Regelmäßige Laboranalysen zur Ermittlung von Verschleißeinträgen sind das A und O des Ölmanagements. (Bild: muza - stock.adobe.com)
Das gilt umso mehr, wenn das Ölmanagement in ein umfassendes Condition Monitoring eingebettet ist, bei dem sämtliche Anlagenzustände kontinuierlich erfasst und ausgewertet werden. Selbst diese permanente, zustandsabhängige Instandhaltung ist jedoch nicht das Maximum dessen, was aktuell möglich ist.
Als High-End-Lösung gibt es Live-Überwachungssysteme mit einer Datenbankanbindung, die kontinuierlich die Anlagenzustände überwachen und zuverlässig Komponentenausfälle vorhersagen können. Aber egal auf welchem Niveau Sie das Condition Monitoring betreiben – immer kommt dem Ölmanagement eine entscheidende Bedeutung zu. Ein Grund mehr, dieses Thema hier näher zu beleuchten.
„Gutes Ölmanagement trägt erheblich dazu bei, die Standzeiten von Hydraulikanlagen sowie deren Steuerungen und Komponenten zu verlängern.“
Alexander Mijnals, Hydraulikservice-Spezialist, Voortmann
Qualität von Anfang an
Beim Ölmanagement denken die meisten an regelmäßige Laboranalysen zur Ermittlung von Verschleißeinträgen und anderen relevanten Daten zur Ermittlung der Ölqualität. Solche Analysen sind richtig und wichtig. Aber was in den Unternehmen oftmals vergessen wird: Ein gutes Ölmanagement beginnt bereits mit dem Befüllen des Hydrauliksystems mittels einer Filterpumpe. Das frisch vom Hersteller gelieferte Öl muss zwingend vorgefiltert werden, ehe es in das Hydrauliksystem eingefüllt wird und darf keinesfalls ungefiltert in den Tank gefüllt werden.
Hinzu kommt: Die für die Anlage oder die Komponenten festgelegten Ölreinheitsklassen nach ISO 4406 oder NAS 1638 sind unbedingt zu beachten und sollten eingehalten werden. Bereits die Verschlechterung der Ölqualität um eine ISO-Klasse bedeutet, dass im Öl doppelt so viele Partikel enthalten sind, wie diese laut Hersteller maximal für einen störungsfreien Betrieb der Komponente vorgeben werden.
Gerade die modernen Komponenten wie Proportional- und Servoventile sowie Axialkolbenpumpen, die mit feinsten Toleranzmaßen gefertigt werden, reagieren sehr sensibel auf Verschmutzungen und nehmen schnell Schaden, wenn zu stark verschmutztes oder auch einfach das falsche Öl verwendet wird. Bereits ein innerhalb der Komponenten geringer Materialverschleiß kann hier zu einer deutlich reduzierten Standzeit, Fehlfunktionen, schlechtem Regelverhalten und schlussendlich zum Ausfall der Komponente und somit einem ungeplanten Anlagenstillstand führen.
Vorsicht bei Modernisierung und Komponentenaustausch
Von Zahnrad- bis Axialkolbenpumpen, von den unterschiedlichsten Ventilen bis zu Zylindern, für jede einzelne Komponente gibt es Reinheitsklassenempfehlungen der Hersteller, die zum Beispiel abhängig von Öldruck und Filterfeinheit sind. Das bedeutet im Umkehrschluss: Ändert sich nur ein einziger Parameter, kann dies unter Umständen entscheidenden Einfluss darauf haben, welche Ölreinheit realisiert werden muss.
Wenn beispielsweise bei Verwendung einer Axialkolbenpumpe und einem Druck bis 140 bar eine Mindest-Zielreinheitsklasse von 19/17/17 empfohlen wird, liegt diese oberhalb von 200 bar schon bei 16/14/11. Retrofitmaßnahmen, bei denen die Bauart der Ventile oder die Art der Druckerzeugung verändert werden, haben immer Auswirkungen auf die mindestens anzustrebende Reinheitsklasse des Betriebsmediums. Hier immer alles perfekt im Blick und unter Kontrolle zu haben, erfordert Profiwissen.
Fabrik des Jahres
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Die Hauptfaktoren für den Alterungsprozess von Hydraulikölen
Neben zu hohen Temperaturen, Ölalterung und Materialverschleiß, sind Wassereinträge, fehlende Wartung, Filterwechsel sowie Ölalterung, die Gründe für die Qualitätsminderung von Hydraulikölen. Die Einträge können auf verschiedenste Weise zustande kommen. Ein hoher Feuchtigkeitsanteil in der Umgebungsluft kann hier genauso ursächlich sein wie Reinigungsarbeiten im Anlagenbereich. Was beim Thema Wasser und Öl übrigens unbedingt zu beachten ist. Das Hydrauliköl hat per se einen gewissen Feuchtigkeitsanteil und kann darüber hinaus zusätzlich Wasser aufnehmen, ohne dass es zu einer Qualitätsminderung kommt. Eine Angabe zur Wassersättigung erfolgt in Prozent und ist immer temperaturabhängig und ist nicht gleichzusetzen mit dem Wassergehalt einer Ölprobe, der in PPM (parts per million) gemessen wird.
Predictive Analytics von Rexroth
Mit der cloudbasierten Lösung CytroConnect Solutions unterstützt Bosch Rexroth die Wartung von Hydraulikanlagen. Mit CytroConnect Monitor haben Anwender den aktuellen Komponenten- und Betriebszustand sowie die Daten der letzten 24 Stunden komfortabel zur Hand. Die gesammelten Sensordaten aus der Maschinensteuerung werden mittels eines Gateways und einer Internetverbindung, wie Ethernet oder LTE, an die CytroConnect-Plattform übertragen. Der Kunde bekommt mittels eines browserbasierten Web-Dashboards Zugriff auf die Daten und Visualisierungen. Diese stehen ihm auf einem beliebigen Endgerät (Tablet, Smartphone, PC) zur Verfügung.
So lassen sich ausfallrelevante Größen wie Ölmenge, Betriebsdauer, Temperatur und Verschmutzungsgrad überwachen und visualisieren. Mit CytroConnect Maintain haben Anwender vollen Zugriff auf alle historischen Daten. Auf Basis einer regelbasierten Analyse informiert das System automatisiert über den aktuellen Zustand der Komponenten.
Im Fall von Abweichungen, etwa wenn die empfohlene Öl-Betriebstemperatur überschritten wird, wird der Anwender automatisch mittels Push-Benachrichtigung informiert. Dies erfolgt beispielsweise über eine automatisierte E-Mail oder auch als Information im webbasierten Userinterface, welches auch ein Logbuch enthält. So können Anwender auch im Fall unbemannter Schichten reagieren, bevor es zu Schäden oder gar einem Ausfall kommt.
Mit CytroConnect Predict wird eine vorausschauende Analyse des Systems auf Basis selbstlernender Algorithmen durchgeführt. Hierzu werden der Systemstatus über einen Zeitraum hinweg erfasst und mittels künstlicher Intelligenz Modelle gebildet. Das System detektiert Abweichungen im Betrieb und bildet diese in Veränderungen der Komponentindizes der Maschine ab. Das erlaubt eine modellbasierte Analyse ohne den Aufwand einer dauerhaften Analyse durch Personen sowie die Überprüfung jeglicher Grenzwertüberschreitungen. Im Falle von umfangreichen Anomalien wird ein Rexroth-Experte aktiv: Er führt eine Detailbetrachtung durch und informiert unverzüglich den Anwender. Diese prädiktiven Instandhaltungsmaßnahmen stellen eine maximale Verfügbarkeit sicher und vereinfachen die Lagerhaltung von Ersatzteilen. Darüber hinaus stellt Bosch Rexroth regelmäßige Leistungs- und Nutzungsberichte zur Verfügung, auf Basis derer die Anwendung optimiert werden kann.
Ganzheitliches Ölmanagement bei Voortmann
Voortmann bietet das komplette Servicepaket rund um Ölmanagement, Condition Monitoring, Filtration und Service. Das Unternehmen begleitet Sie vollumfänglich – angefangen vom kompletten Reset mit dem gefilterten Befüllen des Systems mit frischem Hydrauliköl bis zur Erstellung und Durchführung eines Wartungsplans. Passend zu den Anforderungen Ihrer Anlage unterbreitet Voortmann zudem Vorschläge zur Optimierung des Filtersystems und setzt diese um. Dasselbe gilt für die Nachrüstung bzw. Neuinstallation von Sensoren zur dauerhaften Zustandsüberwachung. Wichtig ist dabei eine Beratung hinsichtlich einer High-End-Lösung einer komplett digital vernetzten Anlage.
Ihr Vorteil: Sie profitieren von der Anbindung an ein Datenbanksystem, in dem sämtliche historische und aktuelle Messwerte aller angeschlossen Anlagen zusammenlaufen und ausgewertet werden. Die Experten erstellen in Zusammenarbeit mit den Kunden ein speziell auf Ihre Anlage abgestimmten Wartungsplan inklusive Ölanalyse, wobei zur Intervallberechnung sämtliche relevanten Parameter wie Betriebsstunden und Ölverbrauch zugrunde gelegt werden. Die Ölproben werden auf modernstem Stand der Technik im Labor untersucht. Je nach Anlagetyp und Anwendungen können hier verschiedenste Untersuchungen notwendig sein und durchgeführt werden. Jede Art von Verunreinigung, die ins Öl gelangt, hat Einfluss auf das Betriebsmedium.
Der Abgleich des Ölzustands sowie der Additivierung erfolgt, sofern die Daten vorliegen, im Abgleich mit den Referenzdaten des Ölherstellers. Die einzelnen Laborberichte werden samt der zugehörigen Betriebsdaten wie Anlagendruck und Filterfeinheiten dokumentiert, so dass durch den Vergleich mit vorangegangenen Proben festgestellt werden kann, ob sich ein Problem anbahnt oder ob sich der Zustand des Betriebsmediums verändert hat. Sollte dieses der Fall sein, helfen Ihnen Voortmanns Experten dabei, die Ursache für abnormale Werte zu finden und zu beheben. Zum Beispiel durch den Austausch eines defekten Filters beziehungsweise gesättigten Elementes, eine generelle Optimierung des bestehenden Filtersystems oder Unterstützung des Hydrauliksystems mittels einer Nebenstromfiltration.
Wie funktioniert eine vorausschauende Analyse mit CytroConnect Predict?
Prozesskritische Anlagen werden zunächst mit geeigneter Sensorik ausgestattet. Teilweise können auch bereits in der Maschine oder Anlage verbaute Sensoren dafür genutzt werden. Die von den Sensoren erfassten Daten fließen mit Informationen zu bestimmten Komponentenzuständen in eine sogenannte DAQ-Box (Datenakquisitionsbox). Anschließend werden sie in einem IoT Gateway vorverarbeitet und verschlüsselt in die Cloud übertragen. Dort werden sie über Algorithmen ausgewertet und mit Werten aus dem Datenpool verglichen. Der Anwender muss hierfür keine eigene IT-Infrastruktur aufbauen und pflegen.
Bevor das System genaue Prognosen geben kann, müssen in einer Lernphase geeignete Modelle und Parameter identifiziert und ein passender Algorithmus definiert werden. Dieser wird laufend verfeinert, die Prognosen werden dadurch zunehmend genauer. In der Produktivphase erkennt das System eine Anomalie, wenn die real gemessenen Maschinendaten klar von den Vergleichswerten abweichen. Wird dann eine Warnung ausgegeben, führt ein Experte bei Bedarf weitere Analysen durch und spricht eine Wartungsempfehlung aus. Der Anlagenbetreiber hat dann Zeit, um die Maßnahmen entsprechend zu planen und vorzubereiten.
Im Laufe der Zeit verbessert sich das System. Anstelle einer kostenintensiven turnusmäßigen Wartung nach festen Intervallen können Anlagenbetreiber nun die maximale Lebensdauer der überwachten Bauteile nutzen und so Material und Ressourcen sparen.