So flutscht´s richtig

Produktivität steigern und dabei Kosten senken ist stete Herausforderung, wenn Strategien zur optimalen Ausnutzung von Maschinen und Anlagen entwickelt werden. Schmierstoffe spielen hier eine entscheidende Rolle, denn optimal kombiniert verfügen sie über einen niedrigen Stockpunkt, mechanische Belastbarkeit und gutes Detergierverhalten.

Da die Molekularstruktur synthetischer Schmierstoffe auf die jeweilige Anforderung zugeschnitten werden kann, lassen sich Polarität, Korrosionsschutz und Oxidationsstabilität sehr gut darstellen.

Ester sind sehr temperaturbeständig. Aus Alkohol und organischer Säure entsteht ein selbst bei extrem hohen Temperaturen sehr stabiles Basisöl. Dank sehr gutem Tieftemperatur- und Fließverhalten sowie natürlicher Detergiereigenschaften eignen sich Ester gut für Kompressoren. Durch seine Polarität haftet das Öl leicht am Metall und besitzt ein hohes Lasttragvermögen. So verringert sich die Reibung und damit der Verschleiß der Maschinenbauteile, was zu geringem Wartungsaufwand führt.

Polyolester entstehen aus monobasischen Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholen. Es gibt vier Klassen: Neopentylglykol (NPG), Trimethylolpropan (TMP), Pentaerythritol (PE) und Dipentaerythritol (DiPE). Von der Zahl der Estergruppen hängen thermische und Oxidationsstabilität ab. Da Polyolester im Vergleich zu Estern aus mehreren Estergruppen bestehen, besitzen sie eine größere Polarität mit dem Vorteil geringerer Flüchtigkeit und höhere Schmierfähigkeit. Durch Einsatz gehinderter Säuren ergeben sich hinsichtlich Länge, Lage und Zahl der Molekülketten viele Möglichkeiten der Synthetisierung, was sich auf die Leistungsfähigkeit auswirkt. Solche Molekülketten führen zu hoher Viskosität, sehr guten Fließeigenschaften, hoher Oxidationsstabilität und minimalen Rückständen. Im Vergleich zu anderen synthetischen Schmierölen zeichnen sich Polyolester durch höchste Temperaturbeständigkeit und sehr gute Hydrolysestabilität aus, was besonders bei hohem Risiko an Kondensatbildung wichtig ist.

Polyalkylenglykole (PAG) werden aus Ethylen- und Propylenoxid hergestellt. Deren Verhältnis in der Polymerisatkette bestimmt die Schmierfähigkeit. Glykolmoleküle schützen auch ohne Additive gut vor Verschleiß. Daher eignen sich PAGs besonders für hohe Gleitbelastungen. Nachteilig ist die niedrige Kompatibilität mit PAOs oder Mineralölen. Einige PAGs erzeugen Rückstände oder bilden Schlamm, wenn sie damit gemischt werden. Erfolgt eine Umstellung von PAGs auf Mineralöle oder umgekehrt, haben sich Ester zum Spülen bewährt.

Polyalphaolefine (PAOs) sind synthetische Kohlenwasserstoffmoleküle mit gradliniger Kettenstruktur, deren Länge sich auf die gewünschte Viskosität zuschneiden lässt. Es gibt keine Wachsmoleküle, die bei niedrigen Temperaturen die Viskosität und damit Schmierfähigkeit beeinträchtigen. Durch ihre sehr guten Temperatureigenschaften werden PAOs vor allem dort eingesetzt, wo hohe Hydrolysestabilität gefordert ist. Dank enger Verteilung des Molekulargewichts sind PAOs im Gegensatz zu ISO-genormten Mineralölen kaum flüchig. Ihre unpolaren, linearen Kohlenwasserstoffketten sind mit Mineralölen kompatibel, so dass Umstellungen problemlos sind. PAOs sind wachsfrei und verbessern so die Schmierfähigkeit auch bei Temperaturen weit unterhalb des Stockpunktes.

Synthetische Schmierstoffe lassen sich durch Additive maßschneidern. Schlüssel zum Erfolg ist dabei chemische Ausgewogenheit. Sollen die Schmierstoffe über lange Lebensdauer sowie gute Leistungs- und Wirkungsgrade verfügen, werden sie meist mit oxidationshemmenden Additiven und solchen zur Erhöhung des Lasttragvermögens versehen. Die erste Gruppe erhöht die thermische Stabilität des Schmierstoffes, die zweite wirkt den negativen Auswirkungen von Metall-auf-Metall-Kontakt entgegen.

Oxidationshemmende Mittel binden sich an ein radikales oder gespaltenes Molekül und können nicht mehr ersetzt werden. Je komplexer die Moleküle, desto effektiver schützen sie Maschinen und Anlagen, ohne dabei die Produktion zu beeinflussen. Da Oxidationshemmer zudem die Alterung des Öls verlangsamen, minimieren sie die Häufigkeit von Ölwechseln.

Für optimalen Verschleißschutz und maximales Lasttragvermögen werden schwefel- und phosphorhaltige Verbindungen zugesetzt, um negative Auswirkungen von Metall-auf-Metall-Kontakt zu minimieren. In erster Linie muss die Adsorption durch die Metalloberfläche gewährleistet werden, weil beide Elemente unterschiedlich auf Metall reagieren. Adsorbiert die Oberfläche Schwefel, entsteht eine molekulare Filmschicht, die zu Sulfiden führen kann. Phosphor hingegen verbindet sich mit der Metalloberfläche. Die Zusammensetzung bestimmt das Lasttragvermögen der Schmierstoffe und ihre Einsatzmöglichkeiten unter Extrembedingungen. Stimmt das Verhältnis aller Komponenten, werden Gegenreaktionen und Schmierfilmabrisse vermieden. Optimaler Schutz wird erreicht, wenn das geeignete Additiv zur richtigen Zeit zum Einsatz kommt. Soll beispielsweise Verschleiß vermieden werden, darf der Korro- sionsinhibitor nicht verhindern, dass der Verschleißhemmer eine Bindung mit dem Metall eingeht.

Weitere Nebenwirkung tritt auf, wenn Phosphormoleküle durch Kontakt mit der Oberfläche abscheren und so Lücken entstehen, die Angriffsflächen für chemische Reaktionen bilden.

Spezielle synthetische Schmierstoffe eignen sich ideal für Regionen mit Wintern wie in Nordkanada. Zu den Vorzügen dieser Produkte gehören sehr gute Pumpbarkeit bei niedrigen Temperaturen, durchschnittliche Energieeinsparungen von rund 14 %, verringertes Startdrehmoment um 5 % und niedrigerer Stromverbrauch, was die Betriebskosten senkt.

Statistische Erhebungen stammen aus Vergleichsstudien von synthetischen Schmierstoffen und solchen auf Mineralölbasis. Demzufolge besitzen synthetische Produkte das bessere Leistungsprofil, weil ihre Additive für Verschleiß- und Hochdruckstabilität speziell auf die Anforderungen an die Pumpleistungen bei Kälte angepasst wurden. Da synthetische Produkte sauberer sind als Mineralöle, minimieren sie den Wartungs- und Reparaturaufwand und führen so zur Kostenreduk- tion. Sie müssen zudem erst nach fünf Jahren getauscht werden, woraus sich weitere Einsparungen ergeben. Im Vergleich zu Mineralölprodukten besitzen synthetische Schmierstoffe einen höheren Viskositätsindex, einen niedrigeren Stockpunkt und bessere Wasserabscheidung, was wiederum weniger Rost und Korrosion bedeutet und so vorzeitigem Verschleiß von Maschinenbauteilen vorbeugt.

Anderol hat einen synthetischen PAO-Schmierstoff zum Schutz vor Grauflecken entwickelt. Grau- fleckigkeit (Micropitting) ist eine Ermüdungserscheinung, die besonders bei extrem hochbelasteten Systemen auftritt. Das von Anderol entwickelte Getriebeöl kann auch im hohen Temperaturbereich dem Start-Stopp-Modus von Prozessen, wie sie etwa bei Windturbinen auftreten, bestens widerstehen. Im Gegensatz zu Mineralölen besitzt das hochreine Produkt von Anderol ein sehr gutes Lasttragevermögen. Auf Grund seines Additivsystems verhindert der neue Schmierstoff das Auftreten von Micropitting, also porigen Stellen in einer Größe <10 µm, die sich als graue Flecken auf Zahnrädern abzeichnen und zu katastrophalen Fehlfunktionen und Ausfällen führen können. Die Additive erhöhen die Hochdruckstabilität und Lebensdauer der Maschine und gewährleisten ihre gleichbleibende Funktionsfähigkeit. Weitere Tests wie der Verschleißtest mit dem Vierkugelapparat (Belastung $ 250 kg) bescheinigen dem Produkt ein sehr gutes Leistungsverhalten unter extremen Druck, Last und Temperatur.

Ester KEM 567

Polyolester KEM 568

Polyalkylenglykole KEM 569

Polyalphaolefine KEM 570

Bücher zum Thema Schmierstoffe bei Amazon

Schmierstoffe bei Wer liefert Was?