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Bestimmung saurer Komponenten bei Gasmotorenölen

Gasmotorenöle: Zusatztests, damit das Öl nicht "sauer" wird

Gasmotoren sind Verbrennungsmotoren, die mit gasförmigen Kraftstoffen wie Erdgas, Industrie-, Klär- oder Deponiegasen aus Abfallstoffen betrieben werden. Stationäre Gasmotoren werden verstärkt zum Betrieb von Blockheizkraftwerken (BHKW) eingesetzt, die vor Ort Deponiegase verbrennen und die Abwärme gleichzeitig zum Heizen verwerten können.
Durch den Verbrennungsvorgang der Gase entstehen saure Verbrennungsprodukte, die vom Motorenöl aufgenommen und neutralisiert werden müssen. Gelingt dies nicht, greifen die starken und äußerst aggressiven Säuren direkt den Motor an.
Beim Einsatz von Gasmotorenölen ist daher auf eine nachweislich hohe Alkalität und einen niedrigen Aschegehalt des Frischöls zu achten. Sämtliche Proben von gebrauchten Gasmotorenölen müssen neben der Routineanalyse spezielle Tests durchlaufen. Nur mit ihrer Hilfe kann ihre Reaktion auf die sauren Komponenten der Gase und damit ihr eigener Zustand objektiv beurteilt werden.

BN, AN und i-pH-Wert – drei entscheidende Kennwerte

Die BN, Base Number bzw. Basenzahl ist ein Maß für den Gehalt alkalisch wirkender Zusätze im Öl. Sie beschreibt die Aufnahmekapazität des Öls für die durch den Verbrennungsvorgang anfallenden sauren Anteile aus den Verbrennungsgasen. Damit ist sie ein wichtiges Kriterium dafür, wie viele saure Bestandteile noch vom Öl neutralisiert und unschädlich gemacht werden können. Die BN wird im Laborbericht in mgKOH/g angegeben und damit definiert durch die Menge Kaliumhydroxid (KOH) in mg, die dem Neutralisationsvermögen der in 1 g Öl enthaltenen alkalischen Wirkstoffe entspricht. Durch die ständig aufzunehmenden Säuren und hohe Betriebstemperaturen nimmt die BN im Laufe der Einsatzzeit des Öls permanent ab. Sinkt die BN unter 60 % des Ausgangswertes ab, kündigt sich die Erschöpfung des Öls hinsichtlich seiner Säureaufnahmefähigkeit an und ein Ölwechsel ist kurzfristig durchzuführen. Trotz einer noch messbaren BN über dem Limitwert kann ein Deponie-Gasmotorenöl, im Gegensatz zu Dieselmotorenöl, saure Bestandteile enthalten, die nicht von der BN neutralisiert werden. Diesen Anteil von sauren Bestandteilen bestimmt man mit der AN, (Acid Number/Säurenzahl, Neutralisationszahl). Die AN ist das Maß für den Versäuerungsgrad, der z. B. durch Säuren in Folge der Deponiegasverbrennung hervorgerufen wird. Im OELCHECK-Laborbericht wird sie wie die BN in mgKOH/g ausgewiesen und gibt die Anzahl mg Kaliumhydroxid (KOH) an, die erforderlich ist, um die in 1 g des gelösten Öls enthaltenen freien Säuren zu neutralisieren. Die AN sollte deutlich unter der BN liegen.

Ein weiterer Test sollte bei Ölen erfolgen, die aus Deponiegas-Motoren, die mit stark unterschiedlichen Gasen betrieben werden, oder die aus einer instabilen Deponie kommen. Hier geben weder die BN noch die AN ausreichende Informationen über den Anteil von sauren Kondensaten im Motorenöl. Mit dem i-pH-Wert (initial pH-Wert) lässt sich der Anfangs-pH-Wert der gebrauchten Öle bestimmen. Ein i-pH-Wert unter 4,5 ist kritisch.

Beim Öl kann der pH-Wert nicht, wie in einer Wasserprobe, durch ein Indikatorpapier gemessen werden. Deshalb erfolgt eine Bestimmung über eine elektrochemische Reaktion. Dabei wird etwas Öl in einem Lösungsmittelgemisch, das kleine Mengen Wasser enthält, gelöst. Über ein kalibriertes pH-Meter wird nach ca. 5 Minuten Umrühren der Anfangs-pH-Wert (initial pH-Wert) abgelesen.

Quelle:

ÖlChecker Winter 1999, Seite 6