Olie & Water: één verhaal van turbines tot CNC-banken
Hoe basis-olie, proces-ontwerp en praktijkmetingen bepalen of u moet scheiden of vasthouden
Water dringt overal binnen: via condens in stoom-turbines, lekkende warmtewisselaars in hydrauliek en via afdruipende glijbaanolie in de koelbak van een CNC-machine. Een paar druppels lijken onschuldig, maar reeds 0,1 % (≈1 000 ppm) vocht versnelt de oxidatie van smeerolie tot een factor tien en verkort lager-levensduur drastisch. Toch is “alle water eruit” niet altijd het beste antwoord. In sommige processen houdt u water liever veilig in oplossing, terwijl in andere systemen bliksemsnelle scheiding doorslaggevend is.
Waarom watercontaminatie zoveel schade doet
Opgelost, geëmulgeerd of vrij – dat zijn de drie gezichten van vocht in olie. Zodra het verzadigingspunt is bereikt (~100–200 ppm in hoog-geraffineerde minerale oliën bij 20 °C) verschijnen emulsies en uiteindelijk vrije plassen. In dat vrije of geëmulgeerde stadium valt de smeerfilm weg, katalyseert het water de additief-afbraak en ontstaan corrosieve bijproducten. Daarom hanteren condition-monitoring-programma’s alarmniveaus tussen 100 ppm (kritische lagers) en 500 ppm (minder kritische tandwielkasten).
De chemie van de basisolie bepaalt de spelregels
| Basisolie-familie | Typische wateropname (20 °C) | Gedrag | Wat betekent dat in de praktijk? |
|---|---|---|---|
| Groep I (klassiek mineraal) | ≈200 ppm bij 30 °C | Matig polair; natuurlijke “zeepresten” helpen water afstoten | Robuuste demulsibiliteit; ideaal voor reservoirs met aftap |
| Groep II/III (hydro-isoparaffinisch) | ≈100–150 ppm | Puurder, maar gevoeliger voor additief-uitputting die scheiding vertraagt | Strikte lab-controle op D1401-score vereist |
| Groep IV – PAO | Datasheet-grens ≤ 50 ppm | Extreem hydrofoob; water zakt razendsnel | Perfect voor turbines & elektrisch materieel met water-aftap |
| Groep V – POE (polyol-esters) | Enkele honderden ppm | Hygroscopisch; houdt water in oplossing | Voorkomt ijs in koel- of CO₂-systemen, maar controleer zuurgetal |
| Groep V – PAG | 400–800 ppm normaal; spec-max ≈1 000 ppm | Water is functioneel bestanddeel bij HFC/HFD-fluïda | Brand-veilige hydraulica; demulsibiliteit bewust laag |
Strategieën, hoe u water echt uit de olie krijgt
-
Demulgeren – u laat water doelbewust uit de olie ‘vallen’ en verwijdert het. De ASTM D1401-test (40 ml olie + 40 ml water, 5 min roeren) beoordeelt dit vermogen; “40 / 40 / 0 binnen 30 min” geldt als vuistregel voor nieuwe oliën.
<br>Praktische scheidingsopties (van eenvoudig tot high-tech):-
Zwaartekracht-bezinking & aftap – laat het reservoir enkele uren stil staan; water nestelt zich op de bodem en kan via de laagste aftap worden afgevoerd. Handig bij lichte verontreiniging in tanks of tandwielkasten.
-
Oppervlak-skimming – band- of schijfscheppers nemen de olielaag weg uit koelbaden; onmisbaar om tramp-oil uit CNC-koelmiddelen te weren.
-
Coalescer-filters – fijnmazige patronen of statische packs voegen microdruppels samen tot grote druppels die uitvloeien; geschikt voor lage viscositeiten en continue bedrijfstijd.
-
Centrifugale separatie – bowl- of disc-stack-centrifuges (bijv. Alfa Laval Emmie) leveren 5 000-20 000 g en dumpen continu water en slib; ideaal bij hoge waterbelasting tot ~5 %.
-
Vacuümdehydratatie – onder ±65 °C en ≈27″ Hg verdampt zowel vrij, geëmulgeerd als opgelost water; restwaarden < 20 ppm zijn haalbaar (VDOPS-units).
-
Absorberende polymercartridges – superabsorber-filters zwellen op en blokkeren wanneer ze ca. 0,2 % water hebben opgenomen; snel en compact voor kleine reservoirs of by-pass-loops.
-
Head-space-droging – een vacuüm- of droogluchtunit trekt vocht uit de bovenzijde van het vat zodat water al als damp wordt afgevoerd in plaats van in de olie te condenseren.
Water in oplossing houden – kies hygroscopische esters (POE) of (half)water-mengbare PAG’s wanneer aftappen onmogelijk is of water een functioneel onderdeel vormt. Denk aan mobiele hydrauliek zonder drainage-punt, of brandgevoelige spuitgietmachines waar PAG/water-glycol zowel smeert als blust.
De uiteindelijke keuze blijft ontwerp- en veiligheidsafhankelijk: turbines met bodem-aftap vragen een sterk demulgerende olie, terwijl een HFC-hydraulisch systeem nét water nodig heeft om te blijven voldoen aan de brandveiligheidsklasse.
-
Meten is weten
Karl–Fischer-titratie – nauwkeurig tot ±10 ppm; combineer met temperatuur om een Saturatie-Index (SI) te berekenen. Actie boven 60 % SI.
ASTM D1401 – volg de trend: als een olie afglijdt van 40/40/0 (15 min) naar 10/35/15 (30 min), is additief-pakket opgedroogd of detergent-verontreiniging binnengesijpeld.
Online RH- of aᵥ-sensoren – meten continu het procentuele saturatieniveau; ideaal voor kritieke assets.
Praktijkcase: CNC-machines, tramp-oil en Shell Tonna S3 M
Op machinegereedschappen bestaan twee stromende vloeistoffen in open contact: glijbaanolie en watermengbare koelvloeistof. Elke druppel slideway-oil die afloopt belandt vroeg of laat in de koelbak. Als die olie zich niet snel afscheidt, ontstaat tramp-oil: fijne druppels die pH verlagen, schuim & stank (“Monday-morning-stink”) veroorzaken en een paradijs vormen voor anaerobe bacteriën.
Shell Tonna S3 M is ontwikkeld om precies dat probleem te tackelen. De formulering bevat hechtende polymeren voor machinetafels, maar cruciaal “separates readily from water-miscible metal-working fluids allowing easy removal by skimming”. In de praktijk betekent dit:
binnen minuten vormt zich een duidelijke oliefilm bovenop de emulsie;
eenvoudig afromen met band- of schijfschepper;
koelmiddel behoudt concentratie & pH, bacteriegroei daalt sterk, verversingsinterval verlengt.
Kortom: de demulgerende principes die een turbine droog houden, beschermen hier uw gereedschap en uw koelvloeistofbudget.
Routekaart voor de werkvloer
Identificeer het regime
Aftap mogelijk? → demulgerende Groep I–III of PAO.
Geen aftap, brandveiligheid hoog? → PAG/water-glycol.
CNC-bank met koelmelk? → demulgerende slide-way-oil zoals Tonna S3 M.
Stel grenswaarden
Minerale oliën: < 150 ppm en < 60 % SI.
Esters/PAG’s: < 60 % SI of OEM-specificatie.
Volg de D1401-trend – jaarlijks bij standaardinstallaties; halfjaarlijks bij kritieke turbines of als detergenten/biodiesel kunnen binnendringen.
Voorkom ingressie – gebruik droog-gas-ademdoppen, warm olie voor filtratie, sluit vaten na gebruik.
Verwijder tramp-oil – continue skimming of coalescing in de koelbak om bacterie-voeding weg te nemen.
Conclusie
Of het nu gaat om een megawatt-turbine of een precisie-freesbank: de manier waarop uw olie met water omgaat is allesbepalend voor betrouwbaarheid, veiligheid en kosten. De basis-olie-chemie zet de fysische grenzen, maar u bepaalt met productkeuze, condition-monitoring en onderhoudsprocedures of water een vijand of een beheerste bondgenoot wordt.
Bronnen
ASTM D1401 demulgeringstest – Ayalytical / ASTM International ayalytical.comastm.org
Water Contamination in Lubricating Oils – Machinery Lubrication machinerylubrication.commachinerylubrication.com
MP Filtri – typische verzadigingsniveaus minerale olie mpfiltriusa.com
ExxonMobil SpectraSyn Plus™ PAO: waterspecificatie ≤ 50 ppm exxonmobilchemical.com
TecLub Polyol-ester datasheet (hygroscopisch gedrag) teclub.com
Ataman Chemicals – PAG watercapaciteit atamanchemicals.com
Shell Tonna S3 M productinformatie en datasheet shop.sclubricants.comshell.com
Master Fluid Solutions – tramp-oil & bacteriegroei in koelmiddel masterfluids.compdocs.masterfluids.com
