Europe

China

PQ-Index

In jedem OELCHECK-Laborbericht wird unter der Rubrik "Verschleiß" der dimensionslose PQ-Index, Particle Quantifier-Index, für Öl- und Fettproben ausgewiesen. Der Wert informiert über magnetisierbaren Eisenabrieb in der Probe und ist eine wichtige Ergänzung zum ebenfalls angegebenen Wert für Eisen in mg/kg. Mit der ICP-Spektrometrie wird der Gehalt an Eisen als Element bestimmt – allerdings funktioniert dies nur für Partikel, die kleiner als 5µm sind. Der PQ-Index informiert hingegen unabhängig von der Partikelgröße über alle vorhandenen Eisenteilchen, die magnetisch sind. Besonders bei Ölproben aus Getrieben, Dieselmotoren und Hydrauliksystemen, aber auch bei Fettproben liefert er aussagekräftige Informationen über anomale und meist akute Verschleißvorgänge. Interpretiert werden die beiden Werte gemeinsam, denn der PQ-Index liefert zusätzlich zum reinen Eisenwert Informationen über die Größenverteilung der Eisenpartikel. Aus der Kombination beider Ergebnisse lassen sich schließlich wichtige Aussagen über den Zustand der Anlage ableiten.

Das PQ-Testprinzip

Bei der Ermittlung des PQ-Indexes wird die Erkenntnis genutzt, dass Eisen, das als Eisenkern in eine Spule eingebracht, magnetisiert und gleich­zeitig das Magnetfeld der Spule verstärkt wird. Im PQ-Messgerät befinden sich zwei Magnet­spulen, eine Mess- und eine Referenzspule, im magnetischen Gleich­gewicht. Enthält eine Probe magnetische Eisenpartikel, wirken diese als Eisenkern in der Mess­spule, ihr Magnetfeld wird verstärkt. Dieses verstärkte Magnetfeld wirkt auf die Referenzspule ein und stört damit das magnetische Gleichgewicht zwischen beiden Spulen. Es kommt zur Induktion. Die Störung des Gleichgewichts zwischen Mess- und Referenzspule wird als Index angegeben. Das PQ-Gerät wird mit einer Probe mit PQ=0 und einer Probe PQ=750 kalibriert. Anhand dieser 2-Punkt-Kalibration wird der Index für die Probe berechnet. PQ-Werte unter 25 liefern noch keinen eindeutigen Hinweis auf vorhandenen Verschleiß. Daher geben wir bei Werten unter 25 einfach „< 25“ an.

Die Proben werden zunächst für 20 Minuten auf dem Kopf stehend gelagert. So können sich alle im Öl vorhandenen Eisen-Partikel auf der weißen Dichtung des flachen Deckels absetzen. Dann stellt der Roboter des PQ-Analyzers die Probe auf einen Drehteller, von dem die Probe gleichmäßig über die Messspule bewegt wird. Abhängig von der Menge enthaltener Eisenpartikel wird dabei das Magnetfeld verstärkt und das Gleichgewicht mit der Referenz­spule gestört. Das gemessene Störsignal ist direkt proportional zum Gehalt an Eisenpartikeln in der Probe, unabhängig von deren Größe.

Die Aussage

Der PQ-Index liefert wichtige Informationen über den Verschleißzustand von eisenhaltigen Komponenten des Aggregats, aus dem die Probe stammt. Er ist dimensionslos. Es erfolgt also keine Mengenangabe des Eisengehalts in einer Maßeinheit wie z.B. mg/kg. In keinem Fall kann der Wert auf die Masse von Eisenabrieb umgerechnet werden, der z.B. in einem Getriebe entstanden ist. Generell gilt, dass der PQ-Index mit zunehmendem Gehalt von magnetisierbaren Eisen steigt. PQ-Werte von unter 25 spiegeln einen normalen Verschleißzustand wider. Der Eisenabrieb besteht dabei vornehmlich aus extrem kleinen Partikeln, die sich im Öl kaum absetzen und daher mit anderen Methoden quantitativ bestimmt werden können. Im Laborbericht wird bei PQ-Werten kleiner 25 ein „< 25“ angegeben. Werte darüber werden im Laborbericht als Zahlenwerte ausgewiesen. Sie deuten auf einen erhöhten Gehalt von Eisen hin. Bei falscher Probennahme, bei der z.B. Öl mit hohem Eisenverschleiß aus einer Filterglocke entnommen wurde, konnten Indexwerte von weit über 5.000 gemessen werden. Sein volles Potential entfaltet der PQ-Index erst bei der gemeinsamen Betrachtung mit dem in der ICP-Spektrometrie ermittelten Eisengehalt. Ein Vergleich des PQ-Index mit dem durch die AES ermittelten Wert für Eisen erlaubt eine Aussage darüber, ob Eisen als abrasiver, magnetisierbarer Verschleiß oder als unmagnetisches Eisenoxid (Rost) oder Eisensulfid (durch Öladditive) vorliegt. Bei der Interpretation des PQ-Index mit dem Wert für Eisen lassen sich folgende Zusammenhänge erkennen:


Erhöhter PQ-Index – erhöhter Eisengehalt
„Normaler“ Verschleiß. Beide Werte liegen dabei annähernd in der gleichen Größenordnung. Dies lässt auf kontinuierlich fortschreitende Verschleißvorgänge schließen, die meist abhängig von der Betriebszeit sind.

Hoher PQ-Index – leicht erhöhter Eisengehalt
„Akuter“ Verschleiß. Eisenabrieb kann verschiedene Ursachen haben, z.B. Pittings, Fresser oder Materialausbrüche in Form größerer Partikel. Besonders durch Hinweise auf anomale Verschleißvorgänge lassen sich Schäden durch rechtzeitige Korrekturmaßnahmen verhindern.

Leicht erhöhter PQ-Index – hoher Eisengehalt
„Korrosiver“ Verschleiß. Eisenpartikel, die z.B. durch Wassereinfluss als Rost- und Korrosions­abrieb ins Öl gelangen, sind nicht magnetisierbar. Auch sind sie häufig so klein, dass sie sich in hochviskosem Getriebeöl kaum absetzen. Bei einem hohen Eisenwert, der nicht von einem hohen PQ-Index begleitet wird, kann fast immer auf starken korrosiven Verschleiß geschlossen werden.

Quelle:

OELCHECKER Frühjahr 2011, Seite 8