Wasserverschmutzung von Öl und Methoden zur Beseitigung

Verunreinigungen in den Öl- und Hydrauliksystemen von Maschinen haben verheerende Auswirkungen auf die Qualität und Lebensdauer des Öls, vor allem aber auf den Zustand der Geräte selbst.

zerstörerische Wirkung der Ölverschmutzung

Verunreinigungen in den Öl- und Hydrauliksystemen von Maschinen haben verheerende Auswirkungen auf die Qualität und Lebensdauer des Öls, vor allem aber auf den Zustand der Geräte selbst. Das Vorhandensein von Verunreinigungen kann zu Störungen in der Funktionsweise der Maschine oder sogar zu einem gefährlichen Ausfall führen. Verunreinigungen im Öl kommen in verschiedenen Formen vor – fest, flüssig oder gasförmig. Ihr Vorhandensein kann auf das Eindringen von Verunreinigungen von außen in das System, auf die Ausfällung von Alterungs-/Zersetzungsprodukten im Öl sowie auf die Zusammenarbeit zwischen Maschinenkomponenten oder auf Korrosion zurückzuführen sein.

Wasser ist eine der Ölverunreinigungen, die eine große Gefahr für geschmierte Anlagen darstellen. Es ist somit der zweitschädlichste Degradationsfaktor nach den Partikeln.

Wasser kann im Öl in Form von Wasser enthalten sein:

gelöst

– Wassermoleküle sind mit dem bloßen Auge nicht sichtbar,

emulgiert

– als stabile Emulsion, die ihre Trübung verursacht,

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– Wasser deutlich vom Öl getrennt.

Die Sättigung und Form des Wassers im Öl hängt hauptsächlich von der Menge des enthaltenen Wassers, der Betriebstemperatur, der Art des Grundöls sowie dessen Alterungsgrad und den Zusätzen ab.

Abb. 1: Von links: in Öl gelöstes Wasser, emulgiertes Wasser und freies Wasser

Wasser ist eine der Ölverunreinigungen, die eine große Gefahr für geschmierte Anlagen darstellen. Damit ist es nach den Partikeln der zweitschädlichste Abbauprodukt.

Woher kommt das Wasser in Ölsystemen?

Es gibt viele Möglichkeiten für das Eindringen von Wasser in das Öl. Neues Öl kann Wasser als Rückstand aus der Tankreinigung oder unsachgemäßer Lagerung von Fässern und Tanks enthalten. Zu den Quellen für Wasser in Ölsystemen gehören undichte Kühlsysteme, Wasser, das durch Reinigungs- oder Verdampfungsprozesse von Geräten in das Ölsystem gelangt, das Eindringen durch Zylinderkolben oder Kondensation, je nach Umgebungsbedingungen und Luftfeuchtigkeit, sowie die Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebung.

Próbki oleju – z prawej olej z wysoką zawartością zemulgowanej wody
Abb. 2: Ölproben – rechts: Öl mit hohem emulgiertem Wassergehalt

Warum ist Wasser eine Gefahr für das Ölsystem?

Das Vorhandensein von Wasser in Ölsystemen verschlechtert die rheologischen Eigenschaften der verwendeten Arbeitsflüssigkeit und verringert deren Schmier- und Isolierfähigkeit. Wasser im Öl vermindert die Belastbarkeit der Lager, beschleunigt die Oxidation des Öls, führt zur Auslaugung von Additiven, erhöht die Schlammbildung und verursacht Korrosion.

Wirkung von Wasser auf Öl

Wasser fördert physikalische und chemische Veränderungen im Öl und verursacht die Bildung von Säuren, Schlamm und Ablagerungen. Es erhöht die Viskosität des Öls und verschlechtert seine elektrischen Isolationseigenschaften drastisch. Wasser fördert die Belüftung des Öls, was das Problem der Schaumbildung verursacht. Darüber hinaus wirkt sich Wasser negativ auf die Öladditive aus, so dass diese einem Hydrolyseprozess unterliegen oder ausgelaugt werden. Das Vorhandensein von Wasser im Öl kann auch das Wachstum von Mikroorganismen begünstigen.

Wirkung von Wasser auf die Maschine

Die Verunreinigung des Öls durch Wasser führt zu Kavitation und Korrosion in Ölsystemen, und die Dicke des Schmierfilms nimmt ab. All dies führt zu übermäßigem Verschleiß und Schäden an den inneren Oberflächen der Ölsysteme von Maschinen. Durch die Verstopfung von Filtern verringert Wasser die Möglichkeit der Filtration und führt zu einem Anstieg des Ölfließdrucks im System.

Der kumulative Effekt ist eine verkürzte Lebensdauer der Komponenten und der zugehörigen Infrastruktur, was zu erhöhten Betriebs- und Entsorgungskosten beiträgt. Die Folgen des Vorhandenseins von Wasser in Ölsystemen sind Probleme mit Steuer- und Regelsystemen, beschleunigter Verschleiß von Komponenten, verminderte Qualität der Arbeitsflüssigkeit und folglich eine verkürzte Lebensdauer des Öls.

Ölwechsel oder Entwässerung?

Der Austausch von unzuverlässigem Öl gegen neues Öl ist mit Kosten verbunden, die durch den Kauf von neuem Öl, die Entsorgung von Altöl, die Durchführung des Wechsels selbst und die Außerbetriebnahme der Anlage entstehen. Um diese Kosten zu senken, lohnt es sich, über die Reinigung und Aufbereitung des derzeit verwendeten Öls nachzudenken.

Ölentwässerung durch Zentrifugation

Bei der Entfernung von Wasser aus Öl durch Zentrifugieren werden die Verunreinigungen durch die Zentrifugalkraft vom Öl getrennt. Zu diesem Zweck werden Geräte verwendet, die als Ölzentrifugen bezeichnet werden.

Rys. 3. Zasada działania separatora odśrodkowego / wirówki oleju

Ein typisches Zentrifugenmodul besteht aus einer Zentrifuge, einer Dosierpumpe und einer Schlammpumpe, die mit einem Steuerungssystem verbunden sind. Das verunreinigte Öl wird in die mit hoher Geschwindigkeit rotierende Zentrifugentrommel gepumpt. Unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft werden feste Partikel gegen die Trommelwände gedrückt und in den Schlammtank geleitet, während flüssige Verunreinigungen wie Wasser durch Dichteunterschiede vom Öl getrennt werden. Die entstehenden leichten und schweren Phasen werden getrennt aus dem System abgeleitet.

 

Vakuum-Ölentwässerung

Wenn die Entfernung von freiem Wasser aus dem Öl nicht ausreicht, muss man auf Methoden zur Pflege von Ölsystemen durch Vakuumentwässerung zurückgreifen.

Im Gegensatz zu anderen Wasserentfernungsmethoden kann bei der Vakuumentwässerung sowohl emulgiertes als auch ölgebundenes Wasser aus einem Ölsystem ausgetrieben werden. Die Vakuumentwässerung entfernt 100 % des freien und emulgierten Wassers und bis zu 90 % des gelösten Wassers. Darüber hinaus werden auch 100 % der adsorbierten Gase und bis zu 80 % der im Öl gelösten Gase entfernt.

Wie trocknet das Vakuum das Ölsystem vor Feuchtigkeit?

Bei niedrigem Druck, z. B. im Hochgebirge, siedet Wasser bei einer Temperatur von weniger als 100 °C. Das liegt daran, dass mit dem sinkenden Druck auch die Temperatur des Siedepunkts sinkt. Dieses physikalische Phänomen wurde bei der Vakuumtechnik zur Ölpflege und zur effektiven Entfernung von Wasser aus Öl genutzt.

Durch den Einsatz professioneller Wartungseinheiten, die mit leistungsstarken Vakuumpumpen (Arbeitsvakuum bis -0,9 bar) ausgestattet sind, kann Wasser effektiv aus Ölsystemen entfernt werden. Systeme mit einer Viskosität der Arbeitsflüssigkeit von bis zu 700 cSt bleiben im Rahmen unserer Implementierung.

Abbildung 1: Wasserlöslichkeit in Öl in Abhängigkeit von der Temperatur (Sättigungskurve)
  1. 1. der anfängliche Wassergehalt des Ölsystems.
  2. 2. Ölsättigungspunkt – maximales Potenzial für die Entwässerung des Systems durch Zentrifugen usw.
  3. 3. die Wasserkonzentration, die wir durch Vakuumentwässerung erreichen.
  4. 4. nach Abkühlung des Öls (z. B. nach Durchlaufen eines Wärmetauschers oder nach Stillstand der Anlage) die durch die Vakuumentwässerung erreichte Wasserkonzentration noch unter dem Sättigungspunkt des Öls liegt und somit die Bildung von freiem Wasser verhindert wird.
  5. 5. Sobald das Öl abgekühlt ist, kann die Menge an freiem Wasser im Öl ohne Vakuumentwässerung den gesättigten Zustand deutlich überschreiten und in den schädlichsten Formen auftreten (emulgiertes Wasser und freies Wasser).

 

Vorteile der Vakuumentwässerung:

  • Hocheffiziente Entfernung von Wasser und darüber hinaus von Gasen und Partikeln,
  • Erhöhung der Zuverlässigkeit der Anlage und Vermeidung ungeplanter Stillstände aufgrund von Ausfällen,
  • Verlängerung der Lebensdauer des verwendeten Sprays,
  • Beseitigung/Minimierung von Korrosionserscheinungen im Ölsystem,
  • Senkung der Betriebskosten.

Die Ölaufbereitung ist ein fester Bestandteil des von der Ecol Company angebotenen umfassenden Total Fluid Management Service. Diese Dienstleistungen werden auch auf individuellen Abruf an Orten erbracht, die nicht durch den Gesamtschmierdienst abgedeckt sind. Wir bieten unseren Kunden erstklassige Lösungen, indem wir Wasserentfernungsdienste mit modernen Geräten und innovativen Technologien durchführen, die auf einer fast 30-jährigen Erfahrung in der Branche basieren.

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