Wissensaustausch zu Schmierstoffen

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Diapositiv 1: Unterlagen zu Kenntnissen über Schmieröle. Diapositiv 2: I. Grundlagen von Schmierölen. Schmieröle sind ölartige Schmierstoffe. Nach ihrer Herkunft lassen sie sich in drei Kategorien einteilen: Pflanzenöle und Tieröle, Öl als Schmierstoff sowie synthetische Schmierstoffe. Der Anteil der ölbasierten Schmierstoffe am Gesamtverbrauch beträgt mehr als 97 %, weshalb unter Schmierstoffen in der Regel ölbasierte Schmierstoffe gemeint sind. . Hauptsächlich werden als Rohstoffe Ölöle aus der Destillation von Rohöl sowie Teer verwendet. Durch Verfahren wie Lösungsmitteldestillation, Lösungsmittelentwachsung, Lösungsmittelreinigung, Hydroreinigung oder Säure-/Base-Reinigung sowie Kalksteinreinigung werden Stoffe entfernt oder in geringerer Menge vorhanden sein – beispielsweise Stoffe, die freies Kohlenstoff enthalten, Stoffe mit niedrigem Viskositätsindex, Stoffe mit schlechter Oxidationsstabilität, Wachse sowie chemische Stoffe, die die Farbe des Endprodukts beeinflussen. Auf diese Weise erhält man ein geeignetes Basisöl für Schmieröle. Nach der Anpassung und Zugabe von Additiven entsteht schließlich das fertige Schmierölprodukt. Diapositiv 3 1. Funktion des Schmieröls (1) Reibung und Abnutzung verringern, um den Energieverbrauch zu senken; Abnutzung mindern, um die Lebensdauer der Maschinen zu verlängern und die wirtschaftlichen Vorteile zu steigern ； (2) Kühlung: Es ist erforderlich, die Reibungshitze ständig aus dem Gerät abzuleiten ； (3) Abdichtung – es müssen Leckagen verhindert werden, außerdem soll Schmutz sowie das Eindringen von Gasen verhindert werden ； (4) Korrosions- und Rostschutz – es ist notwendig, die Reibflächen vor Verschlechterung durch Öl oder äußeren Einflüssen zu schützen ； (5) Reinigendes Spülen – es ist notwendig, den Schmutz auf der Reibfläche zu entfernen ； (6) Spannungsverteilung zur Dämpfung – zur Verteilung der Lasten sowie zur Minderung von Stoßen und Erschütterungen ； (7) Übertragung der kinetischen Energie, Hydrauliksysteme sowie ferngesteuerte Motoren und reibungslose Drehzahlregelung usw. Diapositiv 4: 2. Grundlegende Eigenschaften von Schmierölen (rot markiert sind die von uns analysierten Eigenschaften). Allgemeine physikalisch-chemische Eigenschaften: (1) Aussehen (Farbe), (2) Dichte, (3) Viskosität (Fließviskosität), (4) Viskositätsindex, (5) Entzündungspunkt, (6) Gefrierpunkt, (7) Säurewert, Basenwert und Neutralisierungswert, (8) Wassergehalt, (9) Mechanische Verunreinigungen, (10) Rückstande nach Verbrennung. Diapositiv 5: Besondere physikalisch-chemische Eigenschaften: (1) Oxidationsbeständigkeit, (2) Wärmebeständigkeit, (3) Schäumungshemmung, (4) Emulgierresistenz. Diapositiv 6: Viskosität (Fließviskosität): Die Viskosität ist ein Indikator für die Ölleichtigkeit und Fließeigenschaften eines Öls. In Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Belastung wird in der Regel ein Öl mit höherer Viskosität verwendet, um eine ausreichende Dicke der Ölschicht sowie eine ordnungsgemäße Schmierung zu gewährleisten ； In Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Lastgrad sollte ein Öl mit geringer Viskosität verwendet werden, um einen reibungslosen Start der Maschinen sowie einen ausreichenden Drehmomentfluss während des Betriebs zu gewährleisten und somit eine geringe Temperaturerhöhung zu erreichen. Die Viskosität eines Fluids wird erheblich von der Umgebungstemperatur beeinflusst (auch der Druck hat einen gewissen Einfluss, ist aber im Allgemeinen vernachlässigbar). Diese Beeinflussung erfolgt durch die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen: Im Allgemeinen führt eine Erhöhung der Temperatur dazu, dass das Volumen des Fluids zunimmt, die Entfernung zwischen den Molekülen größer wird, die Wechselwirkungen schwächer werden und somit die Viskosität abnimmt ； Bei sinkender Temperatur schrumpft das Volumen des Fluids, die Entfernungen zwischen den Molekülen verringern sich, die Wechselwirkungen zwischen ihnen verstärken sich und die Viskosität steigt. Da die Viskosität eng mit der Temperatur zusammenhängt, müssen bei allen Angaben zur Viskosität die Temperatur zum Zeitpunkt der Messung angegeben werden. Außerdem wird das Hydrauliköl gemäß den Vorgaben von GB3141 in der Regel nach der Viskositätsklassifizierung von ISO eingestuft, wobei die Sorten nach dem Mittelwert der dynamischen Viskosität bei 40 °C bestimmt werden. Wir messen hauptsächlich den Prozentsatz der Veränderung der dynamischen Viskosität. Genauer gesagt wird die Zeit in Sekunden ermittelt, die eine bestimmte Menge des Prüfstoffs bei einer festgelegten Temperatur (40 °C) benötigt, um durch den Kapillarrohr des Viskosimeters zu fließen. Anschließend wird diese Zeit mit der Kalibrierungskonstante des Viskosimeters multipliziert, um den Wert der Viskosität des Prüfstoffs im Vergleich zum als Referenz angegebenen Wert zu ermitteln. Diapositiv 7 Flammpunkt: Der Flammpunkt ist ein Indikator für die Verdampfbarkeit von Ölen. Je leichter die Destillate sind, desto größer ist ihre Verdampfungsfähigkeit – und desto niedriger ist auch ihr Flammpunkt. Umgekehrt gilt: Je schwerer die Destillate des Öls sind, desto geringer ist ihre Verdampfungsfähigkeit – und desto höher ist auch ihr Flammpunkt. Gleichzeitig ist der Flammpunkt ein Indikator für das Brandrisiko von Erdölprodukten. Die Gefahrenstufe von Ölen wird anhand des Entzündpunkts bestimmt. Öle mit einem Entzündpunkt unter 45 °C gelten als brennbar, während Öle mit einem Entzündpunkt über 45 °C als entflammbar eingestuft werden. Während der Lagerung und Beförderung von Ölen ist es streng verboten, die Öle auf ihre Entzündpunkttemperatur zu erhitzen. Bei gleicher Viskosität ist ein höherer Flammpunkt besser. Daher sollten Benutzer bei der Auswahl eines Schmieröls die Einsatztemperatur sowie die Arbeitsbedingungen des Schmieröls berücksichtigen. Es wird allgemein angenommen, dass ein Stoff sicher verwendet werden kann, wenn seine Flammpunkttemperatur 20–30 °C über der Einsatztemperatur liegt. Diapositiv 8 Kondensationstemperatur: Die Kondensationstemperatur ist die höchste Temperatur, bei der das Öl unter bestimmten Kühlbedingungen seinen Fluss einstellt. Der Gefriepunkt von Ölen unterscheidet sich stark vom Gefriepunkt reiner Verbindungen. Öle haben keine klare Gefriertemperatur. Unter „Gefrieren“ versteht man lediglich, dass das Öl insgesamt seine Fließfähigkeit verliert – nicht alle Bestandteile werden dabei zu Feststoffen. 　　Der Gefrierpunkt des Schmieröls ist ein wichtiger Qualitätsindikator für die Fließeigenschaften des Schmieröls bei niedrigen Temperaturen. Es ist von großer Bedeutung für die Herstellung, den Transport und die Verwendung. Schmierstoffe mit hohem Gefrierpunkt können bei niedrigen Temperaturen nicht verwendet werden. Im Gegensatz dazu ist in Regionen mit höheren Temperaturen es nicht notwendig, Schmierstoffe mit niedrigem Gefrierpunkt zu verwenden. Denn je niedriger der Gefrierpunkt des Schmieröls ist, desto höher sind die Herstellungskosten, was zu unnötigen Verschwendungen führt. Im Allgemeinen sollte der Gefrierpunkt des Schmieröls 5–7 °C unter der niedrigsten Temperatur der Einsatzumgebung liegen. Besonders hervorzuheben ist jedoch, dass bei der Auswahl eines Öls mit niedriger Temperatur ein umfassender Vergleich des Gefrierpunkts des Öls, seiner Viskosität bei niedrigen Temperaturen sowie seiner viskothermischen Eigenschaften erforderlich ist. Denn bei Ölen mit niedrigem Siedepunkt können ihre Viskosität bei niedrigen Temperaturen sowie die Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften ebenfalls nicht den Anforderungen entsprechen. Diapositiv 9: Säurewert, Basenwert und Neutralisierungswert: Der Säurewert ist ein Indikator dafür, wie viel säurehaltige Stoffe in dem Schmiermittel enthalten sind. Die Einheit ist mgKOH/g. Der Säurewert wird in starken Säurewert und schwachen Säurewert unterteilt; die Summe beider ergibt den Gesamtsäurewert (abgekürzt TAN). Was wir üblicherweise als „Säurewert“ bezeichnen, ist in Wirklichkeit der Gesamtsäurewert (TAN). Der Alkalitätswert ist ein Indikator für den Gehalt an basischen Stoffen in Schmierölen, die Einheit ist mgKOH/g. Der Alkalitätswert wird ebenfalls in starken und schwachen Alkalitätswerten unterteilt; die Summe beider ergibt den Gesamtalkalitätswert (abgekürzt TBN). Was wir üblicherweise als „Alkalität“ bezeichnen, bezieht sich tatsächlich auf die „Gesamtlialkalität (TBN)“). Der Neutralisierungswert umfasst tatsächlich den Gesamt-Säurewert und den Gesamt-Alkaliewert. Allerdings bezieht sich der allgemein als „Neutralisierungswert“ bezeichnete Wert, sofern nicht anders angegeben, in Wirklichkeit nur auf den „Gesamt-Säuregehalt“, wobei auch hier die Einheit mgKOH/g verwendet wird. Es bezeichnet konkret die Anzahl der Milligramm Kaliumhydroxid, die benötigt werden, um die freien Säuren in einem Gramm des zu prüfenden Stoffes zu neutralisieren. Diashow 10: Feuchtigkeit: Unter Feuchtigkeit versteht man den Prozentsatz an Wasser, der in dem Schmiermittel enthalten ist – in der Regel ausgedrückt als Gewichtsprozentsatz. Das Vorhandensein von Feuchtigkeit im Schmieröl führt dazu, dass das Öl oxidiert und verschlechtert wird. Dadurch wird die Schmierschicht, die durch das Öl entsteht, zerstört, wodurch die Wirkung des Schmieröls nachlässt. Zudem wird die Korrosion von Metallen durch organische Säuren beschleunigt, was wiederum zu Rostbildung führt. Außerdem kann es zu Ablagerungen im Öl kommen. Zudem werden die Zusatzstoffe – insbesondere Metallsalze – durch Hydrolysereaktionen inaktiviert, was zu Ablagerungen führt und den Ölfluss sowie die Versorgung mit Schmieröl behindert. Darüber hinaus führt das Wasser im Schmieröl bei niedrigen Betriebstemperaturen dazu, dass die Fließfähigkeit des Schmieröls aufgrund der Nähe zum Gefrierpunkt schlechter wird und seine Viskositätsverhalten sich verschlechtert ； Bei hohen Betriebstemperaturen verdampft das Wasser, was nicht nur die Ölschicht zerstört, sondern auch einen Gaswiderstand erzeugt, der die Zirkulation des Schmieröls beeinträchtigt. Kurz gesagt: Je weniger Feuchtigkeit im Schmieröl ist, desto besser. Diapositiv 11: Mechanische Verunreinigungen: Mechanische Verunreinigungen sind Ablagerungen oder gelartige Suspensionen, die sich im Schmieröl befinden und in Lösungsmitteln wie Benzin, Ethanol und Benzol löslich sind. Diese Verunreinigungen bestehen größtenteils aus Sand, Kies und Eisenspänen sowie aus einigen organometallischen Salzen, die schwer in Lösungsmitteln löslich sind und durch Zusatzstoffe entstehen. Die Bestimmung der mechanischen Verunreinigungen erfolgt gemäß GB/T 511-88 – Methode zur Bestimmung von mechanischen Verunreinigungen in Erdölprodukten und Additiven (Gewichtsmethode). Der Ablauf ist folgender: Man wiegt 100 g des zu prüfenden Öls ab und erhitzt es auf 70–80 °C. Anschließend wird 2–4-mal so viel Lösungsmittel hinzugefügt. Das Öl wird anschließend durch Papier in einer bereits gewogenen leeren Flasche gefiltert. Die Filterpapiere werden mit dem heißen Lösungsmittel gereinigt und erneut gewogen. Der Unterschied zwischen dem Gewicht des Filters vor und nach der Reinigung gibt an, wie viel mechanische Verunreinigungen vorhanden sind. Auf diese Weise kann der Anteil der mechanischen Verunreinigungen bestimmt werden. Diapositiv 12: Asche: Die dunkelbraunen Rückstände, die bei der Erhitzung und Verbrennung von Ölen unter bestimmten Versuchssbedingungen entstehen, werden als Asche bezeichnet. Asche ist ein wichtiger Qualitätsindikator für das Grundöl von Schmierstoffen und wird zur Beurteilung der Eigenschaften sowie des Reinigungsgrads des Schmierstoffs herangezogen. In dem Grundöl für Schmierstoffe hängt die Menge an Kohlenstoffresten nicht nur von seiner chemischen Zusammensetzung ab, sondern auch von der Reinigungsstufe des Öls. Die Hauptsubstanzen, aus denen in Schmierstoffen Kohlenstoffreste entstehen, sind Gummistoffe, Asphalten sowie polyzyklische Aromaten im Öl. Unter Bedingungen von Sauerstoffmangel zerfallen und kondensieren diese Stoffe unter starker Hitze, wodurch Kohlenstoffreste entstehen. Je tiefer die Raffination des Öls ist, desto niedriger ist sein Aschengehalt. Im Allgemeinen gilt: Je niedriger der Aschewert des basischen Öls ist, desto besser. 　　Heutzutage enthalten viele Öle Zusatzstoffe aus Metallen, Schwefel, Phosphor und Stickstoff. Dadurch ist der Aschengehalt dieser Öle sehr hoch. Deshalb verliert die Bestimmung des Aschengehalts bei Ölen mit Zusatzstoffen ihre ursprüngliche Bedeutung. Diapositiv 13: Besondere physikalisch-chemische Eigenschaften: Oxidationsstabilität. Die Oxidationsstabilität gibt an, wie widerstandsfähig ein Schmieröl gegen Alterung ist. Einige Industrie-Schmieröle mit langer Nutzungsdauer müssen diese Eigenschaft aufweisen – daher gilt sie als eine besondere Anforderung an diese Öle. Es gibt viele Methoden zur Bestimmung der Oxidationsstabilität von Ölen. Im Grunde genommen wird eine bestimmte Menge des Öls in Gegenwart von Luft (oder Sauerstoff) sowie Metallkatalysatoren bei einer bestimmten Temperatur für eine bestimmte Zeit oxidiert. Anschließend werden der Säuregehalt des Öls, Veränderungen in der Viskosität sowie die Entstehung von Ablagerungen untersucht. Alle Schmierstoffe weisen je nach ihrer chemischen Zusammensetzung sowie den äußeren Bedingungen, unter denen sie sich befinden, unterschiedliche Neigungen zur Autoxidation auf. Im Laufe der Nutzung kommt es zur Oxidation, wodurch allmählich Aldehyde, Ketonen, Säuren sowie Substanzen wie Gelatine und Asphalt entstehen. Die Oxidationsbeständigkeit ist somit die Fähigkeit, die Entstehung dieser für die Verwendung des Öls schädlichen Substanzen zu hemmen. Diapositiv 14: Emulgierresistenz: Bei der Verwendung von Industrieluben wird oft unweigerlich etwas Kühlmittel in den Ölstrom gelangen. Wenn das Öl keine ausreichende Emulgierresistenz aufweist, entsteht eine Emulsion mit dem eingedrungenen Wasser. Dadurch fällt es schwer, das Wasser aus dem Boden des Öltanks abzuleiten – was wiederum zu einer schlechten Schmierung führen kann. Daher ist die Emulgierresistenz eine sehr wichtige physikalisch-chemische Eigenschaft von Industrieöl. Öle mit nicht allzu hoher Viskosität werden nach der Methode GB/T 7305-86 getestet. Dabei werden 40 ml des Öls mit 40 ml destilliertem Wasser bei einer bestimmten Temperatur (54 °C oder 82 °C) mit einer Geschwindigkeit von 1500 Umdrehungen pro Minute für 5 Minuten gemischt. Anschließend wird beobachtet, wie lange es dauert, bis sich die Ölschicht, die Wasserschicht und die Emulsionschicht in den Mengen 40–37–3 ml voneinander trennen. Diapositiv 15 II: Indikatoren für die Analyse von Schmierölmustern 1. TSA46 (1) Eingesetzte Geräte: Lager und Steuerungssysteme vom Typ C1001, Lager von Zentrifugalpumpen, Lager der Lüfterachsen von Typ F1001–F1003, Schmiersysteme für die beiden Anlagen, Schmiersysteme für die dritte Anlage sowie Schmiersysteme für die Druckanlagen. (2) Analyse der Projektindikatoren
**Projekt: Ölwechsel**
**Prüfmethoden:**
– Viskositätsklasse (nach GB3141): 46
– Änderungsrate der dynamischen Viskosität bei 40°C in %: Mehr als ±10
– Säuregehalt, in mgKOH/g: Mehr als 0,1
**Nach GB/T264:** Oxidationsbeständigkeit, in Minuten: Weniger als 60
**Nach SH/T0193:** Wassergehalt: Mehr als 0,1
**Nach GB/T264:** Flammpunkt (offener Behälter), in °C: Weniger als 185
**Nach GB/T3536:** Emulgierbarkeitswert, (40–37–3), in Minuten: Mehr als 60
**Nach GB/T7305:** Fremdstoffe: Mehr als 0,01
**Nach GB/T11143:** Diapositiv 16
2. DAB150
(1) **Einsatzgeräte:** C1002A/B, C3002A/B – Kurbelgehäuse sowie Ölfüllgeräte. (2) Analyse der Projektindikatoren
**Projekt: Ölwechsel**
**Prüfmethoden:**
– Viskositätsklasse (gemäß GB3141): 150
– Änderungsrate der dynamischen Viskosität bei 40°C in %: Mehr als ±15
– Säuregehalt, in mgKOH/g: Mehr als 0,01
– Oxidationsbeständigkeit (gemäß GB/T264): Unter 60
– Feuchtigkeit (gemäß SH/T0193): Mehr als 0,1
– Flammpunkt (offener Tank), in °C: Unter 215
– Emulgierwiderstand (40-37-3), in Minuten: Mehr als 30
– Mechanische Verunreinigungen (gemäß GB/T7305): Mehr als 0,01
– Andere Verunreinigungen (gemäß GB/T11143): …

**3. Gesamte Einflussfaktoren auf die Analyseergebnisse**
(1) Geräte und Instrumente zur Analyse des Ölprobenmaterials
(2) Qualität des Öls selbst
(3) Stelle der Probenentnahme
(4) Prozedur bei der Probenentnahme
(5) Betriebszustand der Anlage (Zustand der Lager, Dichtflächen) sowie des Ölsystems
(6) Prozedur beim Befüllen mit Öl

**4. Analyse und Behandlung von Abweichungen von den Normwerten**
**Ursachen für Abweichungen und Maßnahmen zur Behebung:**
– Zu lange Nutzungsdauer des Öls → Ölwechsel
– Zu lange Nutzungsdauer des Flammpunkts → Ölwechsel
– Zu lange Nutzungsdauer des Neutralisierungswerts oder Eindringen von Fremdstoffen → Ölwechsel
– Mechanische Verunreinigungen → Wechsel auf ein Ersatzaggregat und Ölwechsel
– Probleme mit den Filtern der Ölanlage → Wechsel auf Ersatzfilter und Ölwechsel
– Nicht korrekte Probenentnahme oder mangelnde Reinigung vor der erneuten Probenentnahme → Erneute Probenentnahme
– Eindringen von Kühlwasser in die Ölanlage → Reparatur des Kühlers und Ölwechsel
– Oxidation des Öls → Reparatur des Kühlers und Ölwechsel

**Hinweis:** Es wird angenommen, dass die Qualität des Rohöls in Ordnung ist und die Geräte sowie Instrumente zur Analyse funktionsfähig sind. Diapositiv 19 III. Tabelle mit Analysewerten von Schmierölen für Hydrokrakieranlagen
Name, Ort der Probenentnahme, Zeit der Probenentnahme, dynamische Viskosität (40°C), Flammpunkt (°C), Neutralisierungswert (mgKOH/g), mechanische Verunreinigungen (%), Feuchtigkeit (%), Emulgierbeständigkeit

TSA46 – Öltanks im Lagerhaus: 07.9.20, 44,96246, 0,08, 0,0018, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
C1001 – Tank: 07.10.05, 44,98237, 0,09, 0,0093, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
C1001 – Tank: 07.10.23, 44,58226, 0,08, 0,0042, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
P1001 – Tank: 07.10.05, 44,78226, 0,10, 0,0026, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
P1001 – Tank: 07.10.23, 44,62226, 0,11, 0,0044, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
DAB150 – Öltanks im Lagerhaus: 07.9.20, 113,3244, 0,16, 0,0029, Spuren; 35–38–7 (30 Min.)
C1002 – Tank C1002A: 07.10.23, 139,8245, 0,16, 0,0188, Spuren; 40–37–3 (10 Min.)
C1002 – Tank C1002B: 07.10.23, 143,8246, 0,16, 0,019, Spuren; 40–37–3 (10 Min.)
C3002 – Tank C3002A: 07.10.23, 142,4245, 0,16, 0,009, Spuren; 40–37–3 (5 Min.)
C3002 – Tank C3002B: 07.10.23, 144,2243, 0,16, 0,0064, Spuren; 40–37–3 (5 Min.)
L-CKD150 – Öltanks im Lagerhaus: 07.9.20, 153,22220, 57, 0,0034, Spuren; 10–5–65 (30 Min.)
HS-32 – Öltanks im Lagerhaus: 07.9.20, 31,12184, 0,63, 0,0115, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
HSC634 – Öltanks im Lagerhaus: 07.9.20, 456,8252, 0,55, 0,0032, Spuren; 40–37–3 (15 Min.)
DTE24 – Öltanks im Lagerhaus: 07.9.25, 20,14222, 1,35, 0,0023, Spuren; 40–37–3 (20 Min.)

Diapositiv 20 IV. Empfehlungen
1. Bei den regelmäßigen Inspektionen sollte besonders auf den Zustand der Schmierstellen der großen Anlagen C1001, C1002 und P1001 geachtet werden – bezüglich Geräusche, Vibrationen, Temperatur usw. 2 Regelmäßiger Wechsel des Ölfilterns. 3 Regelmäßige Entnahme von Proben am Ausgang des Kühlmittels des Kühlers zur Analyse des Ölgehalts. 4 Regelmäßige Entnahme von Ölproben zur Analyse. 5 Regeln für die Auswahl der Probenentnahmestellen sowie die Durchführung der Probenentnahme. Diashow 21 Danke, danke an alle!