Biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten werden zunehmend für Geräte vorgeschrieben, die in der Nähe von Wäldern, landwirtschaftlichen Betrieben, Wasserstraßen, Häfen und anderen sensiblen Gebieten eingesetzt werden. Im Vergleich zu Mineralöl sind sie so konzipiert, dass sie die Persistenz von Schadstoffen in der Umwelt bei unbeabsichtigten Freisetzungen verringern.
Ein Wechsel der Hydraulikflüssigkeit macht ein bestehendes Hydrauliksystem nicht automatisch kompatibel. Biologisch abbaubare Formulierungen können anders mit Schläuchen, Dichtungen, Beschichtungen, Klebstoffen und Metallen reagieren. Ein Schlauch, der jahrelang mit Mineralöl betrieben wurde, kann nach der Umstellung aufquellen, weich werden, schrumpfen, aushärten oder undicht werden, wenn seine Materialien nicht geeignet sind.
Die zuverlässige Kompatibilität von Schläuchen mit biologisch abbaubarer Hydraulikflüssigkeit hängt von der genauen Flüssigkeitszusammensetzung, der Betriebstemperatur, dem Druck, der Schlauchkonstruktion und dem Umrüstverfahren ab. Gerätehersteller und Fuhrparkbetreiber sollten den Flüssigkeitswechsel als technisches Projekt und nicht als einfachen Ablass- und Befüllvorgang betrachten.
Was gilt als biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeit?
Der Begriff umfasst synthetische Ester, Flüssigkeiten auf Pflanzenölbasis und andere biologisch abbaubare Formulierungen. Ihre Eigenschaften unterscheiden sich.
Synthetische Esterflüssigkeiten bieten unter Umständen eine gute Temperaturstabilität und lange Lebensdauer, während pflanzenbasierte Flüssigkeiten zwar eine hohe Schmierfähigkeit aufweisen, aber unterschiedliche Oxidations- und Tieftemperatureigenschaften besitzen können. Auch die Additivpakete variieren. Zwei Produkte derselben Produktkategorie können unterschiedliche Auswirkungen auf Elastomere haben.
Daher ist eine allgemeine Aussage wie „geeignet für biologisch abbaubares Öl“ für eine kritische Anwendung möglicherweise nicht ausreichend. Die Zulassung sollte sich auf die genannte Flüssigkeit oder eine definierte Flüssigkeitsfamilie, die Konzentration und den Temperaturbereich beziehen.
Warum Schlauchmaterialien unterschiedlich reagieren können
Das Innenrohr ist ständig der Flüssigkeit ausgesetzt. Seine Zusammensetzung muss chemischem Angriff widerstehen und gleichzeitig Festigkeit, Flexibilität, Abmessungen und Haftung an der Verstärkung gewährleisten.
Ein inkompatibler Schlauch kann Flüssigkeit aufnehmen und aufquellen. Durch das Aufquellen können die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden und die Haftung des Schlauchs am Anschlussstück verändert werden. Andere Kombinationen können Weichmacher extrahieren, was zum Schrumpfen oder Aushärten des Schlauchs führt. Erweichung, Oberflächenklebrigkeit, Risse und Blasenbildung können ebenfalls auf Kompatibilitätsprobleme hinweisen.
Die Reaktion kann sich bei höheren Temperaturen beschleunigen. Eine Kombination, die bei kurzer Einwirkung von Raumtemperatur akzeptabel erscheint, kann nach monatelangem Betrieb unter Hitze und Druck ungeeignet sein. Führen Sie zunächst eine detaillierte Prüfung der Schlauch- und Flüssigkeitsverträglichkeit durch, gefolgt von einer anwendungsspezifischen Bestätigung.
Bestimmen Sie die genaue Flüssigkeit, bevor Sie einen Schlauch auswählen.
Der Schlauchlieferant benötigt mehr als nur das Wort „biologisch abbaubar“. Er muss Folgendes angeben:
- Hersteller und Produktname der Flüssigkeit
- Fluidfamilie und Basenchemie
- Relevante Umweltklassifizierung oder Projektanforderung
- Minimale, normale und maximale Betriebstemperatur
- Maximaler Dauerdruck und transiente Druckspitzen
- Schlauchgröße und Durchflussrate
- Arbeitszyklus und erwartete Servicezeiten
- Bisher im System verwendete Flüssigkeit
- Reinigungs- oder Spülprodukte, die während der Umrüstung verwendet wurden
- Äußere Umwelteinflüsse, einschließlich Wasser, UV-Strahlung, Hitze und Abrieb
Der Lieferant kann die Flüssigkeit dann mit verfügbaren Schlauchmischungen vergleichen und feststellen, ob weitere Tests erforderlich sind.
Optionen für Gummischläuche
Hydraulikschläuche aus Gummi sind weit verbreitet, da sie Druckbeständigkeit, Flexibilität, Vibrationsfestigkeit und Langlebigkeit vereinen. Gummi ist jedoch ein Oberbegriff und kein einheitliches Material. Schlauchmischungen sind für bestimmte Flüssigkeiten und Temperaturbereiche ausgelegt.
Einige Nitrilverbindungen, die mit mineralischen Hydraulikölen verwendet werden, können mit bestimmten biologisch abbaubaren Flüssigkeiten verwendet werden, während andere übermäßiges Quellen oder Härteänderungen aufweisen können. Für Ester-basierte Flüssigkeiten können spezielle Verbindungen entwickelt werden, deren Kompatibilität jedoch weiterhin dokumentiert werden muss.
Bei mobilen Arbeitsmaschinen bieten Gummischläuche oft praktische Flexibilität im Bereich von Zylindern, Auslegern, Gelenkpunkten und vibrierenden Bauteilen. Wenn eine zugelassene Konstruktion verfügbar ist, kann dies eine effektive Wahl sein. Entscheidend ist die Überprüfung der Materialzusammensetzung, anstatt anzunehmen, dass sich alle schwarzen Hydraulikschläuche aus Gummi gleich verhalten.
Optionen für thermoplastische Schläuche
Thermoplastische Hydraulikschläuche eignen sich für Geräte, die einen kompakten Außendurchmesser, geringes Gewicht, lange, durchgehende Längen oder spezielle chemische Eigenschaften erfordern. Ihre Schlauch- und Mantelmaterialien unterscheiden sich von denen von Gummischläuchen, wodurch sich ein anderes Kompatibilitätsprofil ergibt.
Thermoplastische Konstruktionen werden häufig in Landmaschinen, Förderanlagen, Schmiersystemen und Kompaktgeräten eingesetzt. Sie bieten zudem eine saubere Außenfläche und eine gute Beständigkeit gegenüber bestimmten Umwelteinflüssen.
Wie bei Gummi garantiert die Bezeichnung „Thermoplast“ keine Kompatibilität. Das spezifische Polymer, die Verstärkung, die Beschichtung, das Anschlusssystem, die Temperatur- und Druckklasse müssen auf die biologisch abbaubare Flüssigkeit und die Anwendung abgestimmt sein.
Die Temperatur ist eine kritische Variable
Hohe Temperaturen können sowohl den Flüssigkeitsabbau als auch die Materialwechselwirkung beschleunigen. Biologisch abbaubare Flüssigkeiten weisen unterschiedliche Oxidations- und Temperaturgrenzen auf, während Schlauchmischungen flüssigkeitsspezifische Temperaturbeschränkungen haben können.
Prüfen Sie die tatsächliche Öltemperatur am Schlauch, nicht nur den Wert im Ausgleichsbehälter. Druckverluste, Drosselung, Nähe zu Motoren und kontinuierlicher Betrieb können lokale Wärme erzeugen. Die externe Strahlungswärme ist getrennt von der internen Öltemperatur zu betrachten.
Das Verhalten bei Kälte ist ebenfalls wichtig. Einige biologisch abbaubare Flüssigkeiten werden bei niedrigen Temperaturen dickflüssiger, was zu Saugverlusten, erhöhtem Rückdruck und höheren Anlaufbelastungen führt. Unter denselben Bedingungen kann ein Schlauch steifer werden. Geräte für Forstwirtschaft, Winterbau und Materialtransport im Freien sollten daher bei der niedrigsten zu erwartenden Anlauftemperatur geprüft werden.
Druck, Impuls und Durchdringung
Chemische Beständigkeit ersetzt nicht die Druckprüfung. Der gewählte Schlauch muss einen für seine Größe und den maximalen Systemdruck geeigneten Betriebsdruck aufweisen. Geräte mit häufigem Schaltvorgang benötigen eine ausreichende Impulsfestigkeit.
Die Permeation von Flüssigkeiten kann sich von der von Mineralöl unterscheiden. Permeation ist die allmähliche Bewegung von Flüssigkeitsmolekülen durch die Wand von Rohren und Schläuchen. Übermäßige Permeation kann zu Geruchsbildung, Oberflächenfeuchtigkeit, Veränderungen der Beschichtung oder Flüssigkeitsverlust führen. Sie kann von der chemischen Zusammensetzung der Flüssigkeit, der Temperatur, der Wandstärke und dem Schlauchmaterial beeinflusst werden.
Erkundigen Sie sich beim Schlauchlieferanten, ob Permeationsdaten oder Praxiserfahrungen für die vorgeschlagene Kombination vorliegen, insbesondere für geschlossene Maschinen oder Anwendungen mit strengen Reinheitsanforderungen.
Armaturen, Dichtungen und andere Systemmaterialien
Eine erfolgreiche Schlauchspezifikation kann dennoch scheitern, wenn andere Komponenten inkompatibel sind. Überprüfen Sie O-Ringe, Stangendichtungen, Pumpendichtungen, Druckspeicher, Ventildichtungen, Behälterbeschichtungen, Filterklebstoffe und Verbindungsmaterialien.
Esterbasierte Flüssigkeiten können mit einigen Elastomeren anders reagieren als Mineralöl. Der Flüssigkeitslieferant sollte Hinweise zu gängigen Dichtungsmaterialien geben. Schlaucharmaturen sollten ein zugelassenes Steck- und Klemmringsystem verwenden, und die Crimp-Spezifikation sollte für den gewählten Schlauch validiert werden.
Alte Schlauchleitungen dürfen bei einem Flüssigkeitswechsel nicht automatisch wiederverwendet werden. Selbst wenn sie keine sichtbaren Schäden aufweisen, können sie Reste von Mineralöl enthalten und möglicherweise keine für die neue Flüssigkeit zugelassene Schlauchmischung verwenden.
Umstellung eines bestehenden Systems
Das Mischen von biologisch abbaubarer Flüssigkeit mit dem vorherigen Öl kann die Umweltverträglichkeit beeinträchtigen und Viskosität, Additive oder Kompatibilität verändern. Eine kontrollierte Umstellung umfasst in der Regel mehr als nur das Ablassen des Reservoirs.
Befolgen Sie die Umstellungsanweisungen des Flüssigkeitslieferanten. Das korrekte Verfahren hängt von den beiden Flüssigkeiten, der Anlagenkonstruktion und der erforderlichen Umweltklasse ab. Vermeiden Sie improvisierte Spülungen mit Lösungsmitteln, da das Reinigungsmittel Schläuche und Dichtungen angreifen oder im System zurückbleiben kann.
Werden Schläuche im Zuge der Umrüstung ausgetauscht, müssen sie nach der Reinigung verschlossen und unter Einhaltung der Kontaminationsschutzmaßnahmen installiert werden. Dies bietet auch die Gelegenheit, beschädigte Leitungsführungen, zu kleine Leitungen oder nicht passende Anschlüsse zu korrigieren.
Prüfung und Zulassung
Für eine neue Flüssigkeits-Schlauch-Kombination kann das Zulassungsverfahren Tauchtests, Volumen- und Härteänderungen, Zugfestigkeitsprüfungen, Sichtprüfungen, Druckprüfungen und kontrollierte Geräteversuche umfassen. Die Testbedingungen sollten die maximal zu erwartende Temperatur und eine aussagekräftige Expositionsdauer widerspiegeln.
Feldversuche sollten dokumentiert werden. Erfassen Sie Schlauchkonstruktion, Charge, Medium, Betriebsstunden, Temperatur, Druck und Prüfergebnisse. Ein erfolgreicher Test an einer einzelnen Maschine ist umso aussagekräftiger, je besser sich die Ergebnisse mit denen des gesamten Maschinenparks vergleichen lassen.
Für die Erstausrüsterfertigung (OEM) muss die zugelassene Kombination aus Flüssigkeit und Schlauch in Zeichnungen, Stücklisten, Servicehandbüchern und Ersatzteilspezifikationen aufgeführt werden. Dadurch wird verhindert, dass ein zukünftiges Wartungsteam einen optisch ähnlichen, aber nicht zugelassenen Schlauch einbaut.
Inspektion nach dem Flüssigkeitswechsel
Erhöhen Sie die Inspektionshäufigkeit in der Anfangsphase einer Umstellung. Achten Sie auf Folgendes:
- Schlauch oder Abdeckung Schwellung
- Weiche, klebrige, spröde oder rissige Oberflächen
- Blasenbildung oder Ablösung zwischen den Schichten
- Undichtigkeit oder Bewegung in der Nähe des Anschlussstücks
- Änderungen des Schlauchdurchmessers oder der Flexibilität
- Feuchtigkeit aufdecken, die auf Durchdringung hindeuten kann
- Dichtungslecks an anderen Stellen im System
- Unerwartete Flüssigkeitsverfärbung oder -verunreinigung
Treten ungewöhnliche Veränderungen auf, unterbrechen Sie die Arbeiten und untersuchen Sie die gesamte Materialkombination. Der bloße Austausch des sichtbar beschädigten Schlauchs behebt möglicherweise nicht das zugrundeliegende Kompatibilitätsproblem.
Fragen an die Schlauch- und Flüssigkeitslieferanten
Bevor Sie die Spezifikation genehmigen, fragen Sie:
- Wurde der Schlauch mit genau dieser Flüssigkeit getestet?
- Welche Temperaturgrenze gilt für die Kombination?
- Werden Veränderungen des Volumens, der Härte oder der Festigkeit dokumentiert?
- Ist das Fitting- und Crimpsystem zugelassen?
- Sind Permeations- oder Langzeitfelddaten verfügbar?
- Welches Spülverfahren wird für die Umrüstung empfohlen?
- Welche Siegel und sonstigen Materialien müssen überprüft werden?
- Welches Inspektionsintervall sollte nach der Inbetriebnahme eingehalten werden?
Schriftliche Antworten bilden eine nützliche technische Dokumentation für Beschaffung und Instandhaltung.
Fazit
Biologisch abbaubare Flüssigkeiten erfordern ein kompatibles System. Die Schlauchauswahl beginnt mit der genauen chemischen Zusammensetzung und umfasst Schlauchmaterial, Temperatur, Druck, Impulsbelastung, Permeation, Anschlüsse, Dichtungen und Umrüstungsverfahren. Sowohl Gummi- als auch Thermoplastschläuche sind geeignet, sofern die spezifische Konstruktion zugelassen ist. Die Abstimmung zwischen Flüssigkeitslieferant, Schlauchhersteller, Erstausrüster und Wartungsteam sollte zu einer dokumentierten Spezifikation führen, die in Produktion und Austausch einheitlich verwendet wird.
