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Grenzflächenspannung

Prüfnorm: ASTM D971
Messbereich: 0 - 300 mN/m
Einheit: mN/m (milliNewton/Meter)
Probemenge: 30 ml
Ermittelt: Die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Öl.

Bei der Oxidation und Alterung von Ölen, die stark beansprucht werden oder über mehrere Jahre im Einsatz sind, bilden sich unlösliche, polare Bestandteile. Die Grenzflächenspannung kann diese im Öl detektieren. Sie ermöglicht so eine Aussage über die Alterung und die Restnutzungsdauer des Öls.

Zur Bestimmung mit dem Lauda TD 3 Tensiometer wird ein Prüfzylinder mit je 20 ml destilliertem Wasser und dem zu prüfenden Transformatorenöl befüllt. Aufgrund der stark unterschiedlichen Polarität trennen sich Öl und Wasser schnell in 2 Phasen, wobei das Wasser aufgrund der deutlich höheren Dichte die untere Phase bildet und das Isolieröl oben aufschwimmt. Frisches Transformatorenöl ist unpolar. Im Gebrauchtöl haben sich polare Bestandteile gebildet, welche sich im Bereich der Grenzschicht von Wasser (polar) und Öl (unpolar) anlagern. Durch die Wechselwirkung der Alterungsprodukte mit dem Wasser wird die Grenzflächenspannung der beiden Phasen Wasser/Öl beeinflusst. In das Wasser-Öl-Gemisch wird der Lecomte Du Noüy-Ring, der an einem Faden an einer Waage befestigt ist, abgesenkt. Durch Absenken des Zylinders wird der Ring zunächst durch das Wasser, und weiter durch die Grenzphase zwischen Wasser und Öl, ins Öl gezogen. Die bei der Phasenänderung in der Grenzfläche auftretende Kraft wird gemessen.

Im Laborbericht wird die Grenzflächenspannung in mN/m angegeben. Ist ihr Wert im Vergleich zum Frischöl bzw. der vorhergehenden Probe stark gesunken, liegt eine Alterung des Öls vor. In der Diagnose werden dann durch den erfahrenen Tribologen entsprechende Gegenmaßnahmen, wie eine Regenerierung oder ein Ölwechsel, empfohlen.

Öltyp

Grenzflächenspannung (IFT)

Öl im Anlieferungs­zustand

Minimum 40 mN/m

Öl aus einer neuen Anlage

Minimum 35 mN/m

Gebrauchsfähiges Gebrauchtöl

 

Inhibiert

 Minimum 22 mN/m

Uninhibiert

Minimum 20 mN/m

Esterbasierte Öle

Minimum18 mN/m

Quelle:

ÖlChecker Winter 2011, Seite 8