Ammoniakbeständige Filterelemente heben industrielle Kühlanlagen auf ein deutlich höheres Sicherheitsniveau.(Bild: Jose - stock.adobe.com)
Ausfallanalysen besagen, dass 80 Prozent der Maschinenstillstände auf Fehler im Hydrauliksystem zurückzuführen sind. 90 Prozent dieser Ausfälle werden wiederum durch Verunreinigungen des Hydrauliköls verursacht. Grund genug, sich von Anfang an mit der Filtration zu beschäftigen.
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Die Reinheit des Hydrauliköls ist ein wichtiger Faktor für die Betriebssicherheit mobiler und stationärer Hydraulikanlagen. „Um eine optimale Reinigungsleistung zu gewährleisten, sollte bei der Erstausrüstung die Platzierung der Filtergehäuse von Anfang an berücksichtigt werden“, empfiehlt Dipl.-Ing. Hartmut Reich, Produktmanager für den Bereich Stauff Filtration Technology.
Druckfilter etwa werden nach der Pumpe angeordnet und reinigen das Hydrauliköl von Verschleißpartikeln, bevor es die nachfolgenden Komponenten wie Ventile und Zylinder durchströmt. Rücklauffilter im oder am Öltank filtern das Öl, bevor es wieder in den Öltank zurückströmt. In Verbindung mit Rückstromverteilern wird sichergestellt, dass der zurückfließende Ölstrom beruhigt wird, so dass sich kein Schaum bildet oder abgelagerter Schmutz aufgewirbelt wird.
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Saugkörbe wiederum schützen die Pumpe vor groben Verunreinigungen und sind unbedingt immer dann vorzusehen, wenn der Öltank nicht ohne weiteres gereinigt werden kann.
Komplettprogramm für Erstausrüster, Hersteller und Anwender
“Bei der Herstellung der Filterelemente, die in die Gehäuse eingesetzt werden, sind vor allem drei Faktoren zu berücksichtigen: der Volumenstrom, die Viskosität und die Temperatur des Hydrauliköls im laufenden Betrieb”, erläutert Hartmut Reich. Die Auswahl der Materialien, beispielsweise Glasfaservlies, Edelstahlgewebe oder Filterpapier mit Filterfeinheiten von 3 bis 250 µm, hängt immer von der jeweiligen Anwendung ab.
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„Ein typisches Filterelement von Stauff besteht aus bis zu sieben unterschiedlichen Filtermaterialien, die maschinell zusammengeführt und gefaltet werden. So wird eine hohe Schmutzaufnahmekapazität und Filtrationsleistung auf engem Raum erzielt.“ In der Filterproduktion bei Stauff in Werdohl können rund 10.000 verschiedene Bauformen gefertigt werden, und zwar qualitäts-, funktions- und einbaugleich mit den jeweiligen in der Erstausrüstung verwendeten Originalfabrikaten. Auf dieses umfangreiche Portfolio an Austausch-Filterelementen setzen vor allem Anwender und Wartungsbetriebe nicht nur für die Filtration von Hydrauliköl, sondern auch für viele weitere industriell eingesetzte Flüssigkeiten wie Schmieröle, Brennstoffe, Wasser und Chemikalien.
Bis zu sieben unterschiedliche, zusammengelegte Materialien erzielen eine hohe Filtrationsleistung auf engem Raum.(Bild: Stauff)
Sonderfall: Industrielle Kühlanlagen
In industriellen Kälteanlagen ist seit Jahrzehnten Ammoniak (NH₃), auch als R717 bekannt, das Kältemittel der Wahl. Es hat hervorragende thermodynamische Eigenschaften, ist energieeffizient und auch deshalb umweltfreundlich, weil es kein CO₂-Äquivalent bildet. Wenn NH₃ allerdings mit Öl in Kontakt kommt, werden ungünstige chemische Prozesse in Gang gesetzt und die Alterung des Öls beschleunigt.
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In industriellen Kühlanlagen sind hiervon vor allem die Schmierölsysteme der Schraubenverdichter, mit denen das Kältemittel komprimiert wird, betroffen. Die Verdichter sind so konstruiert, dass die Diffusion von gasförmigem Ammoniak in das Schmierölsystem nicht vollständig verhindert werden kann. Auch Spalte und Risse an Dichtungen oder Verbindungen, die beispielsweise durch Materialermüdung entstehen, begünstigen den Eintritt von Ammoniak ins Öl. Selbst kleinste Mengen lösen hier verhängnisvolle Kettenreaktionen aus: Es entstehen Ablagerungen, die Filter und Leitungen verstopfen und den Wärmeübergang verschlechtern.
In Ölfiltern für Kälteanlagen mit Ammoniak werden spezielle Klebstoffe, Dichtungen und Filtermaterialien verwendet.(Bild: Stauff)
Leichtflüchtige Ölbestandteile verdampfen, so dass die Viskosität des Öls und die Schmierleistung abnehmen, was wiederum den Verschleiß von Lagern und anderen beweglichen Teilen fördert. Insgesamt verschlechtert sich die Schmierölqualität rapide, was häufigere Ölwechsel, aufwendige Wartungsarbeiten und im Extremfall den kompletten Austausch des Ölsystems erforderlich macht.
„Die Schwachstellen konventioneller Filterelemente liegen vor allem in den verwendeten Klebstoffen und Dichtungen.“Hartmut Reich, Stauff
Ammoniakbeständige Filterelemente
Im Kontakt mit Ammoniak stellt die Filtertechnik selbst eine besonders kritische Schwachstelle dar: Filterelemente, die eigentlich den Kompressor schützen sollen, versagen, wenn sie nicht speziell für den Kontakt mit Ammoniak ausgelegt sind. Die Schwachstellen konventioneller Filterelemente liegen vor allem in den verwendeten Klebstoffen und Dichtungen.
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Standardkleber, die zur Verbindung von Stützrohr, Faltenbalg und Endkappe eingesetzt werden, reagieren empfindlich auf Ammoniak: Sie können quellen, verspröden oder sich sogar vollständig auflösen. Auch gängige Dichtungsmaterialien verlieren im Kontakt mit NH₃ ihre Funktionalität. Hartmut Reich erläutert, wie Stauff Anlagenbetreiber zuverlässig vor diesen Risiken schützt: „Wir haben Filterelemente speziell für den Einsatz in Ammoniak-Kälteanlagen entwickelt.
Fabrik des Jahres
(Bild: SV Veranstaltungen)
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Der Unterschied beginnt bei den Materialien: Sämtliche Verbindungen im Filterelement werden mit ammoniakbeständigen Klebstoffen gefertigt, die auch bei dauerhaftem Kontakt mit NH₃ stabil bleiben. Ebenso kommen speziell ausgewählte Dichtungsmaterialien zum Einsatz, die ihre Funktion auch unter Ammoniak-Einfluss langfristig behalten.“
Die Entwicklung dieser Spezialfilter erfolgte in enger Abstimmung mit Anwendern und Herstellern industrieller Kälteanlagen, sowie den Herstellern spezieller Kleber und Dichtungsmaterialien. „Mit unseren ammoniakbeständigen Filterelementen können Betreiber bestehende Anlagen ohne konstruktive Änderungen auf ein deutlich höheres Sicherheits- und Leistungsniveau heben. Das bedeutet längere Wartungsintervalle, geringere Stillstandzeiten und insgesamt niedrigere Betriebskosten“, fasst Reich die Vorteile zusammen.
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Quelle: Stauff
FAQ – Filtration und Prozesssicherheit
Warum ist Filtration im Hydrauliksystem so wichtig? Weil 90 Prozent aller Hydraulikschäden auf verunreinigtes Öl zurückzuführen sind. Saubere Filtration verhindert Verschleiß, Ausfälle und unnötige Stillstandzeiten.
Welche Filterarten gibt es in Hydraulikanlagen? Hauptsächlich Druckfilter (nach der Pumpe), Rücklauffilter (vor dem Tank) und Saugkörbe (vor der Pumpe). Jede Bauart schützt andere Komponenten.
Wovon hängt die Auswahl des Filterelements ab? Von Volumenstrom, Ölviskosität, Betriebstemperatur und der benötigten Filterfeinheit. Auch das Filtermaterial muss zur Anwendung passen.
Was passiert, wenn Ammoniak ins Öl gelangt? Es beschleunigt die Ölalterung, fördert Ablagerungen, verstopft Leitungen und senkt die Schmierleistung – bis hin zum Ausfall des gesamten Systems.
Wie unterscheiden sich ammoniakbeständige Filter? Sie bestehen aus Klebstoffen und Dichtungen, die NH₃-Kontakt standhalten, und bieten so längere Wartungsintervalle und höhere Betriebssicherheit.
Können bestehende Anlagen einfach nachgerüstet werden? Ja, spezielle Ersatzfilter lassen sich ohne konstruktive Änderungen einsetzen – das reduziert Kosten und Ausfallrisiken sofort.
