Wie biologisch abbaubare Öle in hydraulischen Umgebungen funktionieren

Verschiedene gängige Flüssigkeiten werden untersucht, Störungszeichen identifiziert und Lösungen aufgezeigt.

Von Mark Kreitzburg und Doug Muennich

Die negativen Umweltauswirkungen der Verwendung von Erdöl und anderen nicht biologisch abbaubaren Schmierstoffen wurden aufgedeckt und das Bewusstsein breitet sich aus. Für die meisten Branchen ist es unumgänglich und wichtig. Als Ersatz für den Einsatz in Hydrauliksystemen wurden jedoch neu entwickelte „umweltfreundliche“ biologisch abbaubare Schmierstoffe fachmännisch entwickelt. Diese Innovation ist nicht nur ein Trend; Tatsächlich werden umweltfreundliche Schmierformen zum Standard in der Industrielandschaft. Insbesondere innerhalb der hydraulischen Aufzugsindustrie gab es einen plötzlichen Schub in Richtung dieser Schmierungsformen.

Biologisch abbaubare Schmierstoffe sind zwar wirksam, aber nicht ohne Mängel. Da ihre Verwendung so weit verbreitet ist wie herkömmliche Schmiermittel auf Erdölbasis, ist es wichtig, ihre Zusammensetzung, ihre beste Verwendung und verschiedene Schwächen zu verstehen.

Einschränkungen und Vorteile umweltfreundlicher Schmierstoffe

Hydraulische Umwelttriglyceridflüssigkeiten (HETG) sind wasserunlösliche Öle, die aus verschiedenen tierischen und pflanzlichen Grundstoffen gewonnen werden. HETG-Flüssigkeiten sind sehr wirksame Schmiermittel, aber es fehlt ihnen an thermischer und hydrolytischer Stabilität und sie neigen dazu, schnell zu oxidieren. Glücklicherweise können diese Flüssigkeiten für eine größere Stabilität und Oxidationsbeständigkeit modifiziert werden. Die biologische Abbaubarkeit und Ungiftigkeit von HETG-Flüssigkeiten machen sie zu einer offensichtlichen Wahl für Umweltfreundlichkeit. Sie sind aufgrund ihrer natürlichen Eigenschaften leicht verfügbar und bieten einen wirksamen Korrosionsschutz und Schmierfähigkeit sowie eine hohe Viskosität und einen hohen Flammpunkt.

HETG-Flüssigkeiten haben ihre Grenzen, einschließlich schneller Alterung, schneller Oxidation und extremer Verdickung und Verklebung bei hohen Temperaturen. Bei niedrigen Temperaturen sind sie anfällig für Gelierung und Verdickung. Eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur kann große Auswirkungen auf die Leistung des Hydrauliksystems haben. HETG-Flüssigkeiten sind mit Mineralöl mischbar (mischbar), was die biologische Abbaubarkeit einschränkt. Darüber hinaus sind HETG-Flüssigkeiten auch eine der teuersten biologisch abbaubaren Optionen.

Hydraulische Umweltester-Synthetikflüssigkeiten (HEES) sind wasserunlösliche synthetische Ester, die aus Erdöl oder pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden. HEES-Flüssigkeiten zeichnen sich durch ihre ideale Fließfähigkeit und hohe thermische und oxidative Stabilität bei niedrigen Temperaturen in einem breiten Viskositätsbereich aus. Ihre Vorteile hören hier jedoch auf. HEES-Flüssigkeiten sind teuer und erfordern spezielle Anforderungen an das Systemdesign, um innerhalb eines Systems richtig zu funktionieren. Sie sind auch mit Mineralölen wie HETG-Flüssigkeiten mischbar und anfällig für Hydrolyse in Gegenwart von Wasser.

Hydraulische Umweltpolyglykolflüssigkeiten (HEPG) sind wasserlösliche Polyalkylenglykole, Polymere, die aus reagierenden Alkylenoxidmonomeren hergestellt werden. HEPG-Flüssigkeiten sind in einem breiten Viskositätsbereich erhältlich und arbeiten bei Temperaturen von bis zu 80°C und bis zu -20°C. Auch seine Löslichkeit in Wasser macht es zu einer brauchbaren Option als wasserfreies (wasserloses) Schmiermittel. HEPG-Flüssigkeiten erfordern jedoch aufgrund ihrer Inkompatibilität mit Polyurethandichtungen und der Notwendigkeit, dass Motoren und Pumpen mit diesen Flüssigkeiten reduziert werden müssen, besondere Designüberlegungen.

Hydraulische Umweltpolyalphaolefine und verwandte Flüssigkeiten (HEPR) sind wasserunlösliche Polyalphaolefine und verwandte Flüssigkeiten auf Kohlenwasserstoffbasis. HEPR-Flüssigkeiten haben eine ausgezeichnete Oxidationsstabilität und einen hervorragenden Korrosionsschutz. Obwohl sie nur bei niedriger Viskosität als umweltfreundlich gelten, bieten sie eine hervorragende Schmierfähigkeit und sind langlebig mit guter Viskositätsleistung in weiten Temperaturbereichen. Die Nachteile von HEPR-Flüssigkeiten sind ihre Kosten und ihre Unverträglichkeit mit verschiedenen Dichtungs- und Dichtungsmaterialien an Gerätekomponenten.

Während die chemische Zusammensetzung dieser vier Arten von biologisch abbaubaren Schmierstoffen der Traum eines Chemikers ist, müssen die meisten von uns nur wissen, wie man sie verwendet und warum. Ihre Zusammensetzungen sind kein Ersatz füreinander, und jede hat ihre Vor- und Nachteile bei der Verwendung. Je nach der physikalischen Beschaffenheit der hydraulischen Komponenten und den Betriebserfordernissen der betreffenden Ausrüstung kann ein geeigneter biologisch abbaubarer Ersatz ausgewählt werden.

Das Beharren auf Umweltfreundlichkeit

Neben den offensichtlichen Umweltvorteilen biologisch abbaubarer Schmierstoffe gibt es bei diesem Wandel in der Branche einen Compliance-Aspekt. Da die Regierung in den letzten Jahren viele Vorschriften zum Schutz der Umwelt erlassen hat, müssen diejenigen, die aktuelle und absehbare Vorschriften nicht einhalten, schwerwiegende finanzielle und betriebliche Konsequenzen haben. Damit springen Bauherren und Architekten auf den Umweltzug auf und setzen den Standard für ihre hydraulischen Aufzüge, bevor es ein Regierungsauftrag erfordert.

OEMs stellen sicher, dass sie sich mit neuen Gerätetechnologien der umweltfreundlichen Landschaft anschließen. Durch die Einhaltung dieser Umweltvorschriften im Voraus und die Einhaltung der Beschränkungen der aktuellen Vorschriften können diejenigen, die von zukünftigen und aktuellen behördlichen Vorschriften zu hydraulischen Aufzügen stark betroffen sein können, weiterhin unbeeinträchtigt und innerhalb der Einhaltung der Vorschriften betrieben werden.

Symptome des Abbaus von biologisch abbaubarer Flüssigkeit

Unabhängig von der Flüssigkeit, die Sie in Ihren Hydraulikkomponenten verwenden, besteht die Gefahr einer starken Verschlechterung. Wie Produkte auf Erdölbasis, die Abbau- und Verschleißsymptome zeigen, weisen biologisch abbaubare Flüssigkeiten eine Liste mit Warnhinweisen auf, die auf den Abbau der Zusammensetzung in hydraulischen Komponenten hinweisen. Abbau oder Lackierung können Ihre Hydrauliksysteme beschichten und eine Vielzahl von Problemen und Ausfällen verursachen. Biologisch abbaubare Flüssigkeiten verursachen oft mehr Systemprobleme als herkömmliche Erdölprodukte. Mit dem Beharren auf umweltfreundliche Flüssigkeiten kann man sich nicht von biologisch abbaubaren Produkten abwenden, um einen stärkeren Abbau zu vermeiden.

Stattdessen kann man durch Erkennen der folgenden Symptome das Problem identifizieren und behandeln, um die Langlebigkeit eines Hydrauliksystems zu gewährleisten:

• Übelgeruch: Diese Kombination wird durch Hydrolyse verursacht, eine Reaktion von Öl mit Wasser, die zur Bildung von Alkohol und Säure führt. Diese Kombination ist bekannt dafür, dass sie beim Erhitzen einen schlechten Geruch erzeugt, ein natürlicher Vorgang, wenn der Aufzug in Betrieb ist.
• Nivellierungsprobleme: Treten auf, wenn die Steuerventile des Höhenruders klemmen oder festsitzen
• Ventilprobleme: Häufig verursacht durch Verstopfung des Siebs und Ventilklemmung
• Undichtigkeiten: Verursacht durch O-Ring- und Dichtungsversagen

Abbauarten

Aufgrund ihrer natürlichen Grenzen zersetzen sich biologisch abbaubare Produkte im Laufe der Zeit in den Hydrauliksystemen zu Alkoholen, Säuren und Lacken. Diese Formationen verursachen Leistungsprobleme und können schließlich zum Totalausfall des Systems führen. Der beste Weg, um zu beschreiben, wie der Abbau in diesen biologisch abbaubaren Ölen stattfindet, ist die Analyse einer diagnostischen Probe.

Sammeln der Lackanalyseprobe

Im folgenden Szenario wurden in diesem hydraulischen Aufzugssystem zwei Flüssigkeiten definiert: HEES (Esterbasis) und HETG (Pflanzenbasis) Hydrauliköle. Es versteht sich, dass das HEES-Produkt (Esterbasis) in die Systeme eingebracht wurde, nachdem nur das HETG-Produkt (Gemüsebasis) abgelassen wurde. Es wurde keine Spülung zwischen den beiden Produkten versucht.

Eine Handvoll Proben, die verschiedene Formen des Abbaus zeigten, wurden von mehreren Aufzugseinheiten gesammelt. Jede Probe wies auf Hinweise auf einen kritischen Abbau hin, der durch bekannte Schwächen der HETG-Öle (pflanzliche Öle) verursacht wurde. Das Gerät hatte eine Ansammlung von Lack und Schlamm im Hydrauliksystem. Zur Analyse wurde eine Lackprobe aus einem ein Jahr alten HEES-Fluidsystem isoliert.

Durchführen von Diagnosetests

Um die Ursache für den Lack zu diagnostizieren, wurde die Probe zunächst mit einem Lösungsmittel gewaschen, um anhaftende Flüssigkeit zu entfernen. Die vorbereitete Lackprobe wurde dann unter Verwendung eines Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie-(FTIR)-Instruments analysiert, um übliche Verunreinigungen zu identifizieren, einschließlich derjenigen des Schmiermittelabbaus.

Durch Vergleich der Probe mit der aktuellen Einheitsflüssigkeit kann festgestellt werden, dass dieser Lack aus HETG-Flüssigkeit (pflanzlich) besteht und nicht aus der HEES-Flüssigkeit (auf Esterbasis), die sich im kontaminierten System befindet. Dies würde den Beweis einer Flüssigkeitsunverträglichkeit stützen.

Dieses Beispiel zeigt, wie der Abbau von biologisch abbaubarem Öl mit dem FTIR-Instrument (oder anderen Mitteln zur Lackprüfung, wie z. Die Ergebnisse dieser Tests können die nächsten Schritte bestimmen, um die Verunreinigungen des Lackabbaus zu mindern, die Leistung der Einheit exponentiell zu verbessern und katastrophale Systemausfälle zu vermeiden.

Lösung für den biologisch abbaubaren Abbau

Verschleiß oder Lackierung ist eine der Hauptursachen für den Ausfall von Aufzugsanlagen. In Anbetracht dessen sind die Chancen, dass man bei der Verwendung biologisch abbaubarer Produkte in Aufzugshydrauliksystemen einen gewissen Grad an Abbau erfährt, groß.

Um einen vollständigen Ausfall zu vermeiden, ist es wichtig, dass die Aufzugswartungsabteilungen in die notwendigen Prozesse investieren, um die Lebensdauer ihrer hydraulischen Aufzüge zu erhalten. Abhängig von der Art der verwendeten Flüssigkeit kann dieser Prozess angepasst werden, um eine Systemverschmutzung effektiv zu mindern. Dieser Prozess funktioniert durch chemisches Entfernen des Lacks im Hydrauliksystem und Entfernen schädlicher Verunreinigungen mit einer speziellen technischen Lackentfernungstechnologie. Das Ergebnis dieser effektiven Lösung ist eine Steigerung der Gesamtleistung des Aufzugs, eine Verringerung des kostspieligen Austauschs oder der Reparatur von Ventilen und die Beseitigung von Gerüchen.

Literaturhinweis
[1] Marougy, Thelma. „Umstieg auf umweltfreundliche Hydraulikflüssigkeiten“, MachineDesign (www.machinedesign.com/hydraulics/making-move-eco-friendly-hydraulic-fluids).