Was Sie über Kompressorschmierung wissen müssen

Kompressoren sind ein unverzichtbarer Bestandteil nahezu jeder Produktionsanlage. Sie gelten als Herzstück jedes Druckluft- oder Gassystems und erfordern daher besondere Aufmerksamkeit, insbesondere hinsichtlich ihrer Schmierung. Um die entscheidende Rolle der Schmierung in Kompressoren zu verstehen, muss man zunächst ihre Funktionsweise sowie die Auswirkungen des Systems auf das Schmiermittel kennen, wissen, welches Schmiermittel geeignet ist und welche Ölanalysen durchgeführt werden sollten.

● Kompressortypen und -funktionen
Es gibt viele verschiedene Kompressortypen, aber ihre Hauptfunktion ist fast immer dieselbe. Kompressoren erhöhen den Druck eines Gases, indem sie dessen Volumen reduzieren. Vereinfacht gesagt, kann man sich einen Kompressor als eine Art Gaspumpe vorstellen. Die Funktionsweise ist im Grunde dieselbe; der Hauptunterschied besteht darin, dass ein Kompressor das Volumen reduziert und Gas durch ein System befördert, während eine Pumpe lediglich Flüssigkeiten unter Druck setzt und durch ein System transportiert.
Kompressoren lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Verdrängerkompressoren und dynamische Kompressoren. Rotations-, Membran- und Kolbenkompressoren zählen zu den Verdrängerkompressoren. Rotationskompressoren pressen Gase durch Schrauben, Flügel oder Schaufeln in kleinere Räume, während Membrankompressoren Gas durch die Bewegung einer Membran verdichten. Kolbenkompressoren verdichten Gas mithilfe eines oder mehrerer Kolben, die von einer Kurbelwelle angetrieben werden.
Zentrifugal-, Mischstrom- und Axialverdichter gehören zur Kategorie der dynamischen Verdichter. Ein Zentrifugalverdichter verdichtet Gas mithilfe einer rotierenden Scheibe in einem Gehäuse. Ein Mischstromverdichter funktioniert ähnlich wie ein Zentrifugalverdichter, treibt den Gasstrom jedoch axial statt radial an. Axialverdichter erzeugen die Verdichtung durch eine Reihe von Schaufeln.

● Auswirkungen auf Schmierstoffe
Vor der Auswahl eines Kompressorschmierstoffs ist einer der wichtigsten Faktoren die Art der Belastungen, denen der Schmierstoff im Betrieb ausgesetzt sein kann. Typische Belastungsfaktoren für Schmierstoffe in Kompressoren sind Feuchtigkeit, extreme Hitze, komprimiertes Gas und Luft, Metallpartikel, Gaslöslichkeit und heiße Auslassflächen.
Bedenken Sie, dass die Kompression von Gasen negative Auswirkungen auf das Schmiermittel haben kann und zu einem merklichen Viskositätsabfall sowie zu Verdunstung, Oxidation, Kohlenstoffablagerungen und Kondensation durch Feuchtigkeitsansammlung führen kann.
Sobald Sie die wichtigsten potenziellen Probleme mit dem Schmierstoff kennen, können Sie anhand dieser Informationen Ihre Auswahl für den idealen Kompressorschmierstoff eingrenzen. Zu den Eigenschaften eines vielversprechenden Schmierstoffs gehören gute Oxidationsstabilität, Verschleiß- und Korrosionsschutzadditive sowie Demulgierbarkeit. Synthetische Grundöle können zudem in einem breiteren Temperaturbereich bessere Ergebnisse liefern.

● Auswahl des Schmierstoffs
Die Verwendung des richtigen Schmierstoffs ist entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Kompressors. Beachten Sie zunächst die Empfehlungen des Originalherstellers (OEM). Die Viskosität des Kompressorschmierstoffs und die zu schmierenden internen Komponenten können je nach Kompressortyp stark variieren. Die Herstellerempfehlungen bieten einen guten Ausgangspunkt.
Als Nächstes ist das komprimierte Gas zu berücksichtigen, da es das Schmiermittel erheblich beeinflussen kann. Die Kompression von Luft kann zu Problemen mit erhöhten Schmiermitteltemperaturen führen. Kohlenwasserstoffgase neigen dazu, Schmierstoffe aufzulösen und dadurch allmählich deren Viskosität zu verringern.
Chemisch inerte Gase wie Kohlendioxid und Ammoniak können mit dem Schmierstoff reagieren und dessen Viskosität verringern sowie Seifen im System bilden. Chemisch aktive Gase wie Sauerstoff, Chlor, Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff können klebrige Ablagerungen bilden oder bei zu hoher Feuchtigkeit im Schmierstoff stark korrosiv wirken.
Sie sollten auch die Umgebungsbedingungen berücksichtigen, denen das Kompressorschmiermittel ausgesetzt ist. Dazu gehören die Umgebungstemperatur, die Betriebstemperatur, die Belastung der Umgebungsluft mit Schadstoffen, der Standort des Kompressors (ob er in einem geschlossenen Raum oder im Freien und damit widrigen Witterungsbedingungen ausgesetzt ist) sowie die Branche, in der er eingesetzt wird.
Kompressoren verwenden häufig synthetische Schmierstoffe gemäß den Empfehlungen des Originalherstellers. Gerätehersteller schreiben die Verwendung ihrer Markenschmierstoffe oft als Bedingung für die Garantie vor. In diesen Fällen empfiehlt es sich, mit dem Schmierstoffwechsel bis nach Ablauf der Garantiezeit zu warten.
Wenn Ihre Anwendung derzeit ein mineralölbasiertes Schmiermittel verwendet, muss der Wechsel zu einem synthetischen Schmiermittel begründet werden, da dies oft teurer ist. Sollten Ihre Ölanalysen jedoch auf spezifische Probleme hinweisen, kann ein synthetisches Schmiermittel eine gute Option sein. Achten Sie aber darauf, nicht nur die Symptome eines Problems zu behandeln, sondern die eigentlichen Ursachen im System zu beheben.
Welche synthetischen Schmierstoffe eignen sich am besten für Kompressoren? Typischerweise werden Polyalkylenglykole (PAGs), Polyalphaolefine (POAs), einige Diester und Polyolester verwendet. Die Wahl des richtigen Schmierstoffs hängt vom bisherigen Schmierstoff sowie der jeweiligen Anwendung ab.
Polyalphaolefine zeichnen sich durch Oxidationsbeständigkeit und lange Lebensdauer aus und sind daher im Allgemeinen ein geeigneter Ersatz für Mineralöle. Nicht wasserlösliche Polyalkylenglykole bieten eine gute Löslichkeit und tragen so zur Sauberkeit von Kompressoren bei. Einige Ester weisen sogar eine noch bessere Löslichkeit als PAGs auf, können jedoch bei hoher Systemfeuchtigkeit Probleme bereiten.

Ein Beispiel für Ölanalyse-Testlisten und Alarmgrenzen für Zentrifugalkompressoren.

● Ölanalysen
An einer Ölprobe können zahlreiche Tests durchgeführt werden. Daher ist es unerlässlich, die Tests und die Probenahmehäufigkeit sorgfältig auszuwählen. Die Tests sollten drei Hauptkategorien der Ölanalyse abdecken: die Fließeigenschaften des Schmierstoffs, das Vorhandensein von Verunreinigungen im Schmiersystem und etwaige Abriebpartikel der Maschine.
Je nach Kompressortyp können geringfügige Änderungen im Testprogramm erforderlich sein, im Allgemeinen werden jedoch Viskositäts-, Elementaranalyse-, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR), Säurezahl-, Lackpotential-, Rotationsdruckbehälter-Oxidationstest (RPVOT) und Demulgierbarkeitstests zur Beurteilung der Fluideigenschaften des Schmierstoffs empfohlen.
Die Prüfung von Kompressorflüssigkeiten auf Verunreinigungen umfasst voraussichtlich die Sichtprüfung, FTIR-Spektroskopie und Elementaranalyse. Die einzige routinemäßige Prüfung auf Verschleißpartikel ist hingegen die Elementaranalyse. Ein Beispiel für Prüfprotokolle und Alarmgrenzen für Ölanalysen von Zentrifugalkompressoren ist oben dargestellt.
Da bestimmte Tests mehrere Aspekte gleichzeitig erfassen können, erscheinen einige in verschiedenen Kategorien. Beispielsweise kann die Elementaranalyse den Verbrauch von Additiven aus Sicht der Fluideigenschaften bestimmen, während Bauteilfragmente aus der Verschleißpartikelanalyse oder FTIR Oxidation oder Feuchtigkeit als Fluidverunreinigung identifizieren können.
Alarmgrenzen werden häufig vom Labor standardmäßig festgelegt, und die meisten Anlagen hinterfragen deren Zweckmäßigkeit nicht. Sie sollten überprüfen, ob diese Grenzen Ihren Zuverlässigkeitszielen entsprechen. Im Zuge der Programmentwicklung sollten Sie gegebenenfalls eine Anpassung der Grenzen in Betracht ziehen. Oftmals sind Alarmgrenzen anfangs etwas hoch angesetzt und ändern sich im Laufe der Zeit aufgrund strengerer Reinheitsziele, verbesserter Filtration und Kontaminationskontrolle.

● Kompressorschmierung verstehen
Kompressoren können hinsichtlich ihrer Schmierung recht komplex erscheinen. Je besser Sie und Ihr Team die Funktionsweise eines Kompressors, die Auswirkungen des Systems auf das Schmiermittel, die Auswahl des geeigneten Schmiermittels und die durchzuführenden Ölanalysen verstehen, desto besser sind Ihre Chancen, die Funktionsfähigkeit Ihrer Anlagen zu erhalten und zu verbessern.