06.02.2024
Oxidation vs. thermische Zersetzung
Sind hohe Temperaturen für Schmierstoffe kritisch? Der anwendungstechnisch korrekte Einsatz von Schmierstoffen verlangt ein Grundverständnis für Oxidation und thermische Zersetzung. Wie genau, dies erklärt uns Martin Ruch, Schmierstoffexperte und Leiter Technical Support bei LAEMMLE Chemicals AG.
Marketing: Was kannst du uns über die temperaturabhängige Belastbarkeit eines Schmierstoffs erzählen?
Martin Ruch: Zur Frage der minimalen und maximalen Temperatur-Belastbarkeit eines Schmierstoffes gibt es unterschiedliche Blinkwinkel und Beurteilungsgrundlagen; eine Beantwortung dieser Frage steht auch immer in Abhängigkeit der Anwendung. Ergänzend dazu hat die Zusammensetzung der Basisöl- und Additive-Technologie einen direkten Einfluss auf die Temperatur-Belastbarkeit des Schmierstoffes.
Marketing: Wie definiert sich die ideale Betriebstemperatur eines Schmierstoffs und welche weiteren Einflussfaktoren sind zu beachten?
Martin Ruch: Den Temperaturbereich innerhalb dessen ein Schmierstoff einsetzbar ist, wird in erster Linie durch das Viskositäts-Temperatur-Verhalten des Schmierstoffes bestimmt. Die Viskositäts-Grenzwerte werden in der Regel durch den Maschinen-, Anlagen- oder Komponenten-Hersteller festgelegt. Zum Beispiel werden die minimale Betriebs- und die maximale Startviskosität, respektive die geforderte ISO- oder SAE-Viskositätsklasse, spezifiziert. Ergänzend dazu sind Faktoren wie Ölalterung (Oxidation) und thermische Zersetzung des Schmierstoffes in Abhängigkeit von der Temperatur zu berücksichtigen.
Marketing: Sind Umgebungs-/Lagertemperaturen bis 50 °C kritisch respektiv wie lange darf ein Schmierstoff gelagert werden und welche Lagerbedingungen gibt LAEMMLE Chemicals AG vor?
Martin Ruch: Die Lagerung eines Schmierstoffes im ungeöffneten Originalgebinde sowie geschützt vor Witterungseinflüssen ist über mehrere Jahre hinweg möglich. Umgebungstemperaturen bis 50 °C schaden dem Schmierstoff in der Regel nicht. Zu beachten ist, dass Temperaturschwankungen, insbesondere bei Aussenlagerung, zur Bildung von Kondensat im geschlossenen Gebinde führen kann.
Marketing: Welche Auswirkungen hat die Bildung von Kondensat auf den Schmierstoff?
Martin Ruch: Kondensat, also Wasser, im Schmierstoff ist eine vielfach unterschätzte und teilweise unerkannte Gefahr. Gerne verweise ich diesbezüglich auf unsere Information «Wasser im Hydrauliksystem».
Marketing: Wie reagiert der Schmierstoff auf herkömmliche Betriebstemperaturen im Bereich von 50 bis 100 °C?
Martin Ruch: Die Alterung (Oxidation) des Schmierstoffes wird ab Temperaturen von 50 °C beschleunigt. In Anlehnung an die «Arrhenius-Gleichung» kann die Faustregel angewendet werden, dass pro 10 °C Temperaturerhöhung mit einer Verdoppelung der Alterung (Oxidationsgeschwindigkeit) gerechnet werden muss, und somit in der Konsequenz mit einer Verkürzung (Halbierung) des Ölwechsel-Intervalls. Dementsprechend ist die Tanktemperatur respektive die Temperatur des Schmierstoffes massgebend für die Geschwindigkeit der Oxidation.
Marketing: Was passiert mit dem Schmierstoff bei erhöhten Betriebstemperaturen ab 100 °C?
Martin Ruch: Bei Betriebstemperaturen ab 100 °C wird die beschleunigte Alterung (Oxidation) zunehmend durch die thermische Zersetzung des Schmierstoffes überlagert respektive abgelöst.
Marketing: Welche Folgen hat dieser Prozess?
Martin Ruch: Die thermische Zersetzung zerstört die Grundbindungen der Kohlenwasserstoffe, welche hauptsächlich in Schmierstoffen verwendet werden. Im Vergleich zur Oxidation verläuft die thermische Zersetzung deutlich schneller und somit genügen kurze Zeitspannen, an welchen der Schmierstoff diesen Spitzentemperaturen (Hot Spots) ausgesetzt ist, um Schädigungen zu verursachen.
Marketing: Welche typischen Unterschiede zwischen Oxidation und thermischer Zersetzung können festgehalten werden?
Martin zeigt uns eine Grafik.
Marketing: Gibt es Einsätze, in welchen die thermische Zersetzung dazugehört?
Martin Ruch: Je nach Anwendung sind sehr hohe Schmierstoff-Temperaturen im Betrieb nicht zu vermeiden. Wärmeträgerflüssigkeiten werden teilweise bei konstant hohen Temperaturen (über 200 °C) betrieben; die thermische Zersetzung ist bei diesen Anwendungen normal und wird bei der Ölformulierung, den Betriebsparametern und den Ölwechsel-Intervallen mitberücksichtigt.
Marketing: In welchen Anwendungen kommt es zu unvermeidbaren Hot Spots?
Martin Ruch: Dies gilt zum Beispiel für Motorenöle in Verbrennungsmotoren; lokale und kurzzeitige Temperaturspitzen (Hot Spots) von über 250 °C sind unvermeidbar und somit muss bei der Definition des Ölwechsel-Intervalls nebst der Oxidation auch die thermische Zersetzung berücksichtigt werden.
Marketing: Können Ölwechsel-Intervalle beliebig und eigenem Ermessen verlängert werden?
Martin Ruch: Nein. Die vorgeschriebenen Ölwechsel-Intervalle der Hersteller sind grundsätzlich einzuhalten. Wird jedoch eine Verlängerung des Ölwechsels angestrebt, ist dies in der Regel nur in Begleitung geeigneter Ölanalytik, zum Beispiel durch das LTC LAEMMLE Tec Center, umzusetzen.
Marketing: Welche Produkte mit überdurchschnittlicher Oxidationsstabilität empfiehlst du persönlich?
Martin Ruch: ROXOR TERRA CIRCULAR HV, ROXOR HLP PLUS und ROXOR MARVIS HYD SGM sind Beispiele für Schmierstoffe, welche dank speziell ausgewählten Basisölen und Additiven über eine ausserordentlich hohe Oxidationsstabilität verfügen und in Verbindung mit Ölanalytik für verlängerte Ölwechsel-Intervalle geeignet sind.
Marketing: Martin, vielen Dank für den interessanten Deep-Dive zum Thema Oxidation und thermischer Zersetzung. Wir schätzen deine Expertise und die Einblicke, die du uns gegeben hast. Auf weitere aufschlussreiche Gespräche mit dir freuen wir uns bereits jetzt.
