Warum PAG-Öle vor Feuchtigkeit geschützt werden müssen

Warum PAG-Öle vor Feuchtigkeit geschützt werden müssen

Klima-Wissen Spezial

Idemitsu Kosan Co., Ltd. ist eine japanische Erdölgesellschaft, besitzt und betreibt Ölplattformen, Raffinerien und produziert und verkauft Erdöl, Öl und petrochemische Produkte. Als ausgewiesener Spezialist für erdölbasierte Schmiermittel ist Idemitsu der weltweit führende Hersteller von PAG-Ölen für Fahrzeugklimaanlagen. Mit seinen sogenannten „Double End Capped“ PAG beliefert Idemitsu nahezu alle Hersteller von Klimakompressoren für die Erstbefüllung, z. B. Denso und Sanden. Diese hohen Qualitätsansprüche möchte Idemitsu auch über den First Fill hinaus gesichert wissen. Und beschäftigt sich daher auch mit der Frage, was im Falle einer Reparatur oder Wartung der Fahrzeugklimaanlage in Sachen Kompressor-Öl geschieht.

PAG-Öle sind generell hygroskopisch. Das heißt, sie ziehen schnell Feuchtigkeit an. Was für R 134a Klimaanlagen toleriert werden konnte, stellt sich jetzt bei R 1234yf als echtes Problem dar. Denn R 1234yf verhält sich im Zusammenspiel mit Öl und Wasser viel empfindlicher.

In der Produktion seiner Original-Öle betreibt Idemitsu daher einen hohen technischen Aufwand, um die Qualitätsstandards der Kompressorhersteller und der Fahrzeugindustrie zu gewährleisten. So will Idemitsu sicherstellen, dass die kostbaren Öle während Produktion, Abfüllung und Lagerung keine Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen können.

Auch für die fachgerechte Reparatur einer Fahrzeugklimaanlage gibt es definierte Standards. So legen die deutschen Fahrzeughersteller in ihren Lastenheften für Klimaservicegeräte bestimmte Anforderungen fest. In den Lastenheften für R 1234yf Klimaservicegeräte wurde festgelegt, dass Klimakompressor-Öle ausschließlich aus wiederbefüllbaren und feuchtigkeitsfreien Behältern in die Fahrzeugklimaanlage zu verbringen sind.

Dies ist ein technischer Widerspruch in sich selbst. Denn Wiederbefüllbarkeit birgt immer auch das Risiko von Lufteintrag – und damit auch das Risiko von Feuchtigkeitseintrag. Um diesen Widerspruch sichtbar zu machen, empfahl die Firma Idemitsu die Vergabe einer Studie. Zweck der Untersuchung: Testen, inwiefern die im Markt gängigen Frischölbehälter der Klimaservicegeräte gegenüber Feuchtigkeit aus der normalen Umgebungsluft wirklich dicht sind.

 

Versuchsaufbau

Die Versuchsreihe wurde von einem renommierten Hersteller von Klimaservicegeräten bei einem unabhängigen Institut durchgeführt. Testbedingungen: 40 °C und 60 % relative Luftfeuchte.

Getestet wurden Behälter fünf verschiedener Hersteller sowie ein einfaches Glasgefäß (Erlenmeyerkolben) als neutrale Referenz. Alle Behälter wurden mit gleicher Menge desselben PAG befüllt. PAG (ohne Zusatz von UV-Additiven) ist eine klare, farblose Flüssigkeit und ändert ihr Aussehen – anders als z.B. Motoröl – unter geeigneten Bedingungen im laufenden Arbeitsprozess in einer Klimaanlage nicht.

Der Feuchtigkeitswert im Öl wurde jeweils zu Beginn (Ausgangswert), nach drei Tagen sowie nach sieben und vierzehn Tagen gemessen.

Ergebnis der Versuchsreihe

 

Wassergehalt in ppm nach Tagen
3 7 14
Hersteller 1 2840 4336 6124
Hersteller 2 614 723 1342
Hersteller 3 2487 4617 6204
Hersteller 4 3461 5189 6085
Hersteller 5 114 143 158
Erlenmeyerkolben 3158 5611 7227
Warnwert 800 800 800
Diagramm Feuchtigkeit PAG-Öl

Versuchsauswertung

In vier der fünf Behälter lag der Feuchtigkeitsgehalt des Öls bereits nach drei Tagen über dem Warnwert (im Test 800 ppm).

 

Wie gelangt die Feuchtigkeit in das Öl?

PAG zieht Wasser förmlich an. Es reichen ein undichter Verschluss oder ein ungeeignetes Behältermaterial, damit Feuchtigkeit aus der normalen Umgebungsluft von PAG aufgenommen wird. Um diesen Effekt zu vermeiden, spricht man auch von dampfdichten Behältern.

 

Warum ist Feuchtigkeitsaufnahme ein Problem?

Die thermochemische Stabilität des Kältemittel-Öl-Gemischs ist entscheidend für die Zuverlässigkeit der Klimaanlage. Die chemischen Eigenschaften dieses Gemischs sollen auch bei Temperaturänderungen in einem bestimmten Temperaturbereich stabil bleiben, sich also in der chemischen Struktur nicht verändern. Diese thermochemische Stabilität ist gefährdet, wenn Feuchtigkeit (Wasser) hinzukommt. Wenn Kältemittel, Öl und Wasser miteinander reagieren, können Säuren oder Schlämme entstehen. Säure schädigt die Komponenten im Klimasystem und führt zu Problemen im Kältemittelkreislauf, z. B. Korrosion im Kompressor. Oberhalb von 800 ppm Wasser im System laufen diese Prozesse noch deutlich schneller ab. R 1234yf reagiert dabei wesentlich empfindlicher als R 134a.

In Abhängigkeit von der verwendeten Ölqualität zeigen sich in angefeuchtetem Zustand bereits bei 1000 ppm nach thermochemischer Alterung deutliche Anstiege der Säurezahl, die dann mit starker Farbwertänderung des Schmiermittels und Änderungen am Metall sichtbar werden.

(von links nach rechts: Herkömmliches Frischöl vor dem Versuch // Herkömmliches Frischöl nach dem Versuch // Metallstreifen in herkömmlichen Frischöl zeigen keine Veränderung // Metallstreifen in herkömmlichen Gebrauchtöl mit Feuchtigkeitseintrag zeigen sichtbare Veränderungen)

Die Schmierfähigkeit des Öls kann unter dem Einfluss erhöhter Feuchtigkeit deutlich verlieren. Das reduziert die Lebensdauer der Bauteile. Mangelnde Schmierung ist die zweithäufigste Ursache für Kompressorschäden. Folge sind der Ausfall der Klimaanlage, teure Reparaturen oder zeitaufwendige Reklamationsbearbeitung.

Idemitsu empfiehlt daher, bei der Reparatur und Wartung von Fahrzeugklimaanlagen darauf zu achten, eines der hochwertigen und chemisch wie thermisch stabilen Daphne Hermetic Double End Capped Öle in Originalqualität zu verwenden, das in einem wirkungsvoll dampfdichten Behälter gelagert und ohne Kontakt mit der Umgebungsluft in die Klimaanlage verbracht wird.

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