43 Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 neues Aus der BrAnche Schmierstoff im Recycling hebt CO 2 -Bilanz Schmierstoffherstellung ist energieaufwendig. Vom raffinerierten Rohöl bis zum fertigen Schmierstoff wird viel Energie benötigt. Dementsprechend sieht die CO 2 -Bilanz von Motor- und Hydrauliköl, Betontrennmittel, Schneid- und Schleiföl nicht gerade rosig aus. Seit Jahren schon gibt es deshalb bei dem Schmierstoffspezialisten Zeller+Gmelin intensive Bestrebungen, den CO 2 -Fußabdruck zu verbessern: Aktuelles Beispiel ist die Herstellung CO 2 -optimierter Industrieschmierstoffe durch Recycling. Die Themen Umwelt und Nachhaltigkeit liegen Zeller+Gmelin schon seit langem am Herzen. Auch wenn das für ein Chemie-Unternehmen nicht immer so einfach zu sein scheint, doch steter Tropfen höhlt den Stein. So schauen die Eislinger Schmierstoffexperten auf alle Bereiche, ob sich irgendwo etwas nachhaltig zugunsten der Umwelt verändern und verbessern lässt. Der Verzicht auf die Herstellung von borsäurehaltigen Produkten ist ein solches Beispiel in Richtung Nachhaltigkeit, Umwelt- und Gesundheitsschutz. Bereits seit vielen Jahren werden zudem neue Schmierstoffprodukte wie bspw. Betontrennmittel, Kettensägen- und Rasenmäheröle umweltverträglich als Bio-Schmierstoffe entwickelt. Auch umweltschonende Bio- Hydrauliköle im Automotive und Kfz-Bereich vor allem im Außeneinsatz gehören zu dem nachhaltigen Produktportfolio des Schmierstoffherstellers. Ein groß angelegtes Projekt zur Ressourcenschonung war auch die Rekonditionierung gebrauchter Fässer und Container in einer Art Recycling-Kreislauf. Rekonditionierte Fässer schonen nicht nur Materialressourcen, sondern weisen auch einen deutlich geringeren CO 2 -Fußabdruck als neu hergestellte Fässer auf.Der bisher wohl wichtigste Schritt auf diesem Nachhaltigkeitspfad war die Ermittlung des eigenen CO 2 -Fußabdrucks mittels CO 2 -Bilanz und damit verbunden die Erreineues Aus der BrAnche Was ist der CO 2 -Fußabdruck für Rohstoffe und Produkte? Mittels Produkt-CO 2 -Fußabdruck lässt sich die Ressourceneffizienz eines Produktes bewerten bzw. das Produkt vergleichbar machen. Der „Product Carbon Footprint“ erfasst die Treibhausgasemissionen, die während des gesamten Produktlebenszyklus entstehen. Er erfasst die Wirkung von: > Rohstoffen und Vorfertigung > Produktion > Distribution und Vertrieb > Nutzungsphase > Recycling und Verwertung Multicut Schneidöl-Recyclat durch sanfte Spaltung: Die so wiedergewonnenen Schmierstoffe sparen bis zu 90 Prozent CO 2 ein im Vergleich zu konventionell hergestellten Schmierstoffen. Durch Raffination erzeugtes Hydrauliköl spart bis zu 75 Prozent CO 2 . Multicut-Schleiföl auf biogener Rohstoffbasis: im Vergleich zu Mineralölen aus fossilen Rohstoffen werden 40 Prozent CO 2 eingespart. Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 44 Neues aus der Branche chung der Klimaneutralität auf Basis des wertschöpfenden und anerkannten KEFF-Checks. Von Sanfter Spaltung bis zur Verwendung biogener Rohstoffe Eine dieser Maßnahmen besteht in der Herstellung CO 2 optimierter Schmierstoffe. Bekanntlich führen ja immer drei Wege zum Ziel, so auch zu einem verbesserten CO 2 - Abdruck bei der Schmierstoffherstellung. „Wir setzen beim Recycling von Industrieschmierstoffen auf drei Verfahren: einmal die sogenannte „sanfte Spaltung“, dann auf Recycling mit Raffination und schließlich auf die Neuentwicklung aus biogenen Rohstoffen. Letzteres nutzen wir schon seit etlichen Jahren bei der Entwicklung von Schmierstoffen im Land- und Forstbereich“, so Jürgen Wranik. Was also für die umweltverträglichen, wasserbasierenden Divinol Kettensäge- und Rasenmäheröle gilt, wird nun auch bei Schmierstoffen für die Metallbearbeitung umgesetzt: der Einsatz biogener Rohstoffe bei Neuentwicklungen von Kühlschmierstoffen, Schleifölen oder Drahtziehmitteln. Die „sanfte Spaltung“ von Gebrauchtölen trennt Öl- Wasser-Phasen voneinander, entfernt Ablagerungen durch Filtration und reinigt es. Mithilfe der Raffination wird ein Gebrauchtöl zu einem Zweitraffinat veredelt, so dass laut Zeller+Gmelin ein außergewöhnlich nachhaltiges Basisöl ensteht, welches nahezu abfallfrei ist. Biogene, CO2-optimierte Schmierstoffe werden entwickelt, wenn kein Recycling möglich ist, etwa bei Verbrauchsschmierungen, Stanzölen oder Korrosionsschutz. CO 2 -Sparfüchse Industrieunternehmen sind verpflichtet, ihr Altbzw. Gebrauchtöl fachgerecht zu entsorgen und das kostet Geld. Auch wenn der Trend bei der Metallzerspanung zur Minimalmengenschmierung (MMS) geht, fallen nach wie vor noch Unmengen an verbrauchten Schmierstoffen an. Hier können durch die Rückführung in den Recycling-Kreislauf nicht nur immense Kosten gespart, sondern auch gleichzeitig Ressourcen und Umwelt geschont werden. Beim Zerspanen, Schleifen oder Umformen werden meist große Mengen an hochwertigem, nichtwassermischbaren Öl ausgeschleppt. Bei der Zerspanung landet der Schmierstoff zusammen mit den Spänen bspw. über einen Späneförderer im Abfallbehälter. Der wiederum geht zu einer Entsorgungsfirma, die Metallspäne und Schmierstoff trennt. Das Metall wird als Rohstoff recycelt, der Schmierstoff gewöhnlich nicht. Ähnlich bei anderen Bearbeitungsverfahren wie dem Tiefziehen von Blechen. Dort werden die verwendeten Ziehmittel zum Beispiel bei der Reinigung über die Teile-Waschanlage ausgeschleppt. Das Gemisch aus Ziehmittel, Teile-Reiniger, Wasser, Tensiden und Feststoffpartikeln mussten die Industriebetriebe teuer entsorgen. F+E-Leiter Schmierstoffe Jürgen Wranik: „Genau hier setzt unser Konzept an. Für uns ist das gebrauchte Öl aus der Metallbearbeitung ein wertvoller Rohstoff, den wir gern zurücknehmen und der Wiederverwendung zuführen.“ Dadurch verbessern sich Abfallbilanz wie auch der CO2-Fußabdruck bei den metallverarbeitenden Unternehmen. Bei der Verwendung von Frischöl bei der Schmierstoffherstellung schlagen die steigenden Grundölpreise erheblich zu Buche, was bei der Wiederverwendung des eigenen Recyclats nicht der Fall ist. Kosteneinsparungen zwischen 30-50 Prozent durch die Verwendung eines Recyclats gegenüber Frischöl im Schmierstoff, sind laut der Zeller+Gmelin realisierbar. Für eine gleichbleibend hohe Qualität des im Umlauf befindlichen Prozessöls sorgt das Prüflabor des Schmierstoffherstellers in Eislingen. Biobasiert geschmiert - in der Industrie und vielen anderen Bereichen Ergebnisse aus dem Förderaufruf „Entwicklung und Erprobung innovativer biobasierter Schmierstoffe“ wurden vorgestellt Auf der Bioschmierstoff-Tagung der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) wurden am 21. Juni die Ergebnisse von Forschungsprojekten zur Entwicklung verschiedener biobasierter Schmierstoffe vorgestellt und diskutiert. Die Präsentationen stehen nun unter https: / / veranstaltungen.fnr.de/ bioschmierstofftagung-2023/ tagungsbeitraege zum Nachlesen und Download zur Verfügung. Im Zuge der Tagung betont die FNR die Bedeutung von Bioschmierstoffen für eine nachhaltige Bioökonomie. Die meisten industriellen Prozesse, die Land- und Forstwirtschaft, der Mobilitätsbereich und viele Abläufe in unserem Alltag würden ohne Schmierstoffe nicht funktionieren. Diese basieren heute noch überwiegend auf Erdöl. Im Zuge des Wechsels hin zu einer nachhaltigen Bioökonomie brauchen wir aus Gründen des Klima- und Umweltschutzes und der Versorgungssicherheit biobasierte, hoch funktionelle Schmierstoffe. Während für Arbeiten in umweltsensiblen Bereichen schon eine Reihe von Produkten auf dem Markt sind, spielen Bioschmierstoffe bei industriellen Prozessen kaum eine Rolle. Das wollte das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) mit dem Förderaufruf „Entwicklung und Erprobung innovativer biobasierter Schmierstoffe“ ändern. Ab 2019 starteten acht Forschungsverbünde mit dem Ziel, neue biobasierte Grundstoffe für Industrie-Schmierstoffe zu entwickeln. Auf der Bioschmierstoff-Tagung am 21. Juni wurden die Ergebnisse vorgestellt. Dass sich auch für Hightech-Anforderungen die Vorleistungen der Natur gut nutzen lassen, war eines der wichtigsten Ergebnisse der Forschungsarbeiten. So können Glycerin und Chitosan als Basis für neuartige Hydraulikfluide dienen, aus Polyharnstoff lassen sich biobasierte Verdickersysteme für Schmierfette herstellen. Mitunter gingen die erzielten Ergebnisse auch über den Bioschmierstoff-Bereich hinaus. Aus modifizierten pflanzlichen Fettsäuren lassen sich nicht nur neuartige Grundöle für verschiedene Industrieschmierstoffe herstellen, sondern es sind auch viele weitere Einsatzbereiche für diese Neuentwicklung denkbar. Ein besonderer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten waren biobasierte Metallbearbeitungsöle. Untersucht wurden u. a. neue Ansätze zum Verschleiß- und Korrosionsschutz sowie Möglichkeiten einer kyrogenen Minimalmengenschmierung. Nun gilt es, die vielversprechendsten Ergebnisse in die Praxis zu überführen. Bereits in der Praxis angekommen sind die mehr als 250 Bioschmierstoffe, die von der FNR in der Bioschmierstoff- Datenbank geführt werden. Alle dort gelisteten Produkte bestehen zu 25 bis fast 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen, sind biologisch schnell abbaubar und nicht toxisch. Zu den Produkten in der Datenbank gehören auch Hochleistungsschmierstoffe, die in der Regel synthetische Ester auf Pflanzenölbasis enthalten. Sie stehen den mineralölbasierten Pendants technisch in nichts nach. Die Bioschmierstoff-Datenbank als Informationstool richtet sich insbesondere an die öffentliche Beschaffung. Kommunen sind gefordert, nachhaltig zu wirtschaften, sei es bei der Instandhaltung der Infrastruktur, bei der Pflege von Grünflächen oder der Bewirtschaftung von Wäldern. Mit dem Einsatz von Bioschmierstoffen können sie einen kleinen Beitrag für eine nachhaltige Bioökonomie leisten. 45 Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 Neues aus der Branche Biobasierte Schmierfette für High-Performance-Anwendungen mit pflanzlichen Polymerverdickern Online-Bioschmierstofftagung am 21. Juni Im Vorhaben PolyBioFe entwickelten die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen), die Technische Universität Dortmund (TU Dortmund) und der Schmierstoffhersteller Carl Bechem GmbH Wälzlager- Schmierfette, die zu annähernd 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Innovativ ist insbesondere der biobasierte Polymerverdicker. Solche Verdickersysteme gab es bislang nur auf petrochemischer Basis. Carl Bechem will die neu entwickelten Fette nach weiterer Optimierung künftig in seine Produktpalette aufnehmen. Auf der Bioschmierstofftagung der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) am 21. Juni werden diese und weitere Forschungsergebnisse aus dem Förderaufruf „Entwicklung und Erprobung innovativer biobasierter Schmierstoffe“ online präsentiert und diskutiert. Programm und Anmeldung stehen auf https: / / veranstaltungen.fnr.de/ bioschmierstofftagung-2023/ zur Verfügung. Die Teilnahme ist kostenlos. Nach der Veranstaltung finden Interessierte die Vorträge auf der Veranstaltungsseite zum Download. Schmierfette für Lager bestehen in der Regel aus etwa 70 bis 97 Prozent Grundöl, bis zu zehn Prozent Additiven und etwa drei bis 30 Gewichts-Prozent Verdickern. Bei den Verdickern unterscheidet man zwischen konventionellen Produkten - zum Beispiel auf Fettsäurebasis - und polymeren Systemen. Letztere weisen sehr gute technische Eigenschaften auf; sie bestehen bislang ausschließlich aus petrochemischen Verbindungen. Das Interesse ist groß, sie künftig auch aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Im Vorhaben PolyBioFe setzten die Projektpartner dazu auf drei chemische Verbindungen: biobasierte Polyharnstoff-, Polyester- und Polyamidfette. Die TU Dortmund entwickelte Synthesewege zur Gewinnung dieser Polymersysteme und charakterisierte deren Eigenschaften. Carl Bechem übertrug die Synthesen aus dem Laborin den Technikumsmaßstab und entwickelte aus Rizinusöl als Grundöl, ausgewählten Polymersystemen sowie Additiven industrielle Schmierfette für Hochtemperatur- und Lebensdauerschmierungen von Wälzlagern. Die RWTH Aachen erprobte die Formulierungen schließlich auf Tribometern und Wälzlager-Prüfständen. Die im Projekt erarbeiteten Methoden für das Upscaling der Fettsynthesen und die Bewertung der Formulierungen in Anwendungsversuchen sind auch auf die Herstellung anderer biobasierter Fette übertragbar. Zudem gelang es den Forschenden, in der Literatur noch nicht beschriebene Korrelationen zwischen den chemischen Strukturen und den Versuchsergebnissen aufzudecken und so ein tieferes Verständnis der Mechanismen der Fettschmierung zu erlangen. Der Abschlussbericht des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Vorhabens „Entwicklung biobasierter Verdickersysteme zur Herstellung von Schmierfetten (PolyBioFe)“ steht auf fnr.de unter folgenden Förderkennzeichen zur Verfügung: Teilvorhaben 1: Qualifizierung der Schmierfette für den Einsatz in Wälzlagern - Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - FKZ 22003418 Teilvorhaben 2: Synthese der Verdickersysteme - Technische Universität Dortmund - FKZ 22016718 Teilvorhaben 3: Entwicklung von Schmierfettformulierungen - Carl Bechem GmbH - FKZ 22016818 All-inclusive Analysensets für die professionelle Untersuchung von Turbinenölen Neun verschiedene all-inclusive Analysensets für Turbinenöle, deren Analysenumfang eine präzise Diagnose des Ölzustandes und der Turbinenlagerungen erlaubt, bietet die OELCHECK GmbH an. Da ist für jede Art von Turbine und deren Einsatzgebiet das optimal passende Set dabei. Auch der bereitgestellte Probenbegleitschein ist speziell auf Turbinen ausgerichtet. Alle Analysensets der Gruppe „T“ für Turbinenöle und den Kraftwerksbereich enthalten grundsätzlich die Bestimmung folgender Werte: > Elementanalyse mit bis zu 30 Elementen > Eine visuelle Beurteilung > Den PQ-Index, der magnetisierbares Eisen zeigt > Die ASTM bzw. ISO Farbzahl, die durch Oxidation dunkler wird > Die Viskosität bei 40° C und 100° C und den Viskositätsindex > Der Oxidationsindex mit der Infrarotspektroskopie > Den Restgehalt an phenolischen Oxidationsinhibitoren (sofern im Frischöl vorhanden) > Den IR-Index > Die Neutralisationszahl (NZ) Die einzelnen all-inclusive Analyensets werden jeweils passend zu Fragestellung und Anwendungsfall des Turbinenöls ergänzt. Die Referenzprobe - Die erste Analyse als Einstieg Die erste Ölprobe aus der Zentralschmieranlage einer Turbine ist die Basis für alle weiteren Untersuchungen. Daher sollte zumindest beim ersten Mal die Ölfüllung so umfassend wie möglich entsprechend den VGB-Richtlinien analysiert werden. Die Überwachung des Betriebszustands kann dann so lange mit einem kostengünstigeren, auf die Anwendung zugeschnittenen Analysenumfang erfolgen, bis die OELCHECK-Tribologen in ihrer Diagnose zusätzliche Werte empfehlen. Für den Einstieg empfiehlt sich das all-inclusive Analysenset 10T. Der dahinter verborgene Analysenumfang beinhaltet nicht nur die oben beschriebenen Basiswerte des Turbinenöls, sondern auch Kenngrößen für die Ölalterung. Gerade bei den Ölalterungsindikatoren wie z. B. Luftabscheidevermögen, MPC-Wert und der Gehalt an Antioxidantien sind die Veränderungen im Vergleich zur Ausgangsgröße und die Entwicklung über die Zeit häufig aussagekräftiger als ein einzelner Wert. Weiterhin umfasst das Analysenset 10T ölspezifische Kennwerte, die eine Überprüfung der gelieferten Qualität als auch des Befüllvorgangs erlauben. Kostengünstige Folgeanalysen nach jeweils 8.000 Bh-- Sie erkennen den Trend Sind die Basisdaten mit dem Analysenstet 10T erst einmal ermittelt, können auf der Grundlage dieser Daten auch mit preisgünstigeren Analysensets der Trendverlauf wesentlich präziser beurteilt und die Aussagen auch über einen weiten Zeitraum sehr detailliert gestaltet werden. Für diese Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 46 Neues aus der Branche Zwischenuntersuchungen, die jährlich bzw. nach 8.000 Bh erfolgen sollten, kann ein geringerer Analysenumfanggewählt werden. Die empfohlenen Umfänge variieren nach Anwendung bzw. Art der Turbine, aber auch nach Füllmenge. Während für kleine Turbinen eine Untersuchung nach dem Set 4 oft ausreicht, sollten spätestens Anlagen mit Ölfüllungen über 1000 Litern auf anwendungsspezifische Umfänge zurückgreifen. Die zusätzlichen Tests orientieren sich an den am häufigsten auftretenden Problemen der jeweiligen Anwendung. So empfiehlt OELCHECK für Wasserturbinen den Wassergehalt und das Wasserabscheidevermögen mit einem Analysenset 6T im Blick zu halten. Während das Set 7T mit Fokus auf die Größen, die durch thermische Einflüsse verändert werden, ideal für Gasturbinen ist. Dampfturbinen bei denen sich diese beiden Fragestellungen vereinen sind mit einem Set 8T optimal überwacht. Der nächste große Check nach 20.000 Bh - denn sicher ist sicher Auch bei positiven Beurteilungen der regelmäßigen Trendanalysen, die OELCHECK mit den anwendungsspezifischen Analysensets im jährlichen Abstand erhält, sollte spätestens nach 3 Jahren bzw. nach 20.000 Bh eine komplette Analyse nach dem Analysenset 9T erfolgen. Durch die alle 20.000 Bh durchzuführende Analyse können z. B. auch eventuelle Nachfüllungen, mit denen der Ölzustand ggf. „aufgebessert“ wird, genau beobachtet und beurteilt werden. Über den Standard hinaus - Zusatzteste erlauben eine bessere Risikobewertung Wenn die OELCHECK Ingenieure in den Analysen Auffälligkeiten feststellen oder es sich um ausfallkritische Systeme handelt, kann es sinnvoll sein, zusätzliche Tests zu beauftragen, die nicht in den Standardumfängen enthalten sind. So lässt die Erweiterung des Schaumtests um die Sequenzen II und III Aussagen über das Schaumverhalten bei höheren Temperaturen zu und der RPVOT Test gibt Auskunft über die Stabilität des Öles gegen Oxidation und Ölalterung. Gerne beraten Sie die OELCHECK Ingenieure zu den zusätzlichen Möglichkeiten bei Problemen oder ungewöhnlichen Fragestellungen ihrer Anlage. Speziell für Turbinenöle - Probenbegleitscheine und Probengefäße Für die Analyse von Turbinenölen wurde ein spezieller Probebegleitschein gestaltet. Voraussetzung für eine zutreffende Diagnose ist es, dass dieser Probenbegleitschein möglichst vollständig ausgefüllt wird. Für die Ölanalysen stellt OELCHECK im Rahmen von vorbezahlten Analysensets die entsprechenden Probengefäße zur Verfügung. Für es handelt es sich um 1000 ml Weithals-Gefäße mit grauem Deckel. »«