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Warum die Prüfung von Kühlschmierstoffen Pflicht ist!

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Die Prüfung von KSS, ist den folgenden Gründen wichtig:

  • Nach Vorgabe der Berufsgenossenschaft gemäß TRGS 611 ist die Prüfung und Dokumentation vorgegeben.
  • Besonders bei wassergemischten KSS ist es wichtig, einer Verkeimung vorzubeugen.
  • Verunreinigte Kühlschmierstoffe bergen vielfältige gesundheitliche Risiken. Atemwegserkrankungen, Hauterkrankungen und Augenreizungen sind die am häufigsten gesundheitlichen Beeinträchtigungen, die durch verunreinigte KSS auftreten können.
  • Störungen sowie Ausschuss in der Produktion ist häufig auf unreinen Kühlschmierstoff zurückzuführen.

Um die Funktionsfähigkeit von Kühlschmierstoff zu erhalten, ist es wichtig, die für den Betrieb relevanten Parameter einzuhalten. Damit dies sichergestellt werden kann, müssen diese Parameter regelmäßig geprüft werden. Somit können dann Maßnahmen getroffen werden, um Ausschläge zu korrigieren, sollten diese auftreten.

Die wichtigsten Prüfparameter kurz zusammengefasst (später mehr dazu):

  • Ölkonzentration des KSS
  • pH-Wert
  • Nitritgehalt des KSS
  • Verschmutzung des KSS

Ölkonzentration des Kühlschmierstoffs

Kühlschmierstoff ist eine stabile Emulsion aus Wasser und Mineralöl. Der Mineralölanteil ist deutlich kleiner als der Wasseranteil. Der Ölanteil im Kühlschmierstoff ist maßgebend für die Funktion des Kühlschmierstoffs und die Eigenschaften, die dieser haben soll. Aus diesem Grund soll der Ölanteil möglichst immer eingehalten werden. Fremdöl welches in die Anlage gelangt, sei es durch Öl auf Bauteilen, Bettbahnöl, Hydrauliköl, etc., verändert den gesamten Ölanteil im KSS. Dadurch stört dieses Fremdöl die Funktion des Kühlschmierstoffs extrem.

Des Weiteren kann das Fremdöl ein Nährboden für anaerobe Bakterien sein, da das Fremdöl, das häufig aufschwimmt, die Sauerstoffzufuhr zum KSS verhindert.

Die Ölkonzentration wird mittels eines Refraktometers geprüft, welches eine optische Messmethode ist.

Fremdöl wird häufig mittels Ölskimmer entfernt. Dies ist möglich, wenn das eingetragene Fremdöl auf dem Kühlschmierstoff aufschwimmt. Schwimmt das Öl aufgrund zu hohen Turbulenzen in dem Kühlmitteltank nicht auf, muss ein Nebenstromölabscheider verwendet werden, um den Kühlschmierstoff zuerst zu beruhigen, damit das Fremdöl aufschwimmt, und dann mittels Abscheidevorgang, wie durch einen Skimmer, eine Überlaufkante oder ein Steigrohr entfernt werden kann.

pH-Wert des KSS prüfen

Der pH-Wert von Kühlschmierstoff sagt maßgeblich etwas über den allgemeinen Zustand der Flüssigkeit aus und was gerade in ihr vorgeht. Ein zu hoher pH-wert deutet auf einen zu hohen Ölanteil hin. Ebenso kann dies ein Anzeichen für den Eintrag von alkalischen Fremdstoffen sein, wie Reinigern, die für die Reinigung der Maschine oder von Bauteilen verwendet werden.

Ein zu niedriger pH-Wert deutet auf einen zu niedrigen Ölanteil im Kühlschmierstoff hin, kann jedoch auch schwerwiegende Gründe wie Bakterienbefall (oftmals mit Geruchsentwicklung verbunden), oder der Eintrag von sauren Medien wie Reinigern als Ursache haben. Ebenso kann auch saures Anmischwasser der Grund für einen zu niedrigen pH-Wert sein.

Der pH-Wert wird üblicherweise mittels Teststreifen gemessen, die mittels Verfärbung anzeigen, was für einen pH-Wert das Medium hat.

Um den pH-Wert zu korrigieren, muss zuerst die Ursache für die Abweichung des pH-Werts festgestellt werden. Ist der Abweichungsgrund ein zu hoher oder niedriger Ölanteil, kann dieser einfach durch die Zugabe von weiterem Öl oder dem Entfernen von Fremdöl korrigiert werden. Bakterienbefall muss häufig durch die Verwendung von Bakteriziden behoben werden oder durch den Tausch des gesamten Kühlschmierstoffs, je nachdem, wie stark der Befall ist.

Nitritgehalt des Kühlschmierstoffs prüfen und Grenzwerte beachten

Der Nitritgehalt von Kühlschmierstoff kann wie der pH-Wert mittels Teststreifen oder -Stäben gemessen werden. Es ist wichtig diesen zu prüfen, da ein zu hoher Nitritgehalt zu gesundheitlichen Schäden führen kann, die im Rahmen der Arbeitssicherheit verhindert werden müssen.

Der Nitritgehalt wird häufig durch den Nitritgehalt des Wassers bestimmt, das zum Anmischen des Kühlschmierstoffs verwendet wird. Somit lässt sich der Nitritgehalt auch nur verringern, wenn sich dieser im Wasser verringert. Bei den örtlichen Stadtwerken kann in Erfahrung gebracht werden, was der Nitritgehalt Ihrer Wasserversorgung ist.

Nitritgehalt im Wassergemischen Kühlschmierstoff senken

Bei einem überschreiten des Nitritgehalts von 20 mg pro Liter müssen geeignete Maßnahmen ergriffen werden, die das Nitrit senken. Bei der Überschreitung der 20 mg pro Liter sollte auch die Ursache der Nitritbildung herausgefunden und abgestellt werden.

Folgende Maßnahmen sind geeignet, den Nitritgehalt zu reduzieren:

  • Auswechseln es Kühlschmierstoffs, entweder als vollständiger Wechsel oder Teilaustausch
  • Zugabe von Inhibitoren der Nitrosaminbildung → mehr dazu hier!

Verschmutzungen im Kühlschmierstoff

Der Eintrag von Schmutzpartikel kann eine erhebliche Auswirkung auf den Bearbeitungsvorgang haben, für den der Kühlschmierstoff verwendet wird. Typische Anzeichen für eine zu hoher Partikelbelastung sind die verringerte Lebensdauer von Werkzeugen, fehlerhafte Oberflächen von Bearbeitungsstücken, schneller Bakterienbefall, etc.

Die Verschmutzung kann mittels Membrananalysen gemessen werden. Hierbei wird der Kühlschmierstoff durch eine Filtermembran gesaugt. Die zurückbleibende Partikel können dann mit einem Mikroskop auf Größe und Material untersucht werden. Die Anzahl der Partikel auf der Membran gibt einen Hinweis auf die allgemeine Verschmutzung im System.

Um diesem entgegenzuwirken, ist eine Filtrationsanlage unerlässlich. Oftmals werden bei Zerspanungszentren Bandfilter im Rücklauf eingesetzt, um unkompliziert Partikel aus dem Kühlschmierstoff herauszufiltern. Des Weiteren werden Saugfilter zum Pumpenschutz eingesetzt. Diese sind jedoch nicht für die gründliche Filtration von KSS gedacht.

Es ist empfehlenswert, neben den oben genannten Filterlösungen noch Nebenstromfilter einzusetzen, um kleinere Partikel aus dem Kühlschmierstoff zu entfernen. Je nach Material, das verarbeitet wird, ist ein Magnetfilter eine optimale Lösung. Dieser kann bei der Zerspanung von Stahl, Guss, Edelstahl und der Bearbeitung von Hartmetall verwendet werden. Bei anderen Materialien, wie Aluminium, Messing oder Kupfer, können Beutel- oder Kerzenfilter eingesetzt werden, um die Partikelverschmutzung aus dem System zu entfernen.

Visuelle Überprüfung der KSS

Wichtig für die Überprüfung des KSS ist die regelmäßige visuelle Beurteilung. Oftmals kann durch eine visuelle Überprüfung festgestellt werden, dass sich etwas verändert, welches geprüft und dem entgegengewirkt werden sollte. Beispiele für solche Veränderungen, die einfach festgestellt werden können:

  • Farbveränderung
  • Schaumbildung
  • Rückstände
  • verstärkter Ölfilm

Wenn solche Phänomene auftreten, sollte diesen unbedingt nachgegangen werden, um die Ursache zu ermitteln und zu beheben. Diese können auf Dauer zu erheblichen Problemen im Kühlschmierstoff und in der gesamten Anlage führen.

Zeitraum der Kontrollen und Prüfungen der Kühlschmierstoffe

Tägliche Kontrollen

Zu den täglichen Kontrollen vor dem Beginn der Arbeit zählen das Aussehen und Geruch des Kühlschmiermittels. Hier können bereits physikalische Verunreinigungen durch aufschwimmenden Metallabrieb oder Verkeimungen durch Pilze oder Bakterien durch einen öligen Biofilm auf der Wasseroberfläche erkannt werden. Letzteres lässt sich auch durch einen fauligen Geruch wahrnehmen.

Wöchentliche Messungen

Die physikalische Beschaffenheit der KSS wird in wöchentlichen Messungen ermittelt und in einem Prüfprotokoll erfasst (siehe Prüfplan folgend).

KSS-Konzentration mit Refraktometer prüfen

Kühlschmierstoff Konzentration berechnen: da die Prüfung des Kühlschmierstoffs mittels Refraktometer sehr einfach ist, kann diese auch bei der täglichen Prüfung eingesetzt werden, um den Reinheitsgrad zu ermitteln. Mit einem mobilen Handrefraktometer lässt sich die Messung am einfachsten durchführen. Refraktometer-Messung basiert auf dem Brechungsindex des Lichts mit der Flüssigkeit. So kann der/die Volumenanteil/Konzentration des KSS auf einfache Weise ermittelt werden. Die Messung von KSS Konzentration kann je nach Bedarf auch täglich durchgeführt werden, muss aber mindestens wöchentlich durchgeführt werden.

Kühlschmierstoffe Prüfplan im Detail

Kühlschmierstoff-KSS-Prüfliste

Die Reinheit der KSS sollten über ein Überwachungsblatt festgehalten werden. Daraus ergibt sich ein Überblick der Verunreinigungen der Kühlschmierstoffe.

Nach DGUV Regel 109-003 muss bei wassergemischten KSS ein Prüfplan aufgestellt werden. Ein Erfassungsblatt für jede Maschine soll Aufschluss darüber geben, welche Prüfungen durchgeführt worden sind.

Die dabei festzuhalten Punkte in der KSS-Prüfliste sind:

  • Datum
  • Konzentration
  • pH-Wert
  • Nitritgehalt
  • Wasserhärte
  • Schwermetalle
  • Freitext für Bemerkungen, um Besonderheiten zu erfassen

Weitere Punkte, die im Überrechnungsblatt festgehalten werden sollten, die nicht unmittelbar mit der Prüfung der KSS zusammenhängen, die aber für eine saubere Dokumentation wichtig sind:

  • Protokollführer
  • Maschine/Standort der Messung (für größere Anlagen)
  • eingesetztes KSS Produkt
  • Refraktometerfaktor
  • Behältergröße
  • Einfülldatum

Dokumentation der Pflegemaßnahmen

Es ist auch sinnvoll, Pflegemaßnahmen zu dokumentieren, da sich aus den Messwerten die Wirtschaftlichkeit der zum Einsatz kommenden technischen Geräte ergibt. Beispielhaft können hier Ölskimmer oder Magnetfilter genannt werden, die zu einer längeren Lebensdauer der KSS beitragen.

Prüfplan für wassergemischte Kühlschmierstoffe Beispiel:

KSS Prüfplan PDF Download!

Fragen und Antworten zu KSS Prüfen

Was wird beim Kühlschmierstoff geprüft?

Bei wassergemischten KSS sind wöchentliche Prüfungen von pH-Wert, Nitritgehalt und KSS-Konzentration durchzuführen. Ob Auffälligkeiten in Aussehen und Geruch auftreten, kann täglich mit einem Geruchstest und einer optischen Kontrolle ermittelt werden.

Aus welchen Gründen müssen Kühlschmierstoffe gewechselt werden?

Die Stickstoffverbindungen in KSS sind ein idealer Nährboden für allerlei Bakterien .Bei langer Einsatzdauer der Kühlschmierstoffe ist eine Zunahme der Besiedlung die Regel. In KSS Aufbereitungsstufen findet eine Reinigung statt, die eine Verlängerung der Einsatzdauer von KSS ermöglicht. Bakterienreiche Biofilme können mit einem Ölskimmer abgeschöpft werden. Dennoch müssen KSS regelmäßig erneuert werden.

Wie misst man die Gebrauchskonzentration?

Die KSS-Konzentration kann mithilfe eines Refraktometers ermittelt werden.

Was ist zu tun, wenn die KSS-Konzentration nicht dem Sollwert entspricht?

Sollte die KSS-Konzentration nicht den Richtwerten entsprechen, sind sofort geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Neben der KSS-Aufbereitung und Reinigung durch verschiedene Stufen der Reinigung und Aufbereitung wie durch Ölskimmer und Magnetfilter, sind folgende Maßnahmen zu ergreifen:

  • Zu hohe KSS-Konzentration: Ausgleichen durch Zugabe von reinem Wasser, bis die richtige KSS-Konzentration erreicht ist
  • Zu niedrige KSS-Konzentration: Ausgleichen durch Zugabe von ünverdünntem KSS, um die Konzentration zu erhöhen
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