Wasser im Hydrauliköl – Welche wirksame Filtration hilft!?

Das Hydrauliköl ist weit mehr als ein beliebiger Betriebsstoff. Als wichtiges Konstruktionselement ist das Hydrauliköl von entscheidender Bedeutung für die Planung, den Betrieb und die Wartung hydraulischer Anlagen.

Moderne Hydrauliksysteme zeichnen sich durch erhöhte Taktzeiten, Temperaturen und Druckstufen, durch verringerte Spaltmaße und kompaktere Bauweisen mit kleineren Tanks und steigenden Umlaufgeschwindigkeiten aus. Die Anforderungen an die Qualität und vor allem an die Reinheit der verwendeten Hydrauliköle sind daher in den letzten Jahren noch weiter gestiegen.

Das Bewusstsein für die Bedeutung der Fluide und ihre qualifizierte Auswahl, Pflege und Überwachung wird für Anwender und Konstrukteure von stationären und mobilen Hydrauliksystemen zum elementaren Bestandteil des wirtschaftlichen Betriebs und der Werterhaltung von Anlagen und Komponenten.

Dennoch werden schon heute mehr als 3/4 aller Ausfälle an hydraulischen Anlagen durch verunreinigte Hydrauliköle verursacht.

Viele Arten von Verunreinigungen haben in der Praxis dann schädlichen Einfluss auf die Hydrauliköle. Verunreinigungen werden klassifiziert in Fest - Flüssig - Gasförmig.

Zu der flüssigen Verunreinigung gehört neben den Öl-Vermischungen das Wasser.  Wasser ist nach der Feststoffverunreinigung die zweithäufigste Ursache für Ausfälle und Störungen in einem Hydrauliköl-System. Eine Wasserkontamination im Hydrauliköl ist für viele Hydrauliksysteme eine ernste Diagnose und kann zu höherem Verschleiß und undichten Stellen führen.

Befindet sich zu viel Wasser im Hydrauliköl, dann wird das hydraulische System auf verschiede Arten belastet: Kondenswasser im Öltank führt beispielweise durch Hydrolyse zu einer vorzeitigen Alterung des Hydrauliköls.                                                                               

Es können sich verstärkt Säuren mit Folgen bilden:

• Beschleunigung der Öloxidation und Ölalterung
• Anstieg der Viskosität durch Öloxidation
• Verlust der Schmierfähigkeit
• Korrosion durch freie Säuren an allen ölbenetzten Oberflächen wie Buntmetalle, Eisen
• Metallische Oberflächen werden angegriffen und es löst Partikel heraus, welche die Hydraulik-Schlauchleitungen und andere Komponenten im System beschädigen können

Neben den Hydraulik-Schlauchleitungen können auch Dichtungen aus Elastomeren bei Kontakt mit Wasser aufquellen und werden so undicht. Kürzere Wartungsintervalle, hoher Reparaturbedarf und längere Stillstandszeiten sind die unmittelbare Folge. Und letztendlich kann das Wasser zum Zusammenbruch des Hydrauliköls mit Komplettausfall der hydraulischen Anlage zur Folge haben.

Auswirkungen durch erhöhten Wasseranteil im Hydrauliköl:

• Korrosion auf FE- und NE- Metallen
• Hydrolyse – Alterung- Oxidation
• Kavitation – partielles Verdampfen
• Reaktion mit Additiven – z.B. Verkleben, Verharzen
• Filtration – Blockage durch Verseifen
• Reaktion mit Komponenten – Quellen
• Reibwerterhöhung mit Verschleißfolgen

Es gibt verschiedene Einfallstore, durch die Wasser in ein hydraulisches System eintreten kann. Das Wasser sucht sich immer seinen Weg. So kann beispielsweise neues Frischöl von Natur aus einen erhöhten Wasseranteil aufweisen. Und auch durch die Stangendichtelemente eines Zylinders kann Feuchtigkeit ins System gelangen.  Weitere Einfallstore für den Wassereintritt können Reinigungsarbeiten mit Dampfstrahler sein. Das Regenwasser was zu lange auf dem Deckel des Ölfasses gestanden hat. Falsche gelagertes Frischöl, feuchte Umgebung oder auch der Kühlerbruch sind ebenfalls nicht zu unterschätzen. Aber was viele nicht im Blick haben: Die häufigste Eintrittsmöglichkeit ist die Belüftung. Denn Luft besteht zu einem großen Teil aus Wasserdampf und wird über den Belüftungsfilter direkt in den Tank gesaugt. Kühlt die Luft ab, kondensiert die darin enthaltene Feuchtigkeit an den Oberflächen im Tank. Und weil die sogenannte Taupunkttemperatur bei hoher Luftfeuchtigkeit sehr nah an der Ausgangstemperatur liegt, genügt schon ein geringer Temperaturabfall im Tank, damit sich Kondenswasser an den Wänden und am Deckel bildet. Solche Temperaturschwankungen kommen bei einigen Anlagen teilweise täglich vor. In Form von Tropfen und Rost wird das gefährliche Ergebnis schnell sichtbar.

Das Einfallstor für Feuchtigkeit, die über die Belüftung in das Öl gelangt, können Adsorberfilter verschließen. Montiert werden sie auf die Belüftungsöffnung eines Tanks und ersetzen dort den herkömmlichen Belüftungsfilter. Dadurch strömt die angesaugte Luft durch den zylindrischen Adsorberfilter. Die Feuchtigkeit wird dabei vom Trockenmittel Silicagel aufgenommen und in diesem Trockengranulat gebunden. Das integrierte 3-μm-Filterelement scheidet zudem auch alle relevanten Partikel ab und ist das letzte Element, bevor die Luft in den Tank einströmt. Danach liegt die relative Luftfeuchtigkeit bei gerade einmal 10 %. Die Taupunkttemperatur wird dadurch so weit abgesenkt, dass auch bei größeren Temperaturschwankungen keine Kondensation im Tank stattfinden kann.

Das Silicagel verfügt über eine weitere praktische Eigenschaft: Wenn es gesättigt ist, verändert es seine Farbe von Orange nach Grün – von unten im Adsorberfilter beginnend. Verändert sich die Farbe von oben, wird Feuchtigkeit aus dem Tankinneren aufgenommen und damit eine nachhaltige Entfeuchtung erreicht. Ist der gesamte Adsorberfilter grün, hat dieser seine maximale Aufnahmefähigkeit erreicht und muss getauscht werden. Es genügt also eine regelmäßige optische Kontrolle des Filters, um dessen korrekte Funktion zu gewährleisten. Adsorberfilter haben zudem den Vorteil, dass sie ohne Umbaumaßnahmen der Hydraulikanlage nachrüstbar sind. So beschränkt sich der Aufwand auf die Demontage des Belüftungsfilters und Montage des Adsorberfilters.

Weitere Möglichkeiten mit denen man vorhandenes Wasser aus dem System entfernt:

• Nebenstromfilteranlagen mit wasserabscheidenden Filterelement
• Vakuumtrocknung
• Ölwechsel

Lösungen für wasserfreies Hydrauliköl im Betrieb:

• Frischöl nur über Feinst-Filtration einfüllen
• Permanente Nebenstrom-Filtration mit wasserabweisenden Filterelementen
• Condition Monitoring
• Regelmäßige unabhängige Laboranalysen
• Einsatz eines Adsorber - Belüftungstrockners

Adsorberfilter schützen hydraulische Systeme vor Kondenswasserschäden, verlängern die Wartungsintervalle und reduzieren das Risiko von ungeplanten Stillständen. Doch nicht alle Systeme benötigen Luftentfeuchter. Entscheidend sind die Umgebungsbedingungen: Je wärmer die Umgebungsluft, desto mehr Wasser kann sie aufnehmen und entsprechend bei Abkühlung im Hydrauliksystem abgeben. Überall, wo es heiß hergeht – etwa bei Reifen- und Walzgutherstellern oder Gießereien –, steigt also das Risiko für Wasserschäden. Dasselbe gilt für Umgebungen, in denen eine hohe relative Luftfeuchtigkeit herrscht – etwa bei Schleusenantrieben, in Klärsystemen, in Hydrauliktanks auf Schiffen oder bei hydraulischen Systemen in Wasserkraftwerken.

Denn hier genügen bereits kleine Temperaturschwankungen, um die Kondensation auszulösen.

Unabhängig von relativer Luftfeuchtigkeit und hoher Umgebungstemperatur entfalten starke Temperaturschwankungen das größte Schädigungspotenzial. Wird eine Anlage regelmäßig einer Temperaturdifferenz von 10 °C oder mehr ausgesetzt, entsteht zwangsläufig Kondenswasser im Hydrauliktank. Besondere Vorsicht ist zudem bei der Verwendung von Bioölen geboten. Die biologisch schnell abbaubaren Fluide wirken stark wasseranziehend (hygroskopisch) und absorbieren daher die Luftfeuchtigkeit bereits über ihre Oberfläche, ohne dass es zur Kondensation gekommen sein muss. Der Einsatz eines Adsorberfilters auf einem Hydrauliktank mit Bioöl ist damit unbedingt zu empfehlen.

Im Bereich der Adsorberfilter gibt es unterschiedliche Lösungen im Portfolio. Ob günstige Einwegfilter oder wieder befüllbare Adsorberfilter mit Ventilen für lange Wartungsintervalle: Die optimale Lösung ist von vielen Faktoren abhängig. Unser Kooperationspartner HANSA‑FLEX hat daher einen speziellen Fragebogen zur Bestimmung des richtigen Adsorberfilters entwickelt. Auch Sonderlösungen für den Einsatz nach ATEX 2014 oder im Offshore-Bereich sind erhältlich und garantieren eine Verwendung mit EG-Konformität. Zur Montage der Adsorberfilter stehen zahlreiche Komponenten zur Verfügung. Hierzu gehören beispielsweise Flanschadapter, Wandhalterungen, Adapter für den zeitgleichen Betrieb von Nebenfilteranlagen sowie Öltropfenabscheider.

Adsoberfilter welcher Art auch immer, schützen vor allem das verwendete Hydrauliköl und hydraulische Systeme vor Kondenswasserschäden, verlängern die Wartungsintervalle und reduzieren das Risiko von ungeplanten und teuren Stillständen.