Beeinflusst das Vorhandensein von Kupfer und Zink im Ölfilter von Druckluftkompressoren den Kupfer‑ und Zinkgehalt der komprimierten Luft?

In welcher Form gelangen Kupfer und Zink aus dem Ölfilter in das komprimierte Gas?

Die Hauptaufgabe des Ölfilters einer Druckluftmaschine besteht darin, Verunreinigungen aus dem Schmieröl zu entfernen. Wenn die Filterelement‑Endkappen, die Stützschicht, die Verbindungselemente oder die Oberflächenbeschichtung Kupfer, Zink sowie deren Legierungen enthalten, liegen diese Elemente in der Regel in fester Form vor. Unter normalen Betriebsbedingungen gehen feste Metalle nicht direkt in gasförmigen Zustand über und gelangen so in die Druckluft.

Die Wege, die den Kupfer- und Zinkgehalt des komprimierten Gases beeinflussen können, lassen sich hauptsächlich in zwei Kategorien einteilen:

• Partikelwanderung:Nach dem Verschleiß oder der Korrosion von Filtermaterialien oder Metallteilen entstehen mikroskopisch kleine Partikel, die mit dem Schmieröl in das Öl‑Luft‑Trenn‑ und Abgasführungssystem gelangen.
• Ölnebeltransport:Im Einspritzaggregat wird das Schmieröl zerstäubt; sind im Öl metallische Abriebpartikel oder entsprechende Additive enthalten, können diese mit dem Öldampf in die verdichtete Luft gelangen.

Ob der Einfluss deutlich ist, hängt von den Betriebsbedingungen ab.

Das Vorhandensein von Kupfer und Zink im Ölfilter bedeutet nicht zwangsläufig, dass der Kupfer‑ und Zinkgehalt der Druckluft ansteigt. Die tatsächlichen Auswirkungen hängen in der Regel von folgenden Faktoren ab:

• Ist das Ölfiltermaterial dauerhaft mit dem Schmieröl in Kontakt, und kommt es zu einem Abblättern der Beschichtung oder zu Korrosion?
• Kompressortyp: Bei öleingespritzten Schraubenkompressoren ist das Öl am Kompressionsprozess beteiligt, wodurch die Wechselwirkungen relativ stärker ausgeprägt sind; bei ölfreien Kompressoren wird im Verdichtungsraum kein Öl eingespritzt, sodass der Einfluss des Ölfilters auf das Gas in der Regel geringer ist.
• Zustand des Schmierstoffs: Ein Anstieg der Säurezahl, eine erhöhte Wassergehalt sowie oxidative Veränderungen verstärken die Korrosion und die Partikelbildung.
• Nachbehandlungskonfiguration: Ölabscheider, Präzisionsfilter, Trocknungsanlagen und Ölentfernungsgeräte verringern die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel und Öldämpfe in das Endgas gelangen.

Aus welchen weiteren Prozessschritten kann der Kupfer‑ und Zinkgehalt in Druckgas noch stammen?

Das Nachweis von Kupfer und Zink in komprimierten Gasen stammt nicht zwangsläufig aus dem Ölfilter. Häufige assoziierte Quellen sind:

• Korrosion tritt an Kupferlegierungs- oder verzinkten Komponenten in Kühlanlagen, Wärmetauschern, Rohrleitungen und Ventilen auf.
• Rückstände aus Schmierstoffadditiven, Verschleißschutzmitteln oder Reinigungsprozessen.
• Stäube in der Ansaugluft, Aerosole aus dem Metallbearbeitungsumfeld oder Werkstattölnebel.
• Langfristige Ansammlung von Kondenswasser führt zur Korrosion der Rohrleitungen, die anschließend vom Luftstrom mitgeführt wird.

Wie lässt sich feststellen, ob der Ölfilter ein Einflussfaktor ist?

Falls die Auswirkungen des Ölfilters auf den Kupfer‑ und Zinkgehalt der Druckluft überprüft werden sollen, empfiehlt sich eine vergleichende Prüfung sowie eine systematische Analyse der Betriebsbedingungen; eine Beurteilung allein anhand der Materialzusammensetzung ist nicht ausreichend.

• Die Veränderungen von Kupfer und Zink im Schmieröl am Kompressoreinlass sowie im nach dem Betrieb entnommenen Schmieröl werden gemessen, um festzustellen, ob Materialabtrag oder Verschleiß vorliegen.
• Entnehmen Sie jeweils vor und nach dem Ölfilter, nach dem Ölabscheider sowie nach dem Feinfilter Proben und überprüfen Sie die Veränderungen der Kupfer‑Zink‑Werte bzw. der Partikelkonzentration.
• Prüfen Sie das Filterelement auf Abrieb, Verfärbungen, Ablösung der Beschichtung sowie auf ungewöhnliche Veränderungen der Dichtschicht an den Endkappen.
• Erfassen Sie den Wassergehalt, den Drucktaupunkt, den Ölgehalt sowie die Partikelzahl der Druckluft und bewerten Sie, ob die Nachbehandlung wirksam ist.

Kontrollansatz zur Risikominderung

• Wählen Sie Filterelemente und Komponenten, die mit dem Schmierstoff verträglich sind, strukturell stabil und nicht leicht abbröckeln.
• Vermeiden Sie die Verwendung korrosionsanfälliger Metallwerkstoffe unter feuchten, sauren Ölbedingungen oder bei hohen Temperaturen.
• Regelmäßiger Wechsel von Schmieröl und Filterelementen, um die Oxidation des Öls, dessen Emulgierung sowie den Anstieg der Säurezahl zu kontrollieren.
• Verbessern Sie die Öl-Wasser-Trennung, die Trocknung sowie die Endfiltration, um zu verhindern, dass Öldämpfe und Partikel in die Entnahmestellen gelangen.
• Für hochreine Gase oder empfindliche Prozesse sind zusätzliche Überwachungsparameter für metallische Verunreinigungen im komprimierten Gas einzuführen.

Wesentliche Prüfungspunkte

Das Vorhandensein von Kupfer und Zink im Ölfilter eines Druckluftkompressors kann indirekt den Kupfer‑ und Zinkgehalt der Druckluft beeinflussen, stellt jedoch in der Regel nicht die alleinige Quelle dar und führt unter normalen Betriebsbedingungen nicht unmittelbar zu einem Anstieg des Kupfer‑ und Zinkgehalts in der Luft. Wird bei einer Analyse der Druckluft eine Abweichung von den Normwerten für Kupfer und Zink festgestellt, ist eine umfassende Ursachenabklärung unter Einbeziehung der Öl‑ und Filteranalytik, des Zustands der Filterelemente, der Rohrleitungsmaterialien sowie des Nachbehandlungssystems erforderlich.