Wie man eine Schmierstoffprüfung für Industrieanlagen durchführt

„Evaluare lubrifiere utilaje“ ist der rumänische Begriff für das, was in englischsprachigen Quellen als Schmierstoff-Audit bezeichnet wird : eine strukturierte Überprüfung der Lagerung, Anwendung und Überwachung der Öle und Fette in einem Werk, die den Betrieb seiner Maschinen gewährleisten. Dieser Schritt wird oft vernachlässigt, wenn es darum geht, einen Wartungsplan zu erstellen und dessen Wirksamkeit zu überprüfen. Fachzeitschriften weisen häufig darauf hin, dass ein Großteil der Lagerausfälle auf Schmierprobleme zurückzuführen ist, wobei der genaue Anteil stark von der jeweiligen Anlage und Anwendung abhängt. Die Getriebe-Zuverlässigkeitsdatenbank des National Renewable Energy Laboratory (NREL), zusammengefasst vom US-Energieministerium , führt 76 % der Getriebeausfälle von Windkraftanlagen auf Lager zurück. Dabei wird axiale Rissbildung, nicht Schmierung, als Hauptursache in dieser Kategorie genannt. Schmierstoffbedingte Probleme werden separat mit 6.9 % unter der Kategorie „Sonstige Komponenten“ erfasst. Eine mangelhafte Schmierung im Werk verursacht einen erheblichen Anteil an Anlagenausfällen und den damit verbundenen Wartungskosten. Dieser Leitfaden erklärt, was bei einer echten Ölprüfung kontrolliert wird, wie man die dabei ermittelten Ölanalysewerte interpretiert und wann eine manuelle Fettpresse nicht mehr ausreicht.

Was eine Schmierstoffprüfung tatsächlich überprüft

Bei einem Schmierstoff-Audit werden vier miteinander verbundene Bereiche der Schmierungspraxis eines Werks untersucht: die Lagerung und Handhabung von Schmierstoffen, ob Maschinen physische Anzeichen für eine korrekte oder falsche Schmierung aufweisen, was Ölproben im Labor zeigen und ob dokumentierte Verfahren in der Praxis tatsächlich eingehalten werden.

Diese Struktur ist nicht willkürlich, sondern orientiert sich eng an ICML 55.1:2019 , dem vom International Council for Machinery Lubrication herausgegebenen und von 45 technischen Experten mitverfassten Schmierstoffmanagementstandard, der 12 miteinander verbundene Bereiche eines nachhaltigen Schmierprogramms darlegt.

Die Bewertung der aktuellen Schmierpraktiken auf diese Weise, anstatt sich nur auf den schriftlichen Plan zu verlassen, unterscheidet ein Audit von einer reinen Papierarbeit. Ein wichtiger Aspekt, der bei den meisten Audit-Begehungen vernachlässigt wird: Das Team verlässt sich nicht allein auf mündliche Aussagen. Typischerweise mündet das Audit nach einer Planungsbesprechung mit der Instandhaltungsleitung und den Fachkräften in einen Begehungsgang, bei dem die Angaben vor Ort überprüft werden. Dieser dokumentierte Schritt – „Verifizieren statt nur befragen“ – deckt die Diskrepanz zwischen den Angaben im Schichtprotokoll und dem tatsächlichen Zustand eines Lagergehäuses auf. Eine dokumentierte Audit-Methodik wertet Ölproben direkt aus: Eine verunreinigte Probe führt zu einem Abzug von drei Punkten, während eine saubere Probe einen Punkt zur Gesamtpunktzahl hinzufügt. Der fertige Schmierauditbericht ist ein detaillierter Bericht, der die Punktzahl in ein Leistungsniveau, eine Bewertung der Bedingungen vor Ort und eine konkrete Liste von Empfehlungen umrechnet – und nicht nur eine Bestanden/Nicht-Bestanden-Bewertung liefert. Ein guter Folgeplan betrachtet diesen Bericht als Leitfaden für die nächsten zwölf Monate und nicht als Dokument, das abgelegt und vergessen wird.

Was sind die 7 Schritte der Schmierung?

Es gibt keine einheitliche, nummerierte Liste, aber ein typischer Programmablauf sieht folgendermaßen aus: Alle Schmierstellen identifizieren, das passende Schmiermittel für Belastung und Drehzahl auswählen, Applikationsmethode (manuell oder automatisch) festlegen, Nachschmierintervall einstellen, gleichmäßig schmieren, regelmäßig Proben entnehmen und prüfen sowie die Dokumentation und Anpassung anhand der Ergebnisse vornehmen. Audits sind notwendig, da Schritt sieben – Dokumentation und Anpassung – in den meisten Betrieben nach der Einrichtung des Programms ausgelassen wird.

Anzeichen für Über- und Unterschmierung

Unterfettung ist die am häufigsten erwartete Ausfallursache. Zu wenig Schmierstoff führt zu Metall-auf-Metall-Kontakt, erhöhter Reibung, verminderter Betriebseffizienz und Hitzeentwicklung, die letztendlich das Lager zerstört. Überfettung hingegen überrascht und ist kein geringfügiger Fehler, sondern eine kostspielige, häufige und vermeidbare Ursache für Ausfälle wichtiger Komponenten. Dieses Ausfallmuster ist deutlich ausgeprägter als die oben vom US-Energieministerium zusammengefassten Daten zu Windkraftanlagengetrieben , bei denen axiale Rissbildung und nicht Schmierung die meisten Lagerausfälle verursacht. Die Schmierpraxis ist daher vor allem bei konventionellen Industrieanlagen wichtig, jedoch nicht unbedingt bei allen Anlagentypen.

Wenn ein Lagergehäuse zu voll gefettet ist, müssen die rotierenden Elemente das überschüssige Fett verdrängen. Diese Verwirbelung erzeugt selbst Hitze, und Fettpressen können Drücke von bis zu 15,000 psi erzeugen. Bei übermäßiger Fettung eines abgedichteten Gehäuses kann dies ausreichen, um die Lippendichtungen zu beschädigen und Schmutz und Wasser in das Lager eindringen zu lassen, die die Dichtung eigentlich fernhalten sollte.

In einem Thread des Ingenieurforums eng-tips.com zum Thema Schmierung von Hochgeschwindigkeitslagern wird eine konkrete Zahl genannt: Ein Wälzlager, das mit einer dN (Bohrungsdurchmesser in mm mal Drehzahl in U/min) von etwa 600,000 betrieben wird, sollte nur bis zu 15–25 % seines freien Innenvolumens befüllt werden. Eine höhere Füllmenge führt lediglich zu einer stärkeren Fettverwirbelung der Wälzkörper, bietet aber keinen besseren Schutz. Die Diskussion im Forum stellt dies als eine von der Drehzahl abhängige Beurteilung dar, nicht als einen festen, universellen Wert. Dies deckt sich mit den allgemeinen Empfehlungen zur Schmierung: Unterschiedliche Herstellerformeln können zu unterschiedlichen empfohlenen Nachschmierintervallen für dasselbe Lager führen , da sie Belastung, Drehzahl und Dichtungstyp unterschiedlich gewichten. Es gibt keine allgemeingültige Tabelle, sondern einen Ausgangspunkt des Originalgeräteherstellers (OEM), der durch die Ergebnisse der Ölanalyse und Inspektion angepasst wird.

Welche vier Arten von Schmierstoffen gibt es?

Grenzschmierung (Oberflächen in nahezu direktem Kontakt, hauptsächlich geschützt durch den chemischen Schmierfilm des Schmierstoffs), Mischreibung (ein partieller Flüssigkeitsfilm mit etwas Grenzkontakt), hydrodynamische Schmierung (ein vollständiger Flüssigkeitsfilm durch Relativbewegung, häufig bei Gleitlagern) und elastohydrodynamische Schmierung (ein dünner Hochdruckfilm, der die Kontaktflächen kurzzeitig verformt, typisch bei Wälzlagern und Zahnradzähnen).

In welchem ​​Bereich ein bestimmter Messpunkt arbeitet, entscheidet darüber, ob die Viskosität oder das Additivpaket wichtiger ist – ein Detail, das ein Ölanalysebericht bestätigen kann.

Ölanalyse: Was die Zahlen im Laborbericht bedeuten

Ein Ölanalysebericht ist nur dann aussagekräftig, wenn man die Bedeutung der Messwerte versteht. Ein häufiger Fehler besteht darin, ein Codierungssystem fälschlicherweise als Grenzwert für „bestanden/nicht bestanden“ zu interpretieren. ISO 4406:2021 (die aktuelle, vierte Ausgabe) gibt die Partikelverunreinigung als dreistelligen Code an, der die Anzahl der Partikel pro Milliliter bei ≥4 µm, ≥6 µm und ≥14 µm angibt. Die Zählmethode selbst ist anhand des NIST-Standardreferenzmaterials 2806 kalibriert.

Der Code beschreibt den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit. Er gibt jedoch nicht allein an, welcher Reinheitsgrad für Ihre spezifische Hydraulikpumpe im Vergleich zu Ihrem Getriebe akzeptabel ist. Dieser Zielwert wird durch die vom Gerät geforderte Reinheitsklasse bestimmt, nicht allein durch ISO 4406. Ein Beispiel zur Veranschaulichung der praktischen Bedeutung der Zahlen (anhand eines Einzelbeispiels, kein allgemeingültiger Zielwert): Ein Code von 19/17/14 entspricht etwa 2,500–5,000 Partikeln/ml bei ≥4 µm, 640–1,300 Partikeln/ml bei ≥6 µm und 80–160 Partikeln/ml bei ≥14 µm. Diese drei Zahlen stehen für drei Größenklassen und müssen im Zusammenhang betrachtet werden.

Der Hinweis zur Säurezahl (TAN) ist wichtig: Säurezahlwerte sind nur im Vergleich zu einem für das jeweilige Öl und die Anwendung festgelegten Grenzwert aussagekräftig. Ein steigender Trend über wiederholte Ölanalysen hinweg ist ein deutlich zuverlässigeres Signal als ein einzelner Messwert im Vergleich zu einer allgemeinen Tabelle. Eine gute Kontaminationskontrolle bei der Lagerung spiegelt sich ebenfalls in diesen Analysen wider: Flüssigkeiten, die vor dem Einsatz in der Maschine versiegelt und sauber gelagert wurden, weisen durchweg niedrigere Werte für Abriebmetalle und Partikel auf als Flüssigkeiten aus offenen, unbeschrifteten Behältern.

Die Probe selbst muss zuverlässig sein: Die Entnahmestelle an der Maschine ist eine der häufigsten Fehlerquellen in Ölanalyseprogrammen. Externe Verunreinigungen, die während der Probenahme aufgenommen werden, können die Partikeltrends, die der Test eigentlich erfassen soll, verfälschen oder übertreiben. Eine Prüfung, die die Probenahmetechnik außer Acht lässt, prüft Zahlen, denen sie nicht vollständig vertrauen kann. Ein effektives Ölanalyseprogramm betrachtet die Konsistenz der Probe als zentrales Kriterium, nicht nur die reine Partikelanzahl. Ein guter Schmierstofflieferant kann Ihnen in der Regel ein Labor empfehlen, das ein reproduzierbares Protokoll anwendet. Hier setzen auch die vorausschauende Wartung und die zustandsorientierte Planung an: Der Trendverlauf über alle Proben hinweg, nicht ein einzelner Messwert, gibt dem Techniker die Information, wann er handeln muss.

Manuelle Fettpressen vs. automatische Schmiergeräte

Die ehrliche Antwort auf die Frage „Sollten wir diese Schmierstelle automatisieren?“ hängt nicht von der Gesamtzahl der Schmierstellen in einer Anlage ab, sondern davon, wie oft jede einzelne Stelle Schmierfett benötigt. Ein Beispiel aus einem Artikel des Schmierstoffexperten Mike Johnson aus dem Jahr 2009 , veröffentlicht in STLEs „Tribology & Lubrication Technology“ , veranschaulicht die Logik anhand der Trabon-Berechnungsmethode: Ein Pendelrollenlager mit 3.44 Zoll Bohrung, das in einer feuchten, staubigen Umgebung mit 1,200 U/min läuft, benötigt laut Berechnung ein Nachschmierintervall von 36 Stunden.

Bei dieser Häufigkeit ist manuelles Schmieren nach einem festen Zeitplan unpraktisch. Johnsons Beispiel betrachtet ein berechnetes Intervall von sieben Tagen (168 Stunden) oder weniger als Schwellenwert, der für die automatische Applikation zu bewerten ist – ein einfaches, praktisches Kriterium, das ein Maschinenbediener anhand der Messwerte seiner eigenen Maschine mit derselben Methode überprüfen kann. Dieses Beispiel verdeutlicht auch, warum die Häufigkeit ebenso wichtig ist wie die Methode: Es vergleicht eine manuelle Schichtdicke von etwa 0.002 Zoll alle 8 Stunden mit 0.001 Zoll alle 4 Stunden bei vergleichbarer automatischer Zuführung – eine dünnere, häufigere Dosis anstelle einer dickeren, selteneren.

Automatische Schmiersysteme lösen zwar das Frequenzproblem, bringen aber ein anderes mit sich: die Überprüfung. Das Enddruckmanometer eines automatischen Systems bestätigt zwar, dass die Pumpe den eingestellten Druck erreicht hat, aber nicht, dass jeder einzelne Injektor tatsächlich Fett abgegeben hat oder dass jedes Lager die korrekte Menge erhalten hat. Fetttrennung im Behälter, ein verstopfter Auslass, beschädigte Schläuche oder ein internes Leck können unbemerkt zu einem Schmierstoffmangel führen, während das System normalen Druck meldet. Ein praktisches Beispiel aus der Forschung verdeutlicht die Kehrseite der Medaille: Ein automatisiertes System an einem 22-kW-Motor war auf ein Nachfüllintervall von 3,204 Stunden eingestellt und gab 10.35 Gramm in 23 Sekunden ab. Der gemessene Fehler betrug 0.89 % – präzise, ​​aber nur so zuverlässig wie die tatsächliche Funktion des Schmierstoffsystems hinter dieser Druckmessung.

„Ohne Maschineninspektionen und Rückmeldungen eines Schmiertechnikers besteht bei manueller Schmierung die Gefahr, dass die Produktivität und Zuverlässigkeit der Maschine beeinträchtigt werden.“

Aufbau eines Schmierstoffmanagementprogramms

Ein Schmierstoffmanagementprogramm dient als Dokumentations- und Planungsebene, um Auditergebnisse auch bei Personalwechseln langfristig umzusetzen. Branchenexperten, die über optimale Schmierung publizieren, sind sich im Allgemeinen einig, dass es als strukturiertes Programm mit klar definierten Zielen behandelt werden sollte und nicht als lose Sammlung von Best Practices, an die sich jemand nur noch vage erinnert. Die Entscheidung, welche Schmierstellen weiterhin manuell mit Fettpressen bedient werden und welche auf eine automatische Zuführung umgestellt werden (siehe unsere Übersicht über Schmiersysteme ), gehört zu den ersten Aufgaben eines neuen Programms.

Die häufigsten Fehler – Überschmierung, Unterschmierung, Schmierung nach einem festen Zeitplan anstatt auf der Grundlage der tatsächlichen Betriebsbedingungen und das Vertrauen auf unzureichende Überwachung – sind in der Praxis eher Symptome dafür, dass überhaupt kein dokumentiertes Programm vorhanden ist, als einmalige Technikerfehler.

• ✔ Erstellen Sie eine vollständige Liste der Schmierstellen, geordnet nach Kritikalität, und legen Sie für jede Stelle das richtige Schmiermittel und das entsprechende Intervall fest.
• ✔ Schmierstoffbehälter und Applikationswerkzeuge farblich kennzeichnen, um Kreuzkontaminationen zwischen unverträglichen Fetten zu verhindern.
• ✔ Leiten Sie die Ergebnisse der Prüfungen und Ölproben in Arbeitsaufträge um, die mit den jeweiligen Anlagen verknüpft sind, und nicht in einen Aktenschrank.
• ✔ Schmierstoffe sollten in verschlossenen, gekennzeichneten Behältern geschützt vor Feuchtigkeit und Staub gelagert werden. Fehler bei der Lagerung oder Handhabung sind der häufigste Befund bei ersten Prüfungen und reduzieren zudem das Risiko von Verschüttungen und Entsorgung.
• ✔ Führen Sie eine erneute Prüfung in einem festen Zyklus durch, anstatt erst nach einem Fehler.

Dokumentierte Fallbeispiele veranschaulichen die praktische Umsetzung, wobei zu beachten ist, dass es sich jeweils um Einzelfallergebnisse handelt und kein garantierter Erfolg zu erwarten ist: Das Schmierprogramm eines Werks verbesserte sich innerhalb von vier Jahren von einem unstrukturierten Ausgangszustand zu einer neunfachen Steigerung der unabhängigen Audit-Bewertung, nachdem es auf systematische Probenahme und Zustandsüberwachung gemäß ICML 55.1 umgestellt hatte. Ein anderes Werk berichtete von Einsparungen in Höhe von rund 27,400 US-Dollar durch verbesserte Filtration und Ölanalyse, einer Reduzierung der Leckagemeldungen um 72 % und einer messbaren Verringerung ungeplanter Ausfallzeiten nach der Formalisierung seines Programms, das von einem zertifizierten Schmierteam überwacht wurde. Die Quintessenz beider Fälle: Sobald die Effektivität des Schmierprogramms konsequent und nicht erst im Nachhinein verfolgt wird, verbessern sich die Ergebnisse in der Regel. Software- und barcodebasierte Inspektionsrouten (die in mindestens einem veröffentlichten Fall zur Nachverfolgung der Auditdurchführung eingesetzt wurden) sind eine gängige Methode, mit der Betriebe verhindern, dass ein wachsender Schmierstoffbestand wieder auf Raten basiert. Die Einführung verläuft reibungsloser, da die Techniker einer gescannten Route folgen und nicht ihrem Gedächtnis.

Wann Sie Ihre Schmierstoffprüfung planen sollten

Das Suchinteresse an Werkzeugen zum Auftragen von Schmierstoffen, Fettpressen und automatischen Schmiergeräten zeigt in den von uns untersuchten Märkten ein deutliches saisonales Muster: Das Suchvolumen verdoppelt sich etwa von seinem üblichen Basiswert bis zum Höhepunkt im März, bevor es sich in den Sommermonaten wieder einpendelt.

Dieser Zeitpunkt entspricht dem praktischen Kalender: Werke, die aus der Winterpause zurückkehren und sich auf die Frühjahrs-/Sommerproduktion vorbereiten, planen Wartungsarbeiten ein. Daher ist der späte Winter der praktikabelste Zeitpunkt, um ein Schmierstoff-Audit einzuplanen, anstatt zu warten, bis ein Ausfall das Thema erzwingt.

Der branchenweite Trend geht hin zu einer proaktiven statt reaktiven Wartungsplanung: Die Anwendung des ICML-55.1-Standards (veröffentlicht 2019, mittlerweile in allen wichtigen Fachpublikationen für Zuverlässigkeitstechnik referenziert) treibt Anlagenbetreiber weiterhin zu dokumentierten, auditierbaren Programmen anstelle informeller Schmierpläne. Dieselben Branchenquellen berichten zudem von einem Wandel hin zur zustandsorientierten Schmierung, bei der Ölanalysen und Sensordaten anstelle eines festen Kalenders den Service auslösen. Zwar finden sich in Branchenberichten Wachstumszahlen für den Schmierstoffmarkt, diese beschreiben jedoch die Gesamtmarktgröße und geben keine konkreten Hinweise darauf, wann Ihre Anlage die nächste Schmierstoffprüfung durchführen sollte. Nutzen Sie stattdessen das saisonale Nachfragemuster und die Zustandsdaten Ihrer Anlagen, um die Kosten der Schmierstoffprüfung mit dem Zeitpunkt Ihres nächsten Wartungsfensters abzuwägen.