
Katalysatoreffekt kann schlecht greifen, da der Wassergehalt im Öl extrem gering ist. Das Labor empfiehlt dennoch den Ölwechsel, da es die Vorgabe von Arburg einhält. (Mündlich bestätigt durch das Labor)
Nach Durchsicht der restlichen Laborwerte, wie z.B. der Säure, bestätigt auch der Labortechniker einen Top-Zustand des Öls.
Der Labortechniker rät letztlich, den Maschinenhersteller zu kontaktieren, um nachzufragen, wie sich mein Kunde bezüglich dieser Ölwerte verhalten solle.

Aussage der Maschinenhersteller

Cu-Werte von 100 bis zu 150 mg/kg schaden den Maschinen nicht. Es müssen auch keine Ölwechsel deswegen durchgeführt werden.

Da aber die Komponentenlieferanten, wie z.B. Pumpen- und Ventilhersteller, den Grenzwert von 70 mg/kg vorgeben, können die Maschinenhersteller diesen Wert nicht im Alleingang erhöhen.

CU Werte von 100-250mg/Kg sind früher durch nicht verzinkte Kühler entstanden. Haben aber keine Probleme erzeugt. Jetzt sind sämtliche Kühler verzinkt.

Der erhöhte CU-Gehalt kann auch von der Ölart abhängen, da z.T. CU die Schmierfähigkeit des Öls erhöht. Weitere Quellen können Ölfiltersysteme mit Kupferrohren sein.

Die extrem guten Werte, Partikelzahl von 11/10/09 und Wassergehalt von 72 ppm, sind sehr vorteilhaft für Maschine und Hydrauliköl.

Wodurch sind die ausserordentlichen positiven Laborwerte entstanden?

Diese Werte sind durch das Hochleistungs-RMF-Nebenstromfiltersystems und deren Messtechnik erreicht worden.
Nicht weniger wichtig ist zu erwähnen, dass nur durch die zuverlässige und kontinuierliche Nutzung des Nebenstromfilters der Instandhaltung des Maschinenanwenders dieses Niveau zu erreichen ist.

Varnish und was hat der Elektrostat damit zu tun?

websitebuilder@1and1.de — Fri, 09 Oct 2020 17:31:46 GMT

Mindmappräsentation:

Vereinbaren Sie einen Termin mit Herrn Ulrich Droste, der mit Ihnen zusammen am Telefon 1:1 dieses Thema durchgeht.

Dieses Thema ist total spannend, denn dahinter stehen viele Jahre empirische Erfahrung und Untersuchungen. Davon können Sie sofort profitieren und viel Ärger, Zeit und Geld sparen.

Für welche Anwendung wurde das elektrostatische Filtersystem entwickelt?

Was passiert bei Wasser- oder Feuchteeintritt mit dem Elektrostat?

Zunächst sei festzuhalten, dass der Leitwert im Öl steigt, wodurch ab einer bestimmten Menge (um die 200 ppm Feuchte) zu hoher Reinigungsstrom fließt, sowie das Nebenstromfiltersystem abgestellt wird. Über das ganze Jahr gesehen sind die 200 ppm leicht überschritten.

Somit ist kein Partikel- und Wasserentzug mehr möglich. Um das Wasser aus der Maschine zu entfernen, sind mehrere Ölwechsel nötig.

Durch die „all in one“ Reinigung der RMF Nebenstromfilter entfernen Sie nicht nur Wasser bis zu einer Feuchte von RH 20 %, sondern auch sämtliche Oxidations- und Verharzungsprodukte, wie auch insbesondere Varnish. Der Grund für die fantastische Reinigungstiefe ist die speziell behandelte Zellulose, die eine entgegengesetzte polare Ladung enthält.

Die ganze Tragweite dieses einmaligen Filtersystems wird durch die Entfernung der Partikel bis zu tatsächlichen 0,5 µm deutlich sichtbar.

Daraus ist zu folgern, dass kleinere Partikel wie Additive, die im Nano und Piko Größenbereich liegen, erhalten bleiben und so ihre Funktion weiter erfüllen.

Wie entsteht Varnish?

Grundsätzlich liegt es an einer zu hohen elektrischen Ladung des Schmiermediums.

Diese hohe elektrische Ladung wird durch verschiedene Faktoren erzeugt, die im nächsten Kapitel erläutert werden.

Kommt das Öl an Stellen mit einem Potenzialgefälle, entlädt sich das Medium mittels kleiner Mikroblitze, die auch Funkenschläge genannt werden (ESD „electro static discharge“).

Diese sind durch leichte Knister-, wie auch Klickgeräusche hörbar. An diesen Stellen wird im Öl eine Temperatur bis zu 1000 °C erzeugt, die das Öl zerstört und es bildet sich Varnish.

So entstehen gelartige bis harte Rückstände, die der Grund für die Entstehung einer Reihe von Störungen der Hydrauliksysteme, wie auch Turbinen sind.

Wodurch entsteht eine höhere elektrostatische Ladung in der Schmierflüssigkeit?

Ein wesentlicher Punkt ist die Leitfähigkeit der Schmierflüssigkeit, die nicht unter 400 pS/m liegen sollte.
Schlecht konzipierte Filterelemente produzieren Reibung und damit eine elektrostatische Aufladung.
Eine zu hohe Fließgeschwindigkeit erzeugt denselben Effekt.
Durch Öle, die keine polar wirkenden Stoffe enthalten, wie z. B. zinkhaltige Additive sowie durch falsche Filtersysteme, die dem Öl polar wirkende Stoffe entziehen.
Der Ladungsanstieg kann außerdem durch Filtersysteme mit hohem Kunststoffanteil hervorgerufen werden.
Sogar zu klein dimensionierte Rohrleitungen steigern die Ladung.
Keine oder ungenügend geerdete Rohrleitungen sowie Schläuche bewirken den Ladungsanstieg.
Luftblasenbildung, also ungelöste Luft im Öl, führen ebenso zu einem geringeren Leitwert.
Wie schon erwähnt, können Öle, die mit Grundölen aus Gruppe II und III erstellt wurden, höhere Ladungsmengen aufnehmen.

Was wird durch die elektrostatische Aufladung zerstört?

Durch die feinen Mikroblitzentladungen entstehen kleine Löcher in Tank und Filtersysteme.

An den Stellen der Entladung wird die Schmierflüssigkeit (z. B. Hydrauliköl) bis zu 1000 °C erhitzt. Das Ergebnis dessen sind Öleintrübungen, schlechtere Schmierfähigkeit und Varnishbildung.

Folgeschäden am Beispiel einer Pumpe sind:

Insgesamt ein höherer Verschleiß
Flügel und Kolben verkleben
Schäden an Gleitringdichtungen
Wälzlagerausfälle
Höherer Stromfluss
Geringere Förderleistung
Durch all diese Punkte entstehen höhere Laufgeräusche.

Durch Verklebungen laufen die Proportional- und Servoventile schwergängiger oder bleiben sogar vollends hängen. Wenn Kühlsysteme verkleben, entsteht schleichend ein enorm schlechter Wirkungsgrad. Spätestens dann werden Kühlsysteme ausgetauscht, wenn diese komplett zugesetzt sind.

Varnish Nebenstromfilter und Kunststoff-spritzgussmaschine

websitebuilder@1and1.de — Fri, 09 Oct 2020 17:31:45 GMT

Eine Fallstudie mit ausführlicher Beschreibung und Laboruntersuchungen

Fallstudie

Das neue Varnish Filtersystem von RMF-Systems erzielt bemerkenswerte Ergebnisse auf einer Kunststoff-Spritzgussmaschine.

Einführung

Hydraulikflüssigkeit ist eine der wichtigsten Komponenten in einer Spritzgießmaschine, weshalb diese verunreinigte Flüssigkeit nicht übersehen werden darf. Tatsächlich werden 80% aller Hydraulikausfälle durch verunreinigtes Fluid verursacht. Die bekanntesten Arten von Verunreinigungen sind Feststoffpartikel und Wasser, aber ebenso zerstörerisch für Hydrauliksysteme ist Varnish (Lack).

Die ständigen Druck- und Temperaturschwankungen der Hydraulikflüssigkeit können sich zu mechanischen und thermischen Belastungen des Hydrauliköls entwickeln. Dies führt zu einer Zersetzung der Ölmoleküle und zur Bildung eines klebrigen Rückstandes (Varnishnebenprodukte). Dieser Rückstand kann in Verbindung mit anderen Verunreinigungen Reibung und Verschleiß verursachen, welches die Lebensdauer des Maschinenöls verkürzen und unnötige Ausfallzeiten des Systems verursachen kann.

Zusätzlich kann die Bildung von Varnish (Lack) durch eine chemische Reaktion zwischen festen Metallpartikeln und Wasser beschleunigt werden. Dies führt zu Korrosion der Komponenten, Änderungen der Flüssigkeitseigenschaften und Ölzerfall.

Die Herausforderung

Ein großer Gerätehersteller in den Vereinigten Staaten wandte sich an RMF-Systems wegen einer Zunahme ungeplanter Wartungsarbeiten, verstopfter Leitungsfilter und häufiger Ölwechsel an seiner Toshiba-Kunststoffspritzgussmaschine. All diese Symptome standen im Zusammenhang mit schweren Varnishproblemen und wurden durch eine Öllaboranalyse weiter bestätigt. Die Testergebnisse zeigten einen MPC-Wert (Membrane Patch Colorimetry) bei einem kritischen Wert von 63,4 und einer ISO-Reinheitsklasse von 25/20/14.

Die Lösung

Um das Lackproblem zu lösen, bot RMF-Systems sein Varnish Nebenstromfiltersystem an, das als Nierenschleife fungiert und kontinuierlich Flüssigkeit durch die hocheffizienten Varnishfilterpatronen pumpt.

Das Varnish Nebenstromfiltersystem kombiniert hocheffiziente Lackentfernung mit der Überwachung der Ölqualität und verhindert die Bildung von Lacken, indem es feste Verunreinigungen und Wasser entfernt.

Die Langfaser-Zellulose-/PP-Kartuschen sind speziell entwickelt für die Entfernung von Lacken also Nebenprodukte, die in der Flüssigkeit gelöst sind.

Diese Kartuschen absorbieren polare Säuren durch speziell verdichtete Fasern. Die Säuren durchströmen komplexe interne Fließpfade. Im Gegensatz zu anderen Technologien fügen die Patronen dem Fluid kein Wasser hinzu; sie entfernen tatsächlich Wasser und andere feste Verunreinigungen.

Die Ergebnisse

Während der Betriebszeit des Systems wurden häufig Proben entnommen und zur Analyse an ein Laboratorium geschickt. Neben einer Standard-Flüssigkeitsanalyse wurde ein MPC- und gravimetrischer Feststofftest (MPC-Gewicht) durchgeführt, um das Lackpotenzial zu messen - die Ergebnisse waren phänomenal. Nach nur 3 Wochen Filtration stieg das Lackpotenzial (MPC-Wert) von einem kritischen Wert von 63,4 auf 7,8 und das MPC-Gewicht sank von 0,0182 auf 0,0072 Gramm. In den folgenden 5 Wochen fiel der MPC-Wert sogar noch weiter auf unglaubliche 1,6 und das Gewicht auf 0,0038 Gramm. Auch die ISO-Sauberkeitswerte sanken innerhalb von 3 Wochen von einem extrem schmutzigen 25/20/14 auf 17/14/11.
Fünf Wochen danach fiel der ISO-Code sogar noch weiter auf den Zielwert von 15/13/10.

Wie die Daten zeigen, hat sich die Reinheitsklasse und der MPC Wert des Schmierstoffs in sehr kurzer Zeit dramatisch verbessert und wird die Betriebszeit der Maschine erheblich steigern, so dass dieser Hersteller erhebliche Einsparungen bei den Wartungs- und Reparaturkosten erzielen kann.