Was ist der Reinheitsgrad ISO 4406, wie wird die ISO-4406-Tabelle gelesen und wie wirkt sich der Partikelgehalt auf die Lebensdauer von Komponenten aus
Reinheitsklasse ISO 4406: Klassifizierung der Anzahl der Partikel
Was ist der Reinheitsgrad ISO 4406, wie wird die ISO-4406-Tabelle gelesen und wie wirkt sich der Partikelgehalt auf die Lebensdauer von Komponenten aus
Reinheitsklasse ISO 4406: Klassifizierung der Anzahl der Partikel
Reinheitsklasse ISO 4406: Ölreinheit bestimmen
Die Reinheitsklasse ISO 4406 ist ein internationaler Standard zur Klassifizierung des Reinheitsgrads bzw. Verschmutzungsgrads von Ölen. Die Reinheitsklasse gibt an, wie viele Partikel unterschiedlicher Größenkategorien in 100 ml Öl enthalten sind. Diese Klassifikation wird häufig verwendet, um die Reinheit von Ölen zu bewerten und sicherzustellen, dass sie den Anforderungen von Maschinen und Anlagen entspricht. Die Partikelanzahl sollte so niedrig, wie möglich sein, um Verschleiß zu minimieren.
Das Klassifizierungssystem nach ISO 4406 ordnet die Anzahl der Partikel > 4 µm, > 6 µm und > 14 µm jeweils einer ISO-Code zu. Zusammen ergeben die drei ISO-Codes dann die Reinheitsklasse. Die Klassifizierung basiert auf Logarithmen, d. h. ein Anstieg des ISO-Codes um einen Wert bedeutet eine Verdopplung des Partikelgehalts.
Anzahl der Feststoffpartikel > angegebene Größe | ||
mehr als | bis zu | ISO-Code |
8.000.000 | 16.000.000 | 24 |
4.000.000 | 8.000.000 | 23 |
2.000.000 | 4.000.000 | 22 |
1.000.000 | 2.000.000 | 21 |
500.000 | 1.000.000 | 20 |
250.000 | 500.000 | 19 |
130.000 | 250.000 | 18 |
64.000 | 130.000 | 17 |
32.000 | 64.000 | 16 |
16.000 | 32.000 | 15 |
8.000 | 16.000 | 14 |
4.000 | 8.000 | 13 |
2.000 | 4.000 | 12 |
1.000 | 2.000 | 11 |
500 | 1.000 | 10 |
250 | 500 | 9 |
13 | 250 | 8 |
64 | 130 | 7 |
Auszug aus der aktuell gültigen Norm ISO 4406
Automatische Partikelzählung
Die Anzahl der Partikel > 4 µm, > 6 µm und > 14 µm, die sich in 100 ml oder 1 ml der untersuchten Ölprobe befinden, werden bestimmt. Den drei ermittelten Partikelanzahlen werden ISO-Codes zugeordnet, welche die Reinheitsklasse ergeben.
Beispiel: ISO 4406 Code 19/17/14 (typische Ölreinheit von Frischöl):
Partikelgrößenverteilung in 100 ml des untersuchten Öls:
- 250.000 bis 500.000 Partikel > 4 µm
- 64.000 bis 130.000 Partikel > 6 µm
- 8.000 bis 16.000 Partikel > 14 µm
Mikroskopische Partikelzählung (ISO 4407)
Die Anzahl der Partikel > 5 µm und > 15 µm, die sich in 100 ml oder 1 ml der untersuchten Ölprobe befinden, werden bestimmt. Der ISO-Code für Partikel > 2 µm wird nicht berücksichtigt, da diese Partikelgröße mikroskopisch schlecht zählbar ist. Den zwei ermittelten Partikelanzahlen werden Codezahlen zugeordnet, welche die Reinheitsklasse ergeben.
Beispiel: ISO 4406 Code 17/14 (typische Ölreinheit von Frischöl):
Partikelgrößenverteilung in 100 ml des untersuchten Öls:
- 64.000 bis 130.000 Partikel > 5 µm
- 8.000 bis 16.000 Partikel > 15 µm
Gemäß ISO 4407 sind die bei > 5 und > 15 µm ermittelten Werte aus der manuellen Partikelzählung gleichzusetzen mit den bei > 6 und > 14 µm ermittelten Werten aus der automatischen Partikelzählung, wenn der Partikelzähler gemäß ISO 11171 kalibriert ist.
Reinheitsklassen ISO 4406 beurteilen und einstufen
Für jedes Ölsystem und für jede Systemkomponente wird herstellerseitig ein max. Verunreinigungsgrad bzw. eine Ölreinheitsklasse spezifiziert. Die Einhaltung dieser Werte ist nicht nur für die Zuverlässigkeit der Maschine, sondern auch im Garantiefall entscheidend. Schon eine Reinheitsklasse von 18/15/12 gemäß ISO 4406 – eine absolut nicht sichtbare Menge an Partikeln im Öl – ist für viele Anwendungen nicht geeignet. D. h. auch Frischöl mit einer typischen Reinheitsklasse von 19/17/14 ist ggf. nicht rein genug, so dass Komponenten nicht die zu erwartende Lebensdauer erreichen.
ISO-Code 4406 | Ölreinheit | Geeignet für |
ISO 14/12/10 | sehr sauberes Öl | alle Ölsysteme |
ISO 16/14/11 | sauberes Öl | Servo- und Hochdruckhydrauliken, kritische Getriebe |
ISO 17/15/12 | leicht verschmutztes Öl | Hydraulik- und Schmierölsysteme, Getriebe |
ISO 19/17/14 | typisch für Frischöl | Nieder- und Mitteldrucksysteme, nicht kritische Getriebe |
ISO 22/20/17 | stark verschmutztes Öl | nicht geeignet für Ölsysteme und Getriebe |
Quelle: Noria Corp.
Die Tabelle zeigt die empfohlenen Reinheitsklassen nach ISO 4406 für Hydraulik- und Schmierölsysteme sowie Getriebe. Je höher der Druck, desto höher die Sensibilität gegenüber Verunreinigungen.
Gut zu wissen:
- Reinheitsklasse 18/15/12 gemäß ISO 4406 ≈ 1 ppm Schmutz (= 0,0001 Gew.-%) ≈ 1 mg Schmutz pro Liter bei einer Dichte von 1 g/cm³
- Bis zu 100 ppm (0,01 Gew.-%) an ölunlöslichen Stoffen sind in frischem Hydrauliköl der Kategorie HLP zulässig (DIN 51 524, Teil 2) ≈ bis zu 17 g bzw. 20 ml Partikelmasse in einem 200-Liter-Ölfass bei einer Dichte des Öls von 850 g/Liter.
Fakt ist, Frischöl nach DIN 51 524 entspricht einer Reinheitsklasse weiter über ISO-Code 18 für Partikel > 4 µm und ist damit für viele technische Anwendungen nicht geeignet.
Ölpumpe oder Schmutzpumpe?
Annahme
Hydrauliksystem mit einem Volumendurchfluss von 190 Liter/Minute und einer Auslastung von 8.760 Betriebsstunden/Jahr (24/7-Betrieb)
- Hauptstromfilter mit Filterfeinheit von 25 µm
- erzielt Reinheitsklasse 21/18 (gemäß ISO 4406)
- ca. 3.077 kg Schmutz passiert jährlich die Systempumpe ≈ 123 Zementbeuteln à 25 kg
- erzielt Reinheitsklasse 21/18 (gemäß ISO 4406)
- Nebenstromfilter mit Filterfeinheit von 3 µm
- erzielt Reinheitsklasse 14/11 (gemäß ISO 4406)
- nur noch ca. 0,8 % der Partikelmenge im Öl
- ca. 24,6 kg Schmutz passiert jährlich die Systempumpe ≈ weniger als 1 Zementbeutel à 25 kg
- erzielt Reinheitsklasse 14/11 (gemäß ISO 4406)
- Nebenstromfilter mit Filterfeinheit von 3 µm
- erzielt Reinheitsklasse 12/9 (gemäß ISO 4406)
- nur noch ca. 0,2 % der Partikelmenge im Öl
- ca. 6,1 kg Schmutz passiert jährlich die Systempumpe ≈ weniger als 1 Zementbeutel à 25 kg
- erzielt Reinheitsklasse 12/9 (gemäß ISO 4406)
Reinheitsklasse verbessern und Lebensdauer von Komponenten verlängern
In Abhängigkeit von der Reinheitsklasse verändert sich die Lebensdauer der Komponenten von Hydraulik- und Schmiersystemen, Getrieben und Motoren deutlich.
Beispiel
Verbessert sich die Reinheitsklasse des Öls von 20/18/15 auf 14/12/9 (gemäß ISO 4406), ist zu erwarten, dass sich die Lebensdauer von
- Hydrauliken um den Faktor 5 verlängert = 400 % längere Lebensdauer
- Folge: Ersatzteilkosten sinken um den Faktor 5
- z. B. von 100.000 EUR auf 20.000 EUR — Ersparnis: 80.000 EUR
- Folge: Ersatzteilkosten sinken um den Faktor 5
- Gleit- und Wellenlagern um den Faktor 3,5 verlängert = 250 % längere Lebensdauer
- Kugellagern um den Faktor 3 verlängert = 200 % längere Lebensdauer
- Getrieben um den Faktor 2,5 verlängert = 150 % längere Lebensdauer
Fakt ist, je sauberer das Öl, desto länger die zu erwartende Lebensdauer von Komponenten und desto niedriger die Ersatzteil- und Wartungskosten.
Gut zu wissen
Bei der Spezifizierung der adäquaten Ölreinheit sind der Reliability Penalty und Contaminant Severety Factor zu berücksichtigen. Die Kalkulation erfolgt unter Beurteilung von bspw.:
- Sicherheitsrisiken durch Schäden
- Ausfallkosten, Produktionseinbußen und Vertragsstrafen
- Geforderte Ölreinheiten für Komponenten mit engen Toleranzen (Pumpen, Ventile etc.)
- Betriebsdruck und Druckzyklen
- Oxidationsbeständigkeit des Schmierstoffs
- Härte der Partikel, die eingetragen werden können
- Eintrags-Risiko für Verunreinigungen
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