DE202014004444U1

DE202014004444U1 - Eisen- und Kupferbestimmung in Schmierölen

Info

Publication number: DE202014004444U1
Application number: DE202014004444.9U
Authority: DE
Original assignee: TRIBOMAR GmbH
Current assignee: TRIBOMAR GmbH
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2024-06-03

Abstract

Einrichtung zur Bestimmung des Gehalts an gebundenem Eisen und/oder Kupfer in Schmierölen, umfassend a) ein Reaktionsgefäß zur Aufnahme eines Reagenzes sowie der zu untersuchenden Ölprobe; b) ein Heizgerät zur Erwärmung des Reaktionsgefäßes; c) Farbstreifen zur Bestimmung des Eisengehalts, dadurch gekennzeichnet, dass als Reagenz eine Lösung aus rotem und gelbem Blutlaugensalz sowie einer geringen Menge Mohrsches Salz in destilliertem Wasser verwendet wird.

Description

In der Schifffahrt, speziell aber auch in allen anderen Bereichen der Industrie, wo Schmieröle zur Anwendung kommen, sind häufig Korrosion an Maschinenkomponenten (z. B. Laufbuchsen von Motoren, Hydraulikstempel etc.) zu beobachten. Dieses hat vielerlei Gründe. Im Motorenbetrieb ist Schwefel in Kraftstoffen – gerade in der Seeschifffahrt – die häufigste Ursache für starke Korrosionsschäden an Bauteilen (Laufbuchsen, Kolben).
Betreiber/Ingenieure sind an Bord von Seeschiffen darauf angewiesen, zuverlässig solcherlei Phänomene rechtzeitig zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
Bisher sind die Möglichkeiten der Erkennung von z. B. korrosiven Eisenbestandteilen in Schmieröl (chemisch gebundenes Eisen) vor Ort/an Bord sehr unzureichend, wenn kein Labor verfügbar ist. Gleiches gilt für den Nachweis von Kupferverbindungen, speziell in Hydrauliksystemen.
Mit dieser Anmeldung soll ein weiteres mögliches Verfahren zur zuverlässigen Detektion von chemisch gebundenen Eisen- und auch Kupferverbindungen in Schmierölen angemeldet und geschützt werden.
Erforderliche Mittel zur Bestimmung:

1. Heizgerät zur Erwärmung des Reaktionsgefäßes inklusive Sichttunnel und Lichtquelle (Tageslicht LED) – siehe auch grafische Verfahrensbeschreibung in der Figurenbeschreibung in Verbindung mit den Abbildungen.
2. Spezielle Lösung zur Behandlung des Öls bestehend aus destilliertem Wasser mit Anteilen von rotem und gelben Blutlaugensalz [Rot-Kaliumhexacyanidoferrat(III) und Gelb-Kaliumhexacyanidoferrat(II)] Weitere Bestandteile: Mohrsches Salz und stark verdünnte Salpetersäure
3. Weitere spezielle Lösung mit Kupfer(II)-hexacyanoferrat(II) als Hauptbestandteil zum Nachweis von Kupferverbindungen.
4. Referenzfarbträger (Abstufung verschiedener Eisengehalte und Kupfergehalte; z. B.: 0 ppm, < 50 ppm und > 50 ppm)

Verfahrensweise/Durchführung:
Ein spezieller Reaktionsbehälter aus hitzebeständigem Polycarbonatglas oder speziellem metallfrei hergestelltem Glas mit einem großem Durchmesser im Verhältnis zur Bauhöhe wird mit einer speziell bereiteten Reagenz befüllt (Füllstand bis oberhalb Sichttunnel).
Auf die Reagenz wird eine ausreichende, repräsentative Menge der zu untersuchenden Ölprobe gegeben (Füllhöhe Ölprobe = Füllhöhe Reagenz). Dieser Reaktionsbehälter wird in ein spezielles Wärmegefäß (Heizgerät) gestellt und auf 80°C erwärmt. Die Besonderheit und Neuheit dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch die große Reaktionsfläche von Öl und Reagenz im Verhältnis zur geringen Füllhöhe. Dies bewirkt eine maximale Reaktion der beiden Flüssigkeiten. Das Reagenz kann entsprechend mit einer großen Menge an gebundenem Eisen/Kupfer reagieren.
Durch die besondere Eigenschaft und Reaktion des Blutlaugensalzes aus der Lösung mit den korrosiven Bestandteilen im Öl kommt es zu einer mehr oder weniger starken Blaufärbung des Reagenzes (das ohne Reaktion klar ist!). Diese Verfärbung ist proportional zur Menge an chemisch gebundenen Eisen/Kupfer im Öl. Das freie Eisen und Kupfer reagiert mit dieser Lösung nicht!
Die Verfärbung wird mittels eines Sichttunnel und einer LED (Tageslicht) durchleuchtet (siehe Annex I – tangentiale Durchleuchtung). Mittels Abgleich von verschiedenen Farbabstufungen (Farbträger) kann dann die Konzentration an Eisenoxid ermittelt werden.
Der Neuheitscharakter liegt hier bei der Reaktionsbeschleunigung aufgrund der großen Grenzfläche zwischen beiden Reaktionspartnern (Öl und Reagenz) in Verbindung mit einer Temperatur von 80°C. Weiterhin wird hier durch die Verbindung von verschiedenen Salzen eine ganzheitliche Reaktion mit allen chemisch gebundenen Eisen- und Kupferbestandteilen bewirkt. Entscheidend ist hier, dass nur der korrosive Anteil an Eisen ermittelt werden soll, da dieser von größter Bedeutung ist für die Beurteilung von Maschinenzuständen in Industrie und Schifffahrt.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf das in den beigefügten Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel weiter beschrieben:
1 zeigt den Reaktionsbehälter 1 aus Glas mit dem Heizgerät 2 für den Reaktionsbehälter 1. In dem Reaktionsbehälter 1 befindet sich das Reagenz 3.
Wie in 2 gezeigt, wird die zu untersuchende Ölprobe 4, z. B. Öl von den Kolbenunterseiten eines 2-Takt-Schiffsdieselmotors, auch „scrape down oil” genannt, zu dem Reagenz 3 in den Reaktionsbehälter 1 gegeben.
In 3 ist dargestellt, wie das Öl- und Reagenzgemisch 3, 4 auf 80°C erhitzt wird. Die große Grenzfläche (großer Durchmesser des Reaktionsbehälters 1 bei geringer Füllhöhe) und die Temperatur bei 80°C garantieren eine hohe Grenzflächenaktivität und Reaktion von Reagenz 3 und dem chemisch gebundenen Eisen (Fe²⁺ bzw. Fe³⁺).
4 zeigt die Auswertung des Eisengehalts mittels Farbabgleich/Farbumschlag in einer Seitenansicht.
5 zeigt die Auswertung in Draufsicht. Es erfolgt ein Vergleich der Farbabstufung mittels Farbstreifen 5. Der Eisengehalt wird abgelesen anhand der übereinstimmenden Farbfenster. Jedes Farbfenster auf dem Farbstreifen steht für einen festen Eisengehalt. So kann die Menge an korrosivem Eisen zuverlässig abgeschätzt werden. Eine beispielhafte Abstufung beträgt 0 ppm, < 50 ppm, > 50 ppm.

Claims

Einrichtung zur Bestimmung des Gehalts an gebundenem Eisen und/oder Kupfer in Schmierölen, umfassend a) ein Reaktionsgefäß zur Aufnahme eines Reagenzes sowie der zu untersuchenden Ölprobe; b) ein Heizgerät zur Erwärmung des Reaktionsgefäßes; c) Farbstreifen zur Bestimmung des Eisengehalts, dadurch gekennzeichnet, dass als Reagenz eine Lösung aus rotem und gelbem Blutlaugensalz sowie einer geringen Menge Mohrsches Salz in destilliertem Wasser verwendet wird.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgefäß einen großen Durchmesser bei geringer Füllhöhe aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät die Probe auf 80°C erwärmt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung des Weiteren einen Sichttunnel und eine LED zur Durchleuchtung des Reagenzes umfasst.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstreifen entsprechend des Eisengehalts abgestuft sind mit 0 ppm, < 50 ppm, > 50 ppm.