Ein absolutes Muss: Die korrekte Probeentnahme

Voraussetzung für ein aussagekräftiges Ergebnis ist die korrekte Probenentnahme. Dazu gibt es von OELCHECK ein bewährtes Set zur Fettentnahme. Es besteht aus:

• einer mehrfach verwendbaren Spritze
• Schlauch in ausreichender Länge für mehrere Proben
• Probenbehälter
• Begleitschein 
• Versandtasche

Verpackt ist alles in einem robusten, wieder befüllbaren Kunststoffkasten.

So wird die Fettprobe korrekt entnommen:

• Entfernen Sie den Inspektionsstopfen aus einem Großwälzlager oder den Fettnippel aus einem zu inspizierenden Wälzlager ohne eine spezielle Fettentnahmebohrung.

• Schneiden Sie ca. 10 cm vom mitgelieferten Schlauch ab. Stecken Sie das saubere Stück Schlauch auf die Spritze.

• Saugen Sie Fett auf eine Länge von mindestens 1 bis maximal etwa 5 cm in den Schlauch. So sind Sie sicher, dass OELCHECK genügend Fett für die Analyse erhält. Es sollten in der Regel 3 Gramm, bei sehr kleinen Lagern mindestens 1 Gramm = 1–1,5 cm Füllung des Schlauchs sein.

• Achten Sie darauf, dass Sie kein Frischfett, sondern gebrauchtes Fett aus dem Nippel bzw. Entnahmestelle ziehen. Sichtkontrolle!

• Nehmen Sie die Proben immer an der selben Stelle für aussagekräftige Trendanalysen.

• Eine Frischfettprobe oder erste Fettentnahme kurz nach Einbau des Lagers sollte als Vergleichsmuster für alle weiteren Untersuchungen entnommen werden.

• Nach der Entnahme stecken Sie das Schlauchstück abgeknickt in den Probenbehälter.

• Dann wird der Barcode aus dem Schein aufgeklebt, der Probenbegleitschein ausgefüllt und die Probe zu OELCHECK geschickt.

• Extra-Tipp für Rollenlager: Eine aussagekräftigere Referenzprobe erhalten Sie, wenn vor der Entnahme das Fett bei langsamer Drehung des Lagers nochmals in der Laufbahn vermischt wurde.

• Extra-Tipp für Großwälzlager: Entnehmen Sie das Fett aus den herausgeschraubten Schmiernippeln oder aus den besonderen Entnahmebohrungen. Damit sich dort kein Fett sammeln kann, müssen die Entnahmebohrungen über die gesamte Tiefe verschlossen werden. Die Entnahmestellen sollen möglichst nahe an den Laufbahnen im Hauptbelastungsbereich sitzen. Entnehmen Sie mehrere Proben (etwa drei) aus der Tragringbohrung sowie aus der Halteringbohrung, 120° versetzt.

5 Analysensets – für alle Fälle passend

OELCHECK bietet verschiedene Analysensets für Schmierfette an. Die Ingenieure von OELCHECK beraten bei der Auswahl des geeigneten Analysensets, der Festlegung der Fettentnahmestellen, -Methoden und -Entnahmemengen. Außerdem legen sie die individuellen Analyseintervalle fest.

Der Untersuchungsumfang eines Sets beinhaltet immer auch die Leistungen des Sets mit der niedrigeren Nummer.

Immer mit drin:
Analysenset 1

Im Rahmen aller Analysensets untersucht OELCHECK das Fett auf:

• Verschleißmetalle
• Additive
• Verunreinigungen

Mit der Atom-Emissions-Spektroskopie (AES) ermittelt OELCHECK bis zu 21 wichtige Bestandteile der Schmierfettprobe.

Verschleißmetalle, wie Eisen, Chrom, Zinn, Kupfer, Blei, Nickel, Aluminium, Molybdän, Zink sowie etwaige Anteile von Silber, Vanadium, Titan und Wolfram. Additive bzw. Verdickeranteile wie Magnesium, Kalzium, Phosphor, Zink, Barium, Silizium, Aluminium, Molybdän und Bor. Verunreinigungen, wie Silizium, Kalzium, Aluminium, Natrium und Kalium.

Von besonderem Interesse bei der Beurteilung des Lagerzustandes sind der ermittelte Eisen- und Chromanteil sowie Anteile von Metallen wie Kupfer Blei und Zinn aus dem Messing-Käfigmaterial. Werden Staub, z.B. in Form von Silizium, oder Seewasser, in Form von Natrium, Kalium und Magnesium, nachgewiesen, können sie bei der Ermittlung der Verschleißursachen hilfreich sein.

Den kleinen Eisenpartikeln auf der Spur:
Analysenset 2

Mit der in Analysenset 1 enthaltenen Atom-Emissions-Spektroskopie (AES) können nur relativ kleine oder im Fett gelöste Partikel bis zu einer Größe von ca. 25 µm im Fett (ca. 3µ im Öl) nachgewiesen werden. Eine genauere Untersuchung bietet das Set 2 mit der Angabe des PQ-Index bzw. Ferroindex. Das Analex-PQ-Gerät erfasst alle magnetisierbaren Verschleißpartikel der Probe, unabhängig von ihrer Größe. Der Unterschied des mit der AES festgestellten Eisengehaltes wird mit dem Ergebnis des PQ-Index verglichen und beurteilt.  ´

Bestehen Zweifel, ob das vorgeschriebene Fett eingesetzt wurde, erbringt OELCHECK den Nachweis über den Verdickertyp und die ermittelten Additive.
Der Typ und Zustand des im Fett vorhandenen Grundöls wird mit der Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) analysiert. Sie erlaubt eine Identifikation des Schmierfettes und des in ihm verwendeten Öltyps. So wird beurteilt, ob ein Mineralöl oder ein Syntheseöl als Grundöl im Fett verwendet wird und ob das Grundöl oxidiert und gealtert ist.

Dem Wasser keine Chance:
Analysenset 3

Das Analysenset 3 umfasst alle Untersuchungen von Set 1 und 2. Zusätzlich enthält es eine exakte Untersuchung der Schmierfettprobe auf Wasser. Dabei setzt OELCHECK einen Karl-Fischer-Titrator ein. Eine kleine Fettmenge wird in ein hermetisch abgeschlossenes Gefäß eingewogen. In einem kleinen Ofen wird das Wasser aus dem Fett ausgeheizt. Gleichzeitig erfolgt eine Titration nach der indirekten Karl-Fischer-Methode, die über ein aufwendiges elektrochemisches Verfahren abläuft. So wird neben Wasser, das von außen ins Lager eingedrungen ist, auch Wasser nachgewiesen, das bereits im Grundfett gelöst ist.

Der Ausbluttest:
Analysenset 4

Schmierfett besteht zu ca. 90% aus Öl. Der Rest ist ein Verdicker, der unter dem Mikroskop oft wie ein Schwamm aussieht. Tritt das im Fett vorhandene Öl aus dem Verdicker aus, wird dies als „Ausbluten des Fettes“ bezeichnet. Das Öl kann durch Beanspruchung des Fettes bei Langzeiteinsatz, durch hohe Temperaturen oder durch Vibrationen ausbluten. Dabei trocknet das Fett aus und verliert seine Schmierwirksamkeit.

OELCHECK untersucht im Rahmen des Analysensets 5 auch das Ausblutverhalten von Schmierfetten. Dabei wird ein 3 mm hoher Ring mit 10 mm Ø mit ca. 1 g Fett befüllt. Der Ring wird auf einem speziellen Filterpapier für 6 Stunden bei 60° C im Ofen gelagert. Durch die Temperatur begünstigt saugt während dieser Zeit das Filterpapier das Öl weitgehend aus dem Fett. Auf dem Filterpapier ist ein ölgetränkter Ring in Form eines Tüpfels zu sehen. Nach dem Test wird die im Ring verbliebene Fettmenge mit der ursprünglich eingewogenen Fettmenge ins Verhältnis gesetzt und die Differenz als Ausblutverlust angegeben. Auch der im Vergleich mit dem Frischfett kleiner gewordene Tüpfeldurchmesser erlaubt Rückschlüsse auf eine verminderte Schmierfähigkeit des Gebrauchtfettes.

Vergleicht man das Ausblutverhalten eines bestimmten Frischfetts mit dem von Gebrauchtfett, ist das Fett weiter einsetzbar, wenn nahezu gleichwertige Ergebnisse vorliegen. Verliert das Gebrauchtfett deutlich weniger Öl als das Frischfett, besteht Gefahr, dass das Lager „verhungert“. Es sollte also nachgeschmiert werden.

Penetrationszahl zur Bestimmung der Konsistenzklasse eines Fetts:
Analysenset 5

Die Penetration wird vor allem für Frischfette, aber auch für Gebrauchtfette (wenn mehr als 3 g Fett vorhanden sind) bestimmt. Diese Werte sind Indikatoren für die Identitätsprüfung und erlauben einen Hinweis, ob ein Fett den gestellten Anforderungen überhaupt gerecht werden kann.

Bei Ölen dient die Viskosität zur Unterscheidung, ob ein Öl eher dick oder dünn ist. Bei Schmierfetten zeigen die (Ruhe)-Penetration bzw. die Konsistenz, ob ein Fett eher weich oder fest ist. Die Penetration ist nicht mit der Grundölviskosität zu verwechseln.

Zur Messung dringt ein genormter Konus in eine bestimmte Menge Fett ein. Die in 5 Sekunden erzielte Eindringtiefe, gemessen in 0.1 mm, ergibt die Penetrationszahl. Ist das Fett sehr weich, so dringt der Konus tief ein und man liest eine hohe Penetrationszahl ab. Ist das Schmierfett fester, dringt der Konus weniger tief ein und man liest eine geringe Eindringtiefe ab.

Die Konsistenz eines Fettes charakterisiert seine Steifigkeit (Verformbarkeit). Die Konsistenzeinteilung umfasst die NLGI-Klassen von 000 (sehr weich, fast flüssig) bis 6 (fest).
NLGI steht für National Lubricating Grease Institute, eine amerikanische Institution, die sich mit technischen Anforderungen für Fette befasst. Je höher die Eindringtiefe des Prüfkonus, um so höher die Penetrationszahl, um so weicher ist das Schmierfett und um so niedriger die Konsistenzklasse nach NLGI.

Umfassende Analysen: Zuverlässige Diagnosen

OELCHECK Schmierfett-Analysen sind eine bewährte Methode für zuverlässige Aussagen über den Zustand von Fett und der damit geschmierten Lagerstellen oder Getrieben (Fließfett). Die OELCHECK-Ingenieure können dank ihrer umfangreichen Erfahrungen die Werte aus unterschiedlichen Messverfahren geschickt miteinander kombinieren und zuverlässige Aussagen über Verschleiß und dessen Ursache machen. Aus mehr als 10.000 Fettuntersuchungen im OELCHECKLabor wurden folgende Grundregeln abgeleitet:

• „Normaler“ Verschleiß:
  • Ein relativ geringer Anstieg der AES-Metalle
  • Eisen (Fe) bis ca. 80 mg/kg, Chrom (Cr) bis ca. 10 mg/kg und Kupfer (Cu) bis ca. 50 mg/kg.
  • Ein moderat erhöhter PQ-Index bis max. 60.

• Korrosiver Verschleiß
  • Ein relativ starker Anstieg der AES-Metalle.
  • Eisen (Fe) über 150 mg/kg, Chrom (Cr) über 15 mg/kg und/oder Kupfer (Cu) über 50 mg/kg.
  • Ein PQ-Index, der mehr als 50% unter dem Wert für Eisen (Fe) liegt. Da Rost nur wenig magnetisch ist, liefert rosthaltiges Fett einen sehr niedrigen PQ-Index.
  • Ursache für Rost im Fett sind Wasser, Säuren, Laugen, oder gealtertes Fett.
• Ermüdungs- und Fressverschleiß
  • Ein moderater Anstieg der mit der AES bestimmten Metalle.
  • Eisen (Fe) liegt mehr als 50% unter dem Wert des PQ-Index, da die im Fett vorhandenen magnetischen Metallpartikel zu groß für eine AES-Bestimmung sind.
  • Ein PQ-Index der weit über 300 liegt.
  • Ursache für ein solches Verschleißverhalten ist entweder, dass das Lager das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat oder dass extremer Schmierstoffmangel vorlag. Dabei treten Materialausbrüche in Form von Pittings oder Grübchen auf.
• Mechanisch abrasiver Verschleiß
  • Ein relativ starker Anstieg der AES-Metalle.
  • Eisen (Fe) über 100 mg/kg, Chrom (Cr) über 10 mg/kg und/oder Silizium (Si) über 50 mg/kg.
  • Ein stark erhöhter PQ-Index über 150.

Das Schmierfett fördert mechanischen Verschleiß, wenn harte Staubpartikel, die in Form vom Silizium, Kalzium oder Aluminium mit der AES bestimmt wurden, ins Lager gelangen konnten.

Text aus "ÖlChecker Frühjahr 2003", Seite 6/7