Noria/MLE-Studie: Ölanalyse als Frühwarnsystem für Maschinenschäden

Kernaussagen der Noria-Forschung

Die Noria Corporation hat über das Machinery Lubrication Magazine die Erkennungszeitpunkte und Trefferquoten verschiedener Condition-Monitoring-Methoden systematisch verglichen. Die zentrale Erkenntnis: Keine einzelne CM-Technik erkennt alle Schadensmechanismen gleich gut. Die richtige Strategie ist immer eine Kombination.

Ölanalyse erkennt Verschleiss bis zu 10-mal früher als Vibrationsanalyse, insbesondere bei Gleitlagern, Getrieben und Hydrauliksystemen. Der Grund: Abriebpartikel erscheinen im Öl lange bevor die mechanische Veränderung gross genug ist, um das Schwingungsverhalten der Maschine messbar zu verändern.

Vibrationsanalyse bleibt überlegen bei Unwucht, Fehlausrichtung, Resonanzproblemen und strukturellen Lockerungen. Diese Schadensmechanismen hinterlassen im Öl keine oder nur indirekte Spuren, erzeugen aber sofort charakteristische Schwingungsmuster.

Die Kombination beider Methoden erreicht laut Noria eine Erkennungsrate von über 90% über alle relevanten Schadensmechanismen hinweg. Einzeln kommt keine der beiden Techniken über 70%.

Erkennungszeitpunkte nach Schadensmechanismus

Noria differenziert die Erkennung nach Schadensmechanismus und CM-Technik. Die folgende Übersicht zeigt, welche Methode bei welchem Problem zuerst anschlägt:

Schadensmechanismus	Ölanalyse	Vibrationsanalyse	Ultraschall
Verschleiss (Gleitlager)	Sehr früh	Spät	Mittel
Verschleiss (Wälzlager)	Früh	Mittel bis früh	Früh
Kontamination	Sehr früh	Nicht erkennbar	Nicht erkennbar
Ölalterung/Degradation	Sehr früh	Nicht erkennbar	Nicht erkennbar
Unwucht	Nicht erkennbar	Sehr früh	Mittel
Fehlausrichtung	Nicht erkennbar	Sehr früh	Mittel
Zahnradschäden	Früh	Früh	Mittel
Schmierfilmprobleme	Mittel	Spät	Sehr früh

Diese Übersicht macht deutlich: Wer sich auf eine einzelne CM-Technik verlässt, hat blinde Flecken. Die Frage ist nicht, welche Technik “besser” ist, sondern welche Kombination zum Maschinenpark und zu den vorherrschenden Schadensrisiken passt.

Was die Ölanalyse konkret misst

Die Noria-Studie unterscheidet drei Kategorien von Ölanalyse-Parametern:

1. Verschleisspartikelanalyse: Elementaranalyse (Spektrometrie) identifiziert die chemische Zusammensetzung der Abriebpartikel. Eisen deutet auf Zahnräder oder Wälzlager hin, Kupfer auf Gleitlager oder Kupplungen, Zinn auf Lagerbuchsen. Die Partikelkonzentration (ppm) zeigt den Schweregrad, der Trend über mehrere Proben zeigt die Entwicklungsgeschwindigkeit.

2. Schmierstoffzustand: Viskosität, Säurezahl (TAN), Oxidationsstabilität und Wassergehalt zeigen, ob der Schmierstoff noch seine Schutzfunktion erfüllt. Ein Ölwechsel nach fester Laufzeit ist Verschwendung, wenn das Öl noch in Ordnung ist, und riskant, wenn es bereits degradiert ist. Ölanalyse ermöglicht zustandsbasierte Ölwechsel.

3. Kontaminationsanalyse: Partikelzählung nach ISO 4406, Wassergehalt (Karl-Fischer-Titration) und Feststoffanalyse zeigen, ob und wie der Schmierstoff kontaminiert ist. Die Quelle der Kontamination (Umgebung, Dichtungsversagen, Kondenswasser) liefert direkte Hinweise auf die Systemursache.

Warum die Kombination entscheidend ist

Noria dokumentiert mehrere Praxisbeispiele, die den Wert der Kombination illustrieren:

Fall 1: Getriebeschaden. Die Vibrationsanalyse zeigte unauffällige Werte. Die Ölanalyse erkannte erhöhte Eisenpartikel sechs Monate vor dem Ausfall. Die frühzeitige Erkennung ermöglichte einen geplanten Stillstand statt eines ungeplanten.

Fall 2: Pumpenausfall. Die Ölanalyse zeigte einwandfreien Schmierstoff. Die Vibrationsanalyse erkannte eine zunehmende Fehlausrichtung nach einem Fundamentriss. Ohne Vibrationsanalyse wäre der Schaden erst beim Lagerwechsel aufgefallen.

Fall 3: Kompressorproblem. Beide Methoden zeigten unauffällige Werte. Ultraschallmessung erkannte einen Schmierfilmabriss im Frühstadium. Dies unterstreicht, dass selbst die Kombination aus Öl- und Vibrationsanalyse nicht alle Schadensmechanismen abdeckt.

Praxisbewertung: Was wir in 210+ Diagnosen sehen

In unseren forensischen Maschinendiagnosen setzen wir bewusst mehrere CM-Techniken ein. Nicht weil eine Technik nicht reicht, sondern weil unterschiedliche Techniken unterschiedliche Schadensmechanismen zu unterschiedlichen Zeitpunkten erkennen. Genau das bestätigt die Noria-Studie mit systematischen Daten.

Was wir zusätzlich beobachten:

Die CM-Strategie wird selten an den Maschinenpark angepasst. Die meisten Werke, die wir diagnostizieren, verwenden entweder nur Vibrationsanalyse oder gar keine systematische Zustandsüberwachung. Ölanalyse wird zwar durchgeführt, aber oft nur als routinemässiger Ölwechsel-Indikator, nicht als diagnostisches Werkzeug.

Die Interpretation trennt den Nutzen von der Datensammlung. Ölanalyse-Berichte von Laboren enthalten Werte und Grenzwertüberschreitungen. Was sie nicht enthalten: die Verbindung zum Maschinenkontext. 50 ppm Eisen in einem Getriebe können harmlos oder alarmierend sein, abhängig von der Laufzeit, dem Ölvolumen und dem Trend. Ohne Kontext sind Laborwerte Zahlen, keine Diagnosen.

Die Ursache liegt selten in der Maschine. Wenn die Ölanalyse erhöhten Verschleiss zeigt, ist die erste Frage nicht “Welches Bauteil verschleisst?” sondern “Warum verschleisst es?” Kontaminiertes Öl durch defekte Entlüftungsfilter, falsche Ölsorte nach einem Lieferantenwechsel, überhöhte Betriebstemperatur durch Fehlausrichtung: Die Ölanalyse zeigt das Symptom, die forensische Diagnose findet die Systemursache.

Handlungsempfehlungen für Instandhaltungsleiter

1. CM-Technik nach Maschinentyp auswählen: Getriebe, Hydraulik und Gleitlager brauchen Ölanalyse. Motoren, Pumpen und Lüfter brauchen Vibrationsanalyse. Langsam laufende Maschinen (unter 60 U/min) brauchen Ultraschall. Die Kombination nach Risiko und Maschinentyp definieren.

2. Ölanalyse als Diagnosewerkzeug nutzen: Nicht nur als Ölwechsel-Indikator. Partikelanalyse, Verschleissmetalle und Kontaminationscheck liefern Frühwarnsignale, die Monate vor einem Vibrationsalarm erscheinen.

3. Trends statt Einzelwerte analysieren: Ein einzelner Ölanalyse-Bericht hat begrenzten Wert. Der Trend über sechs bis zwölf Proben zeigt Entwicklungen. Dafür müssen Proben konsistent entnommen werden: gleiche Stelle, gleicher Betriebszustand, gleiche Methodik.

4. Probenentnahme standardisieren: Die Qualität der Ölanalyse steht und fällt mit der Probenentnahme. Proben aus dem Ölsumpf zeigen etwas anderes als Proben aus der Druckleitung. Noria empfiehlt die Entnahme aus einer turbulenten Zone im laufenden Betrieb, nicht bei Stillstand.

5. Die Frage hinter dem Befund stellen: Wenn die Ölanalyse erhöhten Verschleiss zeigt: Warum? Wenn Kontamination auftritt: Woher? Wenn das Öl vorzeitig altert: Was verursacht die erhöhte Temperatur? Jeder CM-Befund ist der Ausgangspunkt einer forensischen Frage, nicht die Antwort.

Quelle

Noria Corporation, Machinery Lubrication Magazine: Oil Analysis vs. Vibration Analysis: Which is More Effective?. Ergänzend: Noria, “The Basics of Oil Analysis” und ISO 4406:2021 (Hydraulic Fluid Power, Coding System for Contamination Level).