Filteranalyse im OELCHECK-Labor

Nach einer ersten optischen Begutachtung der Gewebeprobe wählt der erfahrene Tribologe die Analyseverfahren aus. Da Filterrückstände nicht wie Gebrauchtölproben unseren Testgeräten zugeführt werden können, werden die Geräte entweder umgerüstet, oder es kommen modifizierte Verfahren zum Einsatz.

Inhaltsverzeichnis

  1. Der PQ-Index – dem Eisen auf der Spur
  2. Die RDE ermittelt Additive und Verschleiß
  3. Die ATR-FTIR erkennt Öltyp, Verunreinigungen und Vermischungen
  4. Die mikroskopische Partikelzählung

Der PQ-Index – dem Eisen auf der Spur

Der PQ-Index informiert als dimensionsloser Zahlenwert über den Gehalt an magnetisierbaren Eisen. Ist dieser Wert deutlich höher als der im Öl festgestellte Index, tritt nicht unerheblicher Verschleiß bei den eisenhaltigen Komponenten des Aggregates auf, aus dem der Filter stammt. Der PQ-Index funktioniert unabhängig von der Größe der Partikel. Das Testprinzip nutzt die Tatsache, dass Eisenabrieb das Magnetfeld stört. Die Menge aller magnetisierbaren Eisenpartikel (Rostpartikel sind dabei nicht magnetisierbar) im Filterrückstand wird auf magnetisch-induktive Weise bestimmt. Der Index, der wegen des Kittiwake "Particle Quantifier"-Testgeräts kurz PQ-Index genannt wird, gibt das Messergebnis an.

Die RDE ermittelt Additive und Verschleiß

RDE steht für Rotating Disk Electrode (Rotierende Scheibenelektrode). Der Filterrückstand wird, ggf. nach Benetzung mit reinem "0-ppm Stellöl", direkt auf ein "Funkenrädchen" aufgebracht. Im Lichtbogen, der sich bei einer Hochspannung von 10 KV zwischen dem mit dem Rückstand belegten Graphit-Scheibe und einer darüber im Abstand von 5 mm angebrachten Graphit-Stabelektrode bildet, werden alle aufgebrachten Elemente angeregt und über die Spektroskopie sichtbar gemacht. Mit der Bestimmung von 27 Elementen werden feste oder auch schlammartige Verschleiß- und Verunreinigungspartikel sowie Bestandteile von Additiven nachgewiesen, die sich auf dem Filtergewebe abgelagert haben.

Die ATR-FTIR erkennt Öltyp, Verunreinigungen und Vermischungen

Das Prinzip der FT-IR (Fourier-Transform Infra-Rot) Spektroskopie beruht auf der Tatsache, dass die im Schmierstoff vorhandenen Moleküle aufgrund ihrer typischen Bindungsform das Infrarotlicht bei bestimmten Wellenlängen unterschiedlich stark absorbieren. Veränderungen in der Probe können im Vergleich mit dem Frischöl-Referenzspektrum in Form von typischen "Peaks" bei bestimmten "Wellenzahlen" festgestellt, berechnet und interpretiert werden. Für die Untersuchung von Filterrückständen verwenden wir eine besondere Variante der Infrarotspektroskopie. Die ATR-Infrarotspektroskopie (attenuated total reflection) beruht auf einer abgeschwächten Totalreflexion. Sie hat sich besonders bei der Kontrolle von undurchsichtigen Stoffen bewährt.

Die ATR-FTIR liefert aus den ölbenetzten Filterrückständen Informationen über Ölvermischungen mit Fremdöl und über Verunreinigungen, wie z.B. Wasser. Veränderungen bei der Zusammensetzung der Additive (Additivschlamm) werden ebenfalls erkannt. Durch Vergleich mit den hinterlegten Frischölspektren gibt das Verfahren schnell und zuverlässig Auskunft, ob es sich bei einem unbekannten Öl um ein Mineralöl, "Bioöl" oder Syntheseöl handelt.

Die mikroskopische Partikelzählung

Enthält der Filterrückstand größere Partikel, die auf einen Verschleißvorgang oder eine Kontamination mit Staub hindeuten, raten wir zu einer zusätzlichen mikroskopischen Partikelzählung. Dazu müssen die Rückstände mit einem Lösungsmittelgemisch aus dem Gewebe ausgewaschen werden. Danach wird das Gemisch mit einer Porenweite von 0,45 bis 2,5 µm so gefiltert, dass die Partikel auf einer Filtermembran liegenbleiben.

Diese Membran wird in unser OLYMPUS-Spezialmikroskop eingespannt. Neben der Kategorisierung in Größenklassen erlaubt die Partikelanalyse auch qualitative Aussagen. Es wird unterschieden zwischen reflektierenden, metallisch glänzenden, farbigen oder schwarzen Partikeln. Fasern oder Rückstände von Schmierfetten werden getrennt erfasst und bewertet. Repräsentativ ausgewählte Partikel werden zweidimensional vermessen und nach ihrer längsten Ausdehnung kategorisiert. Diese Aufgabe erledigt eine in das Mikroskop integrierte hochauflösende CCD-Kamera mit ihrer Bildanalysesoftware. Unter Verwendung von polarisiertem Licht werden repräsentative Vergrößerungs-Fotos erstellt, aus denen der Tribologe die Auswahl für den Laborbericht trifft.

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Quelle:

OELCHECKER Winter 2013, Seite 6