Schmierstoffe werden aufgrund ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit, Schmierfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit in zahlreichen Branchen wie der Automobil-, Chemie-, Bau-, Textil-, Infrastruktur-, Landwirtschafts-, Bergbau- und Erdölindustrie eingesetzt. Probleme mit der Fließfähigkeit, wie beispielsweise eine zu hohe oder zu niedrige Viskosität, können die Lebensdauer von Anlagen verkürzen und die Wartungskosten erhöhen. Mit Lonnmeter finden Sie die besten Lösungen für die präzise, kontinuierliche Viskositätsmessung in Misch- oder Produktionsprozessen von Schmierölen. Bleiben Sie am Puls der Zeit und nutzen Sie die Vorteile der industriellen Automatisierung.
Was ist der Viskositätsindex (VI) eines Schmierstoffs?
Der Viskositätsindex (VI) ist ein wichtiges Maß für die Fähigkeit eines Schmierstoffs, seine Viskosität über einen breiten Temperaturbereich konstant zu halten – eine unerlässliche Eigenschaft für zuverlässige Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Ein hoher VI bedeutet minimale Viskositätsänderungen bei Temperaturschwankungen und ist daher ideal für Anwendungen wie Hydrauliksysteme oder Motoren in extremen Klimazonen. Im Gegensatz dazu weist ein Schmierstoff mit niedrigem VI deutliche Viskositätsänderungen auf, die die Leistung beeinträchtigen können. Konventionelle Mineralöle haben beispielsweise typischerweise einen VI von 95–100, hochraffinierte Mineralöle erreichen bis zu 120 und synthetische Öle sogar Werte von über 250.
Markteinblicke und industrielle Anwendungen
Alle Arten von Schmierstoffen müssen auch unter extremen Bedingungen eine gleichbleibende Leistung erbringen. Der Herstellungsprozess von Schmierstoffen steht aufgrund der steigenden Nachfrage nach Spezialprodukten und kürzeren Lieferzeiten unter zunehmendem Druck, strenge Qualitätsstandards zu erfüllen.
Die Mischung von Schmierstoffen und die Herstellung von Schmierölen erfordern eine präzise Steuerung von Dichte und Viskosität, um die Zuverlässigkeit des Produkts zu gewährleisten. Hochviskose Schmierstoffe eignen sich hervorragend für Anwendungen mit hoher Beanspruchung, während niedrigviskose Schmierstoffe für Systeme mit hohen Drehzahlen und geringer Last optimiert sind.Schmierölviskositätsmessgeräteermöglichen es den Herstellern, diese vielfältigen Anforderungen zu erfüllen und gleichzeitig optimale Leistung, reduzierten Abfall und die Einhaltung von Normen zu gewährleisten.
Wie wird der Viskositätsindex eines Schmierstoffs bestimmt?
Die Bestimmung des Viskositätsindex erfolgt nach einem standardisierten Verfahren. Die Formel zur Berechnung des Viskositätsindex lautet:
Wo:
- U ist die Viskosität des Schmierstoffs bei 40°C.
- L ist die Viskosität eines Referenzöls mit VI = 0 bei 40 °C, die der Viskosität des Schmierstoffs bei 100 °C entspricht.
- H ist die Viskosität eines Referenzöls mit VI = 100 bei 40 °C, die der Viskosität des Schmierstoffs bei 100 °C entspricht.
Für hochviskose Öle (kinematische Viskosität bei 100 °C > 70 cSt) wird eine modifizierte logarithmische Formel verwendet, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Dieses Verfahren ermöglicht es Herstellern, die Temperaturstabilität eines Schmierstoffs zu quantifizieren und so sicherzustellen, dass er die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung im Schmierstoffmischprozess erfüllt.
Misch- und Herstellungsprozess für Schmieröle
Die Schmierölmischung ist ein komplexer Prozess, der die Auswahl, das Mischen und die Qualitätskontrolle der Rohstoffe umfasst. Basisöle – mineralisch, synthetisch oder halbsynthetisch – werden durch Vakuumdestillation, Lösungsmittelextraktion und Hydrofinishing aus Rohöl gewonnen, um die gewünschten Eigenschaften wie Viskosität, Viskositätsindex und Pourpoint zu erzielen. Diese Basisöle werden mit Additiven wie Viskositätsindexverbesserern, Verschleißschutzmitteln, Detergenzien und Antioxidantien kombiniert, um Leistungseigenschaften wie thermische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Der Schmierstoffherstellungsprozess umfasst folgende Schritte:
- Auswahl des Basisöls: Auswahl von Mineral- oder Synthetikölen je nach Anwendungsbedarf.
- Additive Integration: Einbringen von Additiven wie Viskositätsmodifikatoren zur gezielten Anpassung der Eigenschaften.
- Mischen: Mischen unter kontrollierten Bedingungen in großen Behältern mit Rührwerken, um Homogenität zu gewährleisten.
- Qualitätskontrolle: Prüfung von Viskosität, Dichte, Flammpunkt und anderen Parametern, um die Normen zu erfüllen.
- Verpackung und Vertrieb: Abfüllung in Flaschen oder Fässer für die Marktauslieferung.
Dieser sorgfältige Prozess gewährleistet die zuverlässige Funktion der Schmierstoffe in Anwendungen, die von Automobilmotoren bis hin zu Industriemaschinen reichen, wobei die Dichte und Viskosität des Schmieröls als kritische Qualitätsindikatoren dienen.
Hochviskoses vs. niedrigviskoses Schmieröl
Die Wahl zwischen hochviskosem und niedrigviskosem Schmieröl hängt von den betrieblichen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Hochviskose Schmierstoffe eignen sich ideal für anspruchsvolle Anwendungen, wie beispielsweise Getriebeöle oder Fette für Baumaschinen oder Lager in der Stahlindustrie, wo sie:
- Bildet einen robusten Schutzfilm, um Reibung und Verschleiß unter hohen Belastungen zu reduzieren.
- Erhöht die Tragfähigkeit und unterstützt schwere Maschinen.
- Sie fangen Verunreinigungen wie Schmutz oder Metallspäne auf und verhindern so Oberflächenschäden.
- Aufrechterhaltung der Stabilität bei hohen Temperaturen und Gewährleistung zuverlässiger Leistung.
Allerdings können zu dickflüssige Schmierstoffe den Energieverbrauch erhöhen und die Anlagen belasten. Im Gegensatz dazu eignen sich niedrigviskose Schmierstoffe für Anwendungen mit hohen Drehzahlen und geringer Belastung, wie beispielsweise in Automobilmotoren oder Hydrauliksystemen, und bieten folgende Vorteile:
- Verbesserte Durchflussfähigkeit für effiziente Zirkulation und Kaltstartleistung.
- Reduzierter Energieverbrauch durch geringere innere Reibung.
- Verbesserte Wärmeableitung in Hochgeschwindigkeitssystemen.
Niedrigviskose Öle bieten jedoch unter hohen Belastungen möglicherweise keinen ausreichenden Schutz, was zu Verschleiß führt.
Betriebliche Ineffizienzen
Beeinträchtigte Entschäumung und Demulgierbarkeit: Führt zu betrieblichen Ineffizienzen.
Erhöhte Reibung und Hitze
Zu große Schichtdicke behindert den Durchfluss, beschleunigt die Oxidation und führt zur Bildung von Lack oder Schlamm.
Risiken durch zu hohe oder zu niedrige Viskosität
Eine falsche Viskosität von Schmierstoffen kann zu erheblichen betrieblichen Problemen führen, ähnlich wie bei Prozessen wie der Penicillin-Fermentation, wo eine präzise Steuerung unerlässlich ist. Schmieröle mit hoher Viskosität bergen Risiken wie:
- Höherer Energieverbrauch: Es wird mehr Energie benötigt, um den Widerstand zu überwinden, was die Kosten erhöht.
- Schlechtes Kaltstartverhalten: Verminderte Pumpfähigkeit birgt das Risiko von Geräteschäden bei niedrigen Temperaturen.
Umgekehrt kann Schmieröl mit niedriger Viskosität folgende Folgen haben:
- Unzureichende Filmbildung: Unzureichender Oberflächenschutz erhöht den Verschleiß und das Ausfallrisiko der Bauteile.
- Erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen: Dünnflüssigere Öle sind weniger effektiv beim Auffangen von Schmutzpartikeln.
- Erhöhte Reibung und Hitze: Fördert die Oxidation und verkürzt die Lebensdauer des Schmierstoffs.
Diese Risiken unterstreichen die Notwendigkeit einer präzisen Prozesskontrolle beim Mischen von Schmierölen mittels Echtzeit-Viskositätsüberwachung, um eine gleichbleibende Leistung zu gewährleisten.
Bedeutung der Viskositätsmessung in der Automatisierungsprozesslinie
Die Integration der Echtzeit-Viskositätsmessung in automatisierte Prozesslinien beim Mischen revolutioniert den Schmierstoffherstellungsprozess und bietet folgende Vorteile:
- Präzisionsmischung: Gewährleistet Homogenität, verhindert fehlerhafte Chargen und kostspieliges Nachmischen.
- Kosteneffizienz: Reduziert den Energieverbrauch, die Produktion von Altöl und den manuellen Eingriff.
- Qualitätssicherung: Gewährleistet die Einhaltung von Normen wie ASTM D445 und sichert so die Marktakzeptanz.
- Prozessoptimierung: Minimiert die Mischzeiten bei gleichzeitiger Erzielung einheitlicher Eigenschaften.
- Skalierbarkeit: Unterstützt nahtlose Übergänge von der Pilotphase zur Serienproduktion.
- Proaktive Problemerkennung: Erkennt Verunreinigungen oder Mischfehler sofort und reduziert so Ausfallzeiten.
Durch die Automatisierung der Viskositätskontrolle erreichen die Hersteller eine Just-in-Time-Produktion, erhöhen die Flexibilität und erfüllen die Anforderungen eines wettbewerbsorientierten Marktes, ähnlich der Präzision, die bei der kontinuierlichen Fermentation von Penicillin erforderlich ist.
Herausforderungen bei der traditionellen Prozessüberwachung
Die herkömmliche Prozessüberwachung bei der Schmierstoffmischung stützt sich stark auf Offline-Probenahmen und laborbasierte Tests, wie beispielsweise mit dem Saybolt Universal-Viskosimeter, was erhebliche Herausforderungen mit sich bringt:
- Zeitverzögerungen: Probenahme und Laboranalysen führen zu Verzögerungen, die Anpassungen in Echtzeit behindern.
- Ungenauigkeit: Temperatur- und Scherkraftschwankungen während der Probenahme beeinträchtigen die Zuverlässigkeit der Daten.
- Arbeitsintensität: Manuelle Probenahme erhöht die Betriebskosten und das Risiko menschlicher Fehler.
- Kontaminationsrisiken: Uneinheitliche Probenahmemethoden können zu Fehlern oder Kreuzkontaminationen führen.
- Begrenzte Skalierbarkeit: Offline-Methoden können mit den Anforderungen der Hochdurchsatzproduktion kaum Schritt halten.
Aufgrund dieser Einschränkungen sind traditionelle Methoden für moderne Schmierölmischanlagen ungeeignet, da Geschwindigkeit, Genauigkeit und Automatisierung für die Wettbewerbsfähigkeit entscheidend sind.
Bedeutung der Echtzeitmessung beim Mischen
Die Viskositätsmessung in Echtzeit revolutioniert den Schmierstoffmischprozess durch die Bereitstellung sofortiger, präziser Daten, die Effizienz und Qualität steigern. Zu den wichtigsten Vorteilen zählen:
- Wegfall des Nachmischens: Kontinuierliche Überwachung gewährleistet spezifikationskonforme Mischungen und reduziert so Abfall und Energiekosten.
- Weniger manuelle Eingriffe: Die Automatisierung minimiert den Bedieneraufwand und senkt so Kosten und Fehler.
- Optimierte Mischzeiten: Anpassungen in Echtzeit verhindern Über- oder Untermischung und sparen so Zeit und Ressourcen.
- Logistische Effizienz: Die Vor-Ort-Analyse reduziert den Bedarf an externen Labortests und senkt somit die Versandkosten.
- Umweltvorteile: Maximiert die Ölausnutzung, reduziert Abfall und Umweltbelastung.
- Erweiterte Diagnostik: Verfolgt Veränderungen des Ölzustands und ermöglicht so die frühzeitige Erkennung von Verunreinigungen oder Zersetzung.
Lonnmeter Produktlösung: Schmierölviskositätsmessgerät
Die Schmierölviskositätsmessgeräte von Lonnmeter wurden entwickelt, um die hohen Anforderungen der Schmierölherstellung zu erfüllen und bieten innovative Lösungen für die Echtzeitüberwachung. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:
- Breiter Viskositätsbereich: Messbereich 10–10.000.000 cP, geeignet für komplexe Mischungen.
- Hohe Temperaturbeständigkeit: Betriebstemperatur bis 350°C, geeignet für Umgebungen mit hoher Scherkraft.
- Integrierte Temperaturüberwachung: Nutzt ein hochpräzises Schmierölviskositätsmessgerät für genaue, temperaturkompensierte Viskositätsmesswerte.
- Nahtlose Automatisierung: Lässt sich für die automatisierte Steuerung in SPS- und DCS-Systeme integrieren.
- Robustes Design: Kompakte, wartungsfreie Sensoren ohne Verbrauchsmaterialien gewährleisten Zuverlässigkeit.
- Datenprotokollierung und Sicherheit: Protokolliert Daten automatisch mit Zeitcodes, um unautorisierte Änderungen zu verhindern und Trendanalysen zu ermöglichen.
Die Messgeräte von Lonnmeter, ähnlich den Modellen SRV und SRD von Rheonics, ermöglichen die Inline-Viskositäts- und Dichtemessung und eliminieren so die Ungenauigkeiten herkömmlicher Methoden wie des Saybolt-Viskosimeters. Ihre Fähigkeit, nicht-Newtonsche Flüssigkeiten zu verarbeiten, gewährleistet eine gleichbleibende Qualität bei der Schmierstoffmischung und unterstützt Anwendungen von der Formulierung bis zur Endproduktion.
Die präzise Viskositätskontrolle sorgt für gleichbleibende Qualität, senkt Kosten, verbessert die Skalierbarkeit und gewährleistet die Einhaltung von Normen wie ASTM D445. Kontaktieren Sie Lonnmeter noch heute, um mehr über die hochmodernen Viskositätsmesslösungen zu erfahren und Ihren Produktionsprozess zu optimieren!
Veröffentlichungsdatum: 14. August 2025
