Bis zur Jahrtausendwende wurden überwiegend einfach raffinierte, gering additivierte Hydrauliköle auf Mineralölbasis verwendet. Sie waren vor allem kostengünstig. Heute werden an mineralölbasischen Hydraulikfluide meist nur noch Öle des Typs HLP eingesetzt. Ihre Grundöle sind oxidationsstabile Hydro-Crack-Produkte ( HC) aus der Hydrierung, einer Wasserstoffbehandlung in der Raffinerie. Die zugesetzten Extreme Pressure (EP)- und Verschleißschutz (AW)-Wirkstoffe enthalten meist eine Kombination von Zink, Phosphor und Schwefel. Neben den immer noch recht kostengünstigen Hydro-Crack-Ölen werden heute vollsynthetisch hergestellte Flüssigkeiten eingesetzt. Sie enthalten als Grundöle Poly-Alpha-Olefine (PAO), gesättigte oder ungesättigte Esteröle oder Polyglykole (PAG).

Reine Syntheseöle können weitaus länger im Einsatz bleiben als die früher verwendeten Produkte. Ihre Molekülstruktur weist bei höheren Betriebstemperaturen eine geringere Reaktionsfreudigkeit mit Sauerstoff auf. Außerdem enthalten diese Öle zur weiteren Verbesserung der Standzeiten noch moderne Antioxidantien auf der Basis von Phenolen, Aminen oder Salizilaten.

Synthetische Grundöle bieten den Vorteil eines besseren Viskositäts-Temperatur-Verhaltens (VT). Bei niedrigen Temperaturen sind diese Öle dünner, bei höheren Temperaturen dicker als herkömmliche Mineralöle. Mit ihnen befüllte Hydrauliken lassen sich leichter starten und weisen bei hohen Temperaturen geringere Energieverluste auf.

Aufgrund des natürlichen Viskositätsindex (VI) von bis zu über 200 anstelle von 95 kann auf die Zugabe von Mehrbereichsadditiven verzichtet werden, denn diese können als nicht scherstabile Zusätze Reaktionsprodukte bilden. Diese verursachen wiederum Ablagerungen und führen zu Filtrationsproblemen. Syntheseöle minimieren also das Risiko von Ablagerungen und sorgen für eine bessere Filtrierbarkeit. Der konstant hohe VI verbessert das Kaltstartverhalten, sichert eine stabile Viskositätslage über einen weiten Temperaturbereich und vereinfacht die Steuerung. Strömungs- und Planschverluste verringern sich. Nachteile der Syntheseöle sind ein bis zu 10-mal höherer Preis, eine schlechtere Verträglichkeit miteinander sowie ein problematisches Verhalten gegenüber Dichtungen, Schläuchen oder Anstrichen.

Hinweis:
Nehmen Sie vor der Durchführung einer Verträglichkeitsuntersuchung oder bei Verdacht auf Vermischung, Kontakt mit unseren OELCHECK-Tribologen auf (ta(at)oelcheck.de, Tel. +49 8034 9047-250). Sie unterstützen gern bei der Auswahl des für Ihre Fragestellung geeigneten Analysenumfangs!

Schmierstoffe sind zwar meist gut miteinander mischbar (Ausnahme PAGs) – besonders wenn sie die gleiche Nennviskosität haben und für den gleichen Verwendungszweck konzipiert sind – aber nicht immer auch miteinander verträglich. Insbesondere, wenn zinkfreie und zinkhaltige HLP-Mineralöle, PAO- oder Ester-Syntheseöle mit Mineralölen oder mit Syntheseölen anderer Hersteller gemischt werden, können wesentliche Eigenschaften wie das Luft- oder Wasserabscheidevermögen, das Schaumverhalten, die Filtrierbarkeit oder die Dichtungsverträglichkeit verschlechtert werden. Eine Vermischung verschiedener Hydraulikflüssigkeiten lässt sich, wie es z.B. bei Baumaschinen durch den Austausch unterschiedlicher Anbaugeräte täglich geschieht, nicht immer vermeiden. Treten nach dem Rückbau oder nach einem Ölwechsel Störungen auf, stellt sich oft die Frage nach der Verträglichkeit (Kompatibilität) zweier Hydraulikflüssigkeiten. OELCHECK-Tribologen können die Ursache leichter beurteilen, wenn sie über folgende Informationen verfügen:

• genaue Ölbezeichnungen, möglichst mit Angabe der Basisöltypen und der Additivierung
• Arbeitstemperaturen und –drücke
• Maschinenbezeichnung und deren eingesetzte Komponenten
• Einsatzzeiten der Flüssigkeiten
• Füllmenge

Verträglichkeitsanalyse für Hydraulikflüssigkeiten

Meist kann schon über eine Standard-Analyse, die mittels eines Analysensets 2 oder 4 erfolgt, ein Hinweis auf die Ursache für die Probleme gegeben werden. Aber manchmal ist die Durchführung einer expliziten Verträglichkeitsanalyse erforderlich.

In der Regel benötigt das Labor dazu fünf Proben: Je eine Frischölprobe der beiden verwendeten Hydraulikflüssigkeiten sowie drei Mischungen im Verhältnis von 50:50, 95:5, 5:95. Auf dem Probenbegleitschein muss „Verträglichkeitsuntersuchung“ vermerkt sein.

Im OELCHECK-Labor werden zunächst Untersuchungen wie für das Analysenset 2 durchgeführt. Zusätzlich werden das Luftabscheidevermögen, das Schaumverhalten, das Wasserabscheidevermögen und der Wassergehalt bestimmt. Anschließend beurteilen die erfahrenen OELCHECK-Tribologen, ob sich die Öle miteinander vertragen bzw. welche Probleme zu erwarten sind.

Jedes Öl enthält Luft – frische Hydrauliköle etwa 9 Vol. %. Wie viel Luft ein Öl aufnehmen kann, wird u.a. durch die Öltemperatur, den Öltyp, die Viskosität, den Druck im System, die Additivierung oder eine Vermischung beeinflusst. Die gelöste Luft an sich verursacht in der Regel keine Betriebsstörungen. Aber ein im Vergleich zum Frischöl durch Verunreinigungen und Oxidationsprodukte erhöhtes Luftaufnahmevermögen kann Anlass für massive Probleme sein. Ein erhöhter Anteil von ungelöster Luft in Form von meist optisch sichtbaren Luftbläschen kann zum „Federn” der Ölfüllung führen. Ein exaktes Steuern und Positionieren ist dann nicht mehr möglich. Im Bereich der Hydraulikpumpe, dem Bauteil mit der höchsten Temperatur im Kreislauf, wird vermehrt ungelöste Luft abgeschieden. Dabei kann es durch Implosion zur Kavitation und damit zu einem kreisrunden Materialabtrag an den Bauteilen von Hydraulikpumpen oder Hydromotoren kommen. Außerdem können die sauerstoffhaltigen Luftbläschen auch den „Dieseleffekt” verursachen, der im fortgeschrittenen Stadium oft durch eine Dunkelfärbung des Öls durch Kohlenstoffpartikel (Ruß) auffällt. Dieser Effekt entsteht, wenn der Sauerstoff, der in den überschüssigen Luftbläschen vorhanden ist, mit den umgebenden Kohlenwasserstoffen des Öls so stark komprimiert wird, dass eine Selbstentzündung dieses Gemischs auftritt. Wegen dem relativ kleinen Sauerstoffgehalt kommt es zu einer unvollkommenen Verbrennung mit der Bildung von Rußpartikeln wie in einem Dieselmotor. Dadurch entstehen im Öl schwarze Partikel, die auch im Filter gefunden werden können. Das Luftabgabeverhalten kann übrigens nicht mit Additiven verbessert, sondern nur verschlechtert werden.

Die Verunreinigung eines Hydrauliköls durch Wasser ist eine der häufigsten Schadensursachen. Wasser, das als Kondensat, bei Regen oder beim Reinigen der Anlagen mit Hochdruckreinigern in das Hydrauliksystem gelangen kann, beschleunigt die Bildung von Korrosion und Kavitation. Üblicherweise separiert sich Wasser aufgrund seiner starken Polarität und der deutlich unterschiedlichen Dichte schnell vom Öl. Die Trennung kann aber durch Additive und Verunreinigungen beeinträchtigt werden.

Zu viel Wasser, bei Hydrauliken über 500 ppm, sollte sich schnell vom Öl trennen, damit es an der tiefsten Stelle des Tanks abgezogen werden kann und nicht am Ölumlauf teilnimmt. Die Hydraulikölnorm spezifiziert für HLP-Hydrauliköle ein Wasserabscheidevermögen von max. 30 Minuten. Mit modernen Wasserabscheidern lässt sich das Wasser dann aus einem Hydrauliktank so entfernen, dass keine der befürchteten Schäden auftreten. Doch für Hydrauliköle, die in Bau- oder Landmaschinen eingesetzt werden, kann auch ein gegenteiliger Effekt erwünscht sein. In diesen Maschinen sollen die Öle nicht als demulgierende Flüssigkeiten das Wasser schnell absetzen, sondern dispergierend und detergierend (HLP-D-Öle) sein. Sie müssen die bei der Bewegung von Hydraulikzylindern eingedrungene Feuchtigkeit feinstverteilt neutralisieren und in Schwebe halten.