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1 Wartung und Pflege von Kühlschmierstoffen (KSS) Einleitung Wenn es in der Metallindustrie läuft wie geschmiert ist dies in meist dem Einsatz eines flüssigen Werkzeugs zu verdanken, das aufgrund seiner Ölkomponente für eine optimale Bearbeitungsoberfläche mit minimalen Reibungsverlusten und durch einen zusätzlichen Wasseranteil für Kühlung und Spülung sorgt: Der Kühlschmierstoff (KSS). In vielen Metallverarbeitenden Betrieben wird die Verwendung von KSS jedoch als notwendiges Übel, welches zur Erreichung von technischen Zielen erforderlich ist, angesehen. Aufmerksamkeit wird den Kühlschmierstoffen in aller Regel erst dann geschenkt: - wenn die Gebrauchsemulsion stinkt und sich die Mitarbeiter beschweren oder - wenn es technische Probleme mit der Emulsion gibt (z.b. klebriger Film auf der Werkstückoberfläche oder auf der Bearbeitungsmaschine, verkürzte Standzeiten, Werkstückoberflächen mit unzureichender Sauberkeit). Besiedelung mit Mikroorganismen Mikroorganismen werden dem Kühlschmierstoff natürlich nicht beigemischt; das Wachstum der Organismen stellt einen ganz natürlichen biologischen Prozess dar. Da Wasser die Basis für alles Leben ist, unterliegen zwangsläufig auch Wassergemischte Kühlschmierstoffe in der Anwendung einer Besiedelung mit Mikroorganismen; der Kühlschmierstoff verkeimt sozusagen. Es handelt sich dabei um eine Mischflora aus verschiedenen Bakterienarten und / oder Pilzen (Schimmel- Faden-) und Hefepilzen; die auch als Biofilme auf und an Oberflächen wachsen können. Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe unterliegen in der Regel keiner Keimbesiedelung, da die lebenswichtige Komponente Wasser fehlt. In Grenzschichten der Öloberflächen kann sich aber durch ungewollten Wassereintrag (z.b. Kondenswasserbildung) auch ein Bewuchs mit Mikroorganismen bilden. file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (1 von 7) :27:53

2 Erscheinungsformen von Mikroorganismen Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position! Stäbchenbakterien (mikroskopische Darstellung) Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position! a: Schimmelpilzfaden; b: Schimmelpilzgeflecht; c: Hefepilz Biofilmbildung in der Praxis Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position! "Biofilm"-Bildung in einem Kühlschmierstoff- Leitungssystem Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position! "Biofilm"-Bildung in einem Kühlschmierstoff- Leitungssystem Originaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position! Mischung aus "Biofilm" und zusammenkorrodierten Metallspänen (Entfernung teilweise nur mit einem Bohrhammer möglich) Die Besiedelung mit Mikroorganismen ist also ein ganz natürlicher Vorgang, der jedoch aus technologischer und hygienischer Sicht absolut unerwünscht ist! Folgen der Verkeimung file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (2 von 7) :27:53

3 - Durch Verkeimung a.) können die Eigenschaften der KSS Emulsion bis zur Unbrauchbarkeit verändert werden Umkippen der Emulsion ; b.) kann sich Nitrit aus Nitrat bilden und zur Nitrosaminbildung führen; c.) reichern sich saure Stoffwechselprodukte im KSS an und führen durch Abfall des ph Wertes zu Korrosionsproblemen. - Abgestorbene Biomasse kann zum verstopfen von Filtern und Rohrleitungen führen. - Mikroorganismen können Krankheiten verursachen. Wie kommt es zu einer Verkeimung des KSS und was kann man dagegen unternehmen? Die in den wassermischbaren KSS vorhandenen Organismen stammen meistens aus dem nahen Umfeld des Arbeitsbereiches und gelangen auf unterschiedlichste Weise in den KSS. - Anmischwasser Selbst unser Leitungswasser ist nicht absolut keimfrei. Das Anmischwasser sollte deshalb nicht aus Brunnen oder gar Sammelbehältern stammen. Es sollte wenn möglich Trinkwasserqualität haben. - Umgebungsluft Über die Umgebungsluft werden hauptsächlich freie bzw. an Aerosole und Schwebepartikel gebundene Schimmelpilzsporen übertragen. Bei günstigen Wachstumsbedingungen, z.b. hohe Luftfeuchtigkeit, nasse Arbeitsbereiche, keimen die Sporen aus und bilden so genannte Pilznester. - Sauerstoffarme Verhältnisse Werden Wassergemischte KSS längere Zeit nicht bewegt, bilden sich Zonen mit unterschiedlichem Sauerstoffgehalt. In den unteren (sauerstoffarmen) Schichten sammeln sich Schwefelabbauende Bakterien und bilden Faulgase. Da viele Emulatoren schwefelhaltig sind, führt dies zur Zerstörung der KSS Emulsion. - Reininfektion Durch nicht sachgerechte und unzulängliche Reinigung kommt es beim Austausch des gebrauchten KSS und Neubefüllen einer Anlage innerhalb kürzester Zeit zu einer Neubesiedelung im Sinne einer Reininfektion. - Unwissenheit und Nachlässigkeit Unsere Umwelt ist nicht Steril und wir Menschen sind es am allerwenigsten. Oftmals ist es Unwissenheit aber auch Nachlässigkeit die zu unnötigen Belastungen des KSS führt z.b.: - durch stark verschmutzte, schlecht gepflegte Anlagenteile; durch unnötig verschmutzte Werkstücke; durch Laufroste, die über offenen KSS Systemen verlaufen; durch einschleppen von Fremdölen und Leckölen z.b. Schneidölen; durch organische Abfälle z.b. Lebensmittelreste, Zigarettenkippen, menschliche file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (3 von 7) :27:53

4 Ausscheidungsprodukte. Über kontinuierliche technische und organisatorische Maßnahmen sollte sichergestellt werden, dass keine unnötigen Verunreinigungen in den KSS gelangen, da hierüber sowohl Keime eingeschleppt als auch den Mikroorganismen weitere Nährstoffe zum Wachstum zur Verfügung gestellt werden. Technische Maßnahmen zur Verhinderung einer Verkeimung Mit dem Einsatz von Magnetabscheidern, Zentrifugen, Zyklon-, Bandfiltern oder Absetzbecken, im KSS Kreislauf, wird eine kontinuierliche Filterung erreicht. So werden eingeschleppte Fremdkörper der Emulsion entzogen. Die Einschleppungen von Fremdölen (z.b. durch Gleitbahnschmierung oder Hydraulikflüssigkeiten) lassen sich in den meisten Fällen nicht verhindern. Hier kommen Ölabscheider, Skimmer oder Zentrifugen zum Einsatz. Es sollten generell keine Verkehrswege über offene KSS Kreisläufe führen, damit kein Dreck von den Schuhen in die Emulsion gelangen kann. Die Emulsion sollte auch bei längerem Maschinenstillstand z.b. über das Wochenende ständig umgewälzt werden. Dadurch wird eine vermehrte Keimbildung vermieden. Organisatorische Maßnahmen zur Verhinderung einer Verkeimung - Auswahl eines geeigneten KSS Der KSS muss in seinen Eigenschaften dem angestrebten Fertigungsverfahren dienlich sein. - Ansetzen einer KSS Emulsion Eine Grundanforderung hinsichtlich des KSS-Emulsionseinsatzes ist die Festlegung der erforderlichen Konzentration. Hierbei gilt: Sowenig Konzentrat wie möglich und nur soviel wie nötig. - Regelmäßige Kontrolle der Gebrauchsemulsion Erstellung eines Wartungsplanes Es ist ratsam, dass der Betrieb für jede Anlage bzw. Maschine in der KSS zum Einsatz kommen, einen Wartungsplan erstellt. In ihm müssen folgende Faktoren festgehalten werden: - Maschine / Typ - Umlaufvolumen file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (4 von 7) :27:53

5 - Verwendeter KSS - Prüfinterwalle (Datumsangabe) - Konzentration (%) - ph-wert - Nitridgehalt (mg/l) - Keimzahl (KBE Kolonienbildende Einheiten) - Grenzwerte der einzelnen Faktoren Kontrolle der Gebrauchskonzentration. Die Bestimmung der Gebrauchskonzentration kann z.b. mittels eines Handrefraktometers erfolgen. Eine Festgestellte Konzentrationsänderung sollte sofort durch z. B. Zugabe von Wasser korrigiert werden, damit die optimalen Eigenschaften des KSS erhalten bleiben. Die optimale Konzentration ist abhängig vom verwendeten KSS und wird vom Hersteller vorgegeben. Die Kontrolle sollte täglich bis wöchentlich stattfinden. ph Wert Kontrolle Die Kontrolle des ph Wertes kann mittels ph-papier oder eines ph-meter durchgeführt werden. Diese Kontrolle ist deshalb von großer Bedeutung, weil ein Abfall des ph-wertes die Emulsion sauer werden lässt, und somit zu erhöhtem Verschleiß des Werkstückes führen kann. Die Kontrolle sollte wöchentlich durchgeführt werden. Keimzahlbestimmung Die Keimzahlbestimmung wird mit Hilfe von Einmal- Eintauchnährkörpern (Dip-Slides) durchgeführt. Diese Methode liefert jedoch nur ungenaue Annäherungswerte, deshalb besteht die Möglichkeit solche Messungen in externen Laboren durchführen zu lassen. Wird die Anzahl der Kolonienbildendeneinheiten (KBE) zu groß, ein Richtwert hierfür ist: Er soll < 10 hoch 6 KBE sein, muss ein Austausch der Emulsion erfolgen. Diese Prüfung sollte monatlich geschehen. Bestimmung des Nitritgehaltes Diese Prüfung erfolgt einmal wöchentlich mit Hilfe von Nitrit Teststäbchen. Da Nitrit in Verbindung mit Mikroorganismen Befall oder Verpilzung zur Bildung vom Nitrosamin führt. Nitrosamin gilt als stark Gesundheitsschädlich und Krebserregend. Bei Nitritgehalt < 20 mg/l sollte der Wechsel der Emulsion stattfinden. - Konservierende Maßnahmen Durch die Zugabe von Konservierungsmitteln versucht man die Keimzahl 1. von Anfang an und durch kontinuierliche Nachkonservierung so niedrig wie möglich zu halten (= Präventivkonservierung ) oder 2. bei bereits vorliegenden hohen Keimzahlen durch gezielte, stoßweise Zugabe (= Stoßkonservierung ) zu begrenzen und ein weiteres überschießendes Wachstum zu verhindern. file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (5 von 7) :27:53

6 Aus mikrobiologischer Sicht ist der Präventivkonservierung der Vorrang zu geben, da hohe Keimzahlen in aller Regel das anwendungstechnisch und Hygienisch höhere Risiko mit sich bringen. Die überwiegende Masse der wassermischbaren KSS - Konzentrate ist daher bereits vorkonserviert. Durch kontinuierliche Nachkonservierung können kritische Keimzahlen vermieden und somit längere Standzeiten erreicht werden. Sollten die Verkeimung und andere Faktoren jedoch zu groß werden (siehe Wartungsplan) muss ein Austausch des KSS durchgeführt werden. Denn generell gilt: Ein mit Mikroorganismen belasteter Kühlschmierstoff wird durch Konservierungsmaßnahmen nicht wieder in seinen Ausgangszustand zurückversetzt, also in seinen Eigenschaften verbessert. - Wechsel der Gebrauchsemulsion Ein Wechsel der Gebrauchsemulsion ist erforderlich, wenn die Emulsion infolge von Verunreinigung, Wirkstoffabmagerung oder Mikrobenbefall nicht mehr gebrauchsfähig ist. Als betrieblich praktikabel hat sich aber auch die Festlegung von Wechselintervallen gezeigt. Durch diese Vorgehensweise lässt sich der KSS- Wechsel in die vorbeugende Instandhaltung einplanen und gezielt durchführen. Einhergehend mit dem Wechsel muss eine gründliche Reinigung und Desinfektion des gesamten Umlaufsystems erfolgen. Dies wird erreicht, indem man eine Schicht vor dem geplanten Wechsel Systemreiniger in die Gebrauchsemulsion gibt und diesen dann im Kreislauf zirkulieren lässt. Anschließend kann die Emulsion abgelassen und einer geeigneten Entsorgung zugeführt werden. Bevor dann die neue Emulsion eingefüllt wird, sollte der Kreislauf jedoch ausgiebig gespült werden. Alle Aufgaben im Zusammenhang mit der Wartung und Pflege von Kühlschmierstoffen sollten ausschließlich von kompetenten und im Umgang mit KSS geschulten Personen durchgeführt werden. Mitarbeiter, die mit KSS arbeiten, oder auf sonstige Weise in Kontakt kommen, müssen betrieblich Unterwiesen werden. Weiter muss eine Betriebsanweisung erlassen werden. Fazit Der Verschleiß von Wassergemischten KSS ist ein natürlicher Vorgang. Er kann nicht gänzlich aufgehalten oder gar ausgeschlossen werden. Wenn man jedoch einige grundlegende technische sowie organisatorische Maßnahmen ergreift, können durchaus lange Standzeiten erreicht werden, die sich dann in der Größenordnung von einem Jahr bewegen können. Durch diese langen Standzeiten werden die Kosten für Neuanschaffungen gering gehalten. Anlagen Wartungsblatt file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (6 von 7) :27:53

7 Betriebsanweisung für den Umgang mit KSS Quellen Informationsbroschüre Kühlschmierstoffe der Westfalen AG Kühlschmierstoffe Sonderausgabe des Mitteilungsblattes sicher Arbeiten sicher Arbeiten Ausgabe 1/94 Fachbuch Fertigungstechnik 1 Referat Kühlschmierstoffe von Stefan Agternkamp Süddeutsche Metall-Berufsgenossenschaft Mainz Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften file:///d /Refs/_To%20Do/_vor%2012_09_04%20-%20auf..._Undone/WartungundPflegevonKühlschmierstoffen.html (7 von 7) :27:53