Varnish in Hydraulikanlagen

Durch eine routinemäßige Ölanalyse kann nicht festgestellt werden, ob Varnish vorhanden ist oder nicht. Eine sehr gute Aussage liefert aber der MPC-Test (Membrane-Patch-Calorimetry-Test). Gemessen wird die farbliche Veränderung einer Laborfiltermembrane mit einer Feinheit von 0,45 Mikrometer. Kritische Anlagenbedingungen entstehen, wenn der MPC-Test Werte größer als 40 liefert. Das Schadenspotenzial von Varnish ist enorm:

  • Bereits kleine Mengen können die Schaltelemente einer Hydraulikanlage blockieren.
  • Es kann metallischen Abrieb aufnehmen. Bei tribologischer Beanspruchung steigt das Risiko des abrasiven Verschleißes.
  • Varnish reduziert die Wirkung der Wärmetauscher. Die Öltemperatur kann so ansteigen und das Öl dadurch schneller altern.
  • Es kann die Funktion und die Lebensdauer dynamisch beanspruchter Dichtungen verschlechtern.
  • Varnish verkürzt die Filterstandszeiten.
  • Diese Art der Verschmutzung erhöht den Wartungsaufwand einer Hydraulikanlage und das Ausfallrisiko.

Ein Blick über die Grenze

Einen anderen Ansatz verfolgt der dänische Filterhersteller CJC. Er hat Varnish-Spezialfilter im Programm. Sie laufen unter der Bezeichnung CJC Feinfilteranlage und entfernen gelöste und ungelöste weiche Verunreinigungen dauerhaft. Die speziell entwickelten Feinfilterpatronen, die ausschließlich aus dem Naturmaterial Zellulose bestehen, besitzen die Fähigkeit neben Varnish auch eine große Menge Partikel und Wasser aufzunehmen.

Die Zellulosebeschaffenheit bringt noch weitere Vorteile mit sich: Das Tiefenfiltergeflecht ist engmaschig und hat damit eine sehr hohe Schmutzaufnahmekapazität. Ein zylindrischer Filter in den Maßen 27 mal 27 Zentimeter ergibt eine Filtrationsoberfläche von 60 Fußballfeldern!

Das filtrierte Öl hat die Eigenschaft, bereits abgelagerte Verschmutzungen und Ölabbauprodukte wieder in Lösung und damit in Richtung Filter zu bringen. Dies betrifft insbesondere gelartige Ablagerungen und Partikel. Festgebrannte Verkokungen und lackartige Rückstände lassen sich erfahrungsgemäß nur bedingt durch filtriertes Öl wieder in Lösung bringen. Zudem ist diese Reaktion temperatur- und ölabhängig.

Beim Einsatz einer Feinfilteranlage wird bei Spritzgießmaschinen ein dauerhafter niedriger MPC-Wert kleiner zehn erreicht, was eine wichtige Voraussetzung für eine lange Nutzungszeit eines lebensmittelverträglichen Hydrauliköls ist.

Auch der saarländische Anbieter Hydac Filter Systems hat passende Produkte im Programm. Die Varnish-Elimination-Unit–Filtration-VEU-F kombiniert verschiedene Eigenschaften: Sie kühlt die Hydraulikflüssigkeit, um die Ölalterungsprodukte filteraufnahmefähig zu machen. Im Filtergehäuse befindet sich ein spezielles Filtermaterial, das eine hohe Affinität für die Alterungsrückstände hat. Die Einheit kann bei vorhandenen Produktionsmaschinen nachgerüstet werden. Das kann Hand in Hand mit der Umstellung auf H1-Öle erfolgen. Die Einheit wird, wie andere Nebenstromfilter auch, am Tank angebaut. Durch den recht geringen Volumenstrom wird die Fluidströmung im Tank kaum messbar beeinflusst.

Maschinen auf ein anderes Öl umstellen

Unit–Filtration,
Mit Produkten wie der Varnish Elimination Unit–Filtration lässt sich auch bei lebensmitteltauglichen Hydraulikölen das Varnish-Problem lösen. (Bild: Hydac Filter Systems)

Meldungen, wie „Schoko-Weihnachtsmänner mit krebsverdächtigen Mineralölen“ verschrecken nicht nur Verbraucher. Jede dieser Meldungen erzeugt Druck auf die Lebensmittelproduzenten. Da stellt sich schnell die Frage: „Wie kann der vorhandene Maschinenpark auf H1-Hydrauliköl umgestellt werden?“

Die gute Nachricht lautet: Hydraulikanlagen können meist problemlos von mineralölbasischen Hydraulikölen auf PAO-H-1-Öle umgeölt werden. Es ist allerdings Vorsicht geboten: Betreiber müssen die Verträglichkeit der Additive überprüfen. Ist diese nicht gewährleistet, können trotz Grundölverträglichkeit Kavitationsschäden an der Hydraulikpumpe auftreten. Zusätzlich besteht auch erhöhte Verschleißgefahr für die tribologisch beanspruchten Anlagenkomponenten. Wurde bisher ein detergierendes HLPD oder ein zinkhaltiges HLP-Hydrauliköl verwendet, so ist ein Umölprozess vorzunehmen. Unter Umständen muss der ganze Hydraulikkreislauf gespült werden. Erst wenn der Zinkwert unter 15 Parts per Million liegt, sollte die Anlage für die Produktion freigegeben werden.

Michael M. Cornelius,
(Bild: Karberg & Hennemann)

Wenn Ausfallsicherheit das oberste Ziel des Anlagenbetreibers ist, kann sich ein entsprechendes Ölpflegesystem bereits bei weniger als 100 Litern amortisieren. Im Kunststoffspritzgießbereich werden beispielsweise CJC-Feinfilteranlagen an Hydrauliktanks mit weniger als 100 Litern Inhalt angeschlossen.

Michael M. Cornelius, Karberg & Hennemann

Zusammenfassung

Schritt für Schritt werden lebensmittelverträgliche Hydrauliköle in Kunststoffspritzgussmaschinen für primäre Lebensmittelverpackungen eingesetzt. Bedingt durch die hohen thermischen und mechanischen Belastungen können sich polymere Ölrückstände bilden, sogenanntes Varnish. Verbleiben diese im Hydraulikkreislauf, treten Funktionsstörungen oder ungeplante Maschinenstillstände auf. Mit zusätzlichen Pflegemaßnahmen wie dem Einbau spezieller Filter kann die Maschinensicherheit auch bei lebensmittelverträglichen Hydraulikölen gewährleistet werden. Do

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