WED-ervaringen met milieuvriendelijker hydraulische oliën

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

jklmnopq Directie Utrecht

WED-ervaringen met milieuvriendelijker hydraulische oliën kenmerk: E2001.055 november 2001

E. van Rhijn

Biologisch afbreekbare olie

Inhoudsopgave .............................................................................................

1. Inleiding 2. Praktijkervaringen 4 2.1 Ervaringen WED Zeeland 4,5,6 2.2 Ervaringen EWD Noord-Brabant 7,8 2.3 Ervaringen WED Utrecht 9 3. Overzicht praktijkervaringen 10

4. Aandachtspunten, voorstel & conclusies 11 4.1 Aandachtspunten 11 4.2 Voorstel 4.3 Conclusies 12

WED-ervaringen met milieuvriendelijker hydraulische oliën

2

11

1. Inleiding Er is een overheidsbeleid om het gebruik van milieu-belastende produkten terug te dringen. Omdat m.n. de WED,s smeermiddelen en minerale hydraulische oliën toepas(sen)(ten) die tot voornoemde produkten gerekend worden, is er in 1996 door het TOWED een werkgroep Milieu-vriendelijke smeermiddelen opgericht. De taak van de werkgroep was een standpunt voor te bereiden m.b.t. de (technische) haalbaarheid van het toepassen van smeermiddelen die minder belastend zijn voor het milieu dan de conventionele middelen. De werkgroep bestond in eerste instantie uit J.C. de Groot (WED Zeeland), E. van Rhijn (WED Utrecht) en B.J.J.M. Olde Scheper (WED Noord-Brabant). Vanaf 1997 is F.J. Remery (Bouwdienst) bij de werkgroep betrokken geweest. Dit heeft geresulteerd in: - een “Eindrapportage” van de werkgroep aan het TOWED maart 1997, kenmerk: RW97.081 - het besluit als proef milieuvriendelijker hydraulische oliën toe te gaan passen op sluizen in Zeeland, Noord-Brabant en Utrecht, om praktijkervaring op te doen. - een Bouwdienst notitie “Toepassing milieuvriendelijker hydraulische vloeistoffen” mei 2000, doc. nr.: VA-D- 00.010 Dit rapport geeft een overzicht van de ervaringen tot op heden met milieuvriendelijker hydraulische oliën binnen de WED,s Zeeland, NoordBrabant en Utrecht.


3

2.

Praktijkervaringen

2.1 Ervaringen WED Zeeland Kreekraksluizen In enkele hydraulische installaties is de minerale olie Nuto H15 van Esso vervangen door: een plantaardige olie een polyglycol een synthetische ester Plantaardige olie BP Biohyd 32 olie is in maart 1992 toegepast in de bestaande installaties van een tweetal wandschuiven. Er zijn geen technische maatregelen uitgevoerd. Wel is er per installatie een luchtdroger geïnstalleerd. De olie is gedurende de eerste twee jaar ieder kwartaal geanalyseerd. Na ongeveer twee jaar bevatte de olie een hoge hoeveelheid oplosbare deeltjes, maar de olie was nog wel geschikt voor verder gebruik. Negen maanden na aanvang van de proef bleken de filters vervuld te zijn, waarop deze zijn vervangen. De installaties hebben tot het moment waarop ze buiten bedrijf zijn gesteld (1996) goed gefunctioneerd. Polyglycol Greenpoint olie TR-15 van Van Meeuwen is in maart 1992 toegepast in de bestaande installaties van een tweetal andere wandschuiven. Er zijn geen technische maatregelen uitgevoerd. Wel is er per installatie een luchtdroger geïnstalleerd. De olie is gedurende twee jaar ieder kwartaal geanalyseerd, waarbij geen bijzonderheden zijn geconstateerd. Gebleken is dat de conservering van de hydraulische cilinders door de olie wordt aangetast. De luchtdrogers zijn sneller verzadigd dan bij toepassing van een plantaardige olie. De installaties hebben tot het moment waarop ze buiten bedrijf zijn gesteld (1996) goed gefunctioneerd.

Synthetische ester BP Biohyd SE 22 olie is in augustus 1993 toegepast in de bestaande installaties van nog eens een tweetal wandschuiven. Er zijn geen technische maatregelen uitgevoerd. Na ruim één jaar bleek de olie a.d.h. van analyses een grote hoeveelheid onoplosbare deeltjes te bevatten, voornamelijk ijzer; de olie bleef echter geschikt. De installaties hebben tot het moment waarop deze buiten bedrijf zijn gesteld (1996) goed gefunctioneerd.


4

Sluizen Hansweert In één hydraulische installatie is de minerale olie Nuto H15 van Esso vervangen door: een polyglycol Polyglycol Greenpoint olie TR-15 van Van Meeuwen is in juni 1992 toegepast in de bestaande installatie van de zuid-oost afdrukinrichting (oostsluis). De volgende technische maatregelen zijn uitgevoerd: - hydraulische tank vervangen door een tank waarvan de binnenzijde is voorzien van een conservering die bestand is tegen een polyglyol. - een luchtdroger geplaatst. De installatie is nog steeds afgevuld met Greenpoint olie TR-15 en functioneert probleemloos.

Krammersluizen In twee hydraulische installaties is de minerale olie Nuto H15 van Esso vervangen door: een synthetische ester Synthetische ester BP Biohyd SE 22 olie is in augustus 1993 toegepast in de bestaande installaties van een tweetal wandschuiven. Later bleek dat de SE 22 een mengsel is van een verzadigde synthetische ester en een minerale olie in de verhouding van ongeveer 40% ester en 60% minerale olie. De minerale olie wordt bij BP toegevoegd om de gewenste lage viscositeit te krijgen. Er zijn geen technische maatregelen uitgevoerd. Na een half jaar deden zich problemen voor met gel-vorming. Volgens BP was de oorzaak van de gel-vorming een restant minerale olie die in het systeem was achter gebleven en waaraan dopes op zink basis waren toegevoegd. Vervolgens zijn de installaties in begin 1994 afgetapt en opnieuw gevuld. Eind 1997 zijn deze weer buiten bedrijf gesteld in verband met problemen door gel-vorming. Volgens BP was de gel-vorming te wijten aan de gebruiksomstandigheden namelijk de lage gebruiksintensiteit en de lage omgevingstemperatuur. Uit nader onderzoek bleek er ook sprake te zijn van bacteriologische infectie. Naar aanleiding hiervan is er besloten de BP Biohyd SE 22 olie niet meer toe te passen bij RWS-objecten binnen Zeeland, en zijn de twee voornoemde installaties afgevuld met de oorspronkelijke Nuto H15 olie.


5


6

Sluizen Zeeuws-Vlaanderen In 1998 was men voornemens bij div. bestaande hydraulische installaties een polyglycol olie toe te passen. Polyglycol De keus was gevallen op Greenpoint olie TR-22 van Van Meeuwen. De olie was toen recentelijk vernieuwd. De aanpassing heeft betrekking op een aangepast additieven pakket waardoor de olie mogelijk in aanmerking zou komen voor het keurmerk “Blauwe Engel”. Naar aanleiding van problemen bij de op dat moment recent afgevulde nieuwe hydraulische installaties van slagboomaandrijvingen met deze olie zijn er aanvullende zwelproeven uitgevoerd op NBR rubber. De gemeten zwelling bedroeg, na 28 x 24h bij 30°C, meer dan 20%. Volgens de VDMA 24568 mag de zwelling niet meer bedragen dan 10%. Inmiddels was deze olie besteld om als proef een bestaande hydraulische installatie van een puntdeur mee af te vullen. Bij openen van de vaten bleek er een witte substantie op de olie te drijven. Volgens de fabrikant betrof dit een anti-oxidant die door een productiefout niet opgelost was. Nadat de olie opnieuw onder de juiste condities was gemengd in de fabriek, bleek het probleem, zij het in mindere mate, nog steeds aanwezig. De lopende bestelling is vervolgens geannuleerd. Uiteindelijk is een gedeelte van de installaties gevuld met een: een synthetische ester Synthetische ester Panolin olie HLP Synth 15 (dit is een verzadigde synthetische ester op basis van minerale grondstoffen) van Heigh Tech Lubricants is in 1998 voor een gedeelte toegepast in de bestaande installaties van de Oosten Middensluis van Terneuzen. De volgende technische maatregelen zijn uitgevoerd: - een luchtdroger als beluchtingsfilter op de olietank geplaatst. - een bypass filterunit met combifiter voor vocht en vuil geplaast. Het vochtgehalte is niet bij alle installaties beneden de voorgeschreven 0,1% te houden. De standtijd van de luchtdrogers en de bypass filters is ongeveer 4 à 5 maanden. Bij nieuwe aanpassingen is hiervoor overmaat aan te bevelen. In overleg met de leverancier is het maximale toelaatbare vochtgehalte waarbij de oorspronkelijke garantiebepalingen van kracht blijven verhoogd naar 0,15 % bij een maximale bedrijfstemperatuur van de olie van 30° C. Uitgangspunt hierbij is dat bij het zogenaamde minuten bedrijf van sluis installaties nauwelijks een temperatuur verhoging in het hydraulisch systeem optreedt, en dat bij een lage temperatuur een iets verhoogd vochtgehalte geen invloed heeft op de veroudering van de olie. Tot op heden voldoet de olie goed.


7

2.2 Ervaringen EWD Noord-Brabant

Sluizen Zuid-Willemsvaart In div. hydraulische installaties is een polyglycol toegepast. Polyglycol Greenpoint olie TR-15 van Van Meeuwen is in 1996 toegepast in de nieuwe installaties van de deuren en schuiven van een viertal sluizen (sluis 10 t/m 13) en een tweetal bruggen. Bij het ontwerp is men uitgegaan van een polyglycol, hetgeen heeft geresulteerd in de volgende technische voorzieningen: - RVS oliereservoirs - NBR afdichtingen en balgen De olie is jaarlijks geanalyseerd, waaruit bleek dat de olie voor verder gebruik geschikt was. Begin 2000 zijn in een tijdsbestek van drie maanden alle hydraulische accumulatoren defect geraakt. Uit een eerste onderzoek kwam naar voren dat het gebruikte balg materiaal niet de oorzaak kon zijn, maar wat wel de oorzaak was heeft men niet kunnen achterhalen. Vervolgens zijn alle accumulatoren vervangen met balgen van hetzelfde materiaal (NBR). Deze accumulatoren vertoonden al na één jaar dezelfde mankementen. Een vervolg onderzoek bracht aan het licht dat de te hoge verhouding werkdruk / accudruk ( > 3 : 1) in combinatie met de polyglycol olie het versneld verouderen van de balgen tot gevolg had. De verhouding werkdruk / accudruk is bij voornoemde installaties 4 : 1. Nadat er accumulatoren voorzien van viton balgen zijn geplaatst hebben zich tot op heden geen bijzonderheden meer voorgedaan. Door een vergissing zijn in 1996 ook een tweetal bestaande hydraulische afsluitbomen gevuld met Greenpoint olie TR-15 i.p.v. Shell Telus T15 (minerale olie) Sommige cilinders liepen vast t.g.v. het zwellen van de rubber afdichtingen, andere vertoonde grote lekkage. Beide installaties moesten worden gereviseerd, wat een schadepost van f 10.000,- met zich meebracht. Tevens dient opgemerkt dat Greenpoint olie TR-22 de vervanger van de TR-15 een andere samenstelling heeft en hierdoor niet het door RWS Noord-Brabant gewenste milieukeurmerk heeft. Naar aanleiding van het bovenstaande is er in 1999 besloten polyglycol (Greenpoint olie) niet meer verder toe te passen bij RWS-objecten binnen Noord-Brabant , en over te stappen op een synthetische ester. Over enkele jaren is voor de hierboven genoemde sluizen een ombouw gepland. Vanaf dat moment zal ook bij deze installaties een synthetische ester worden toegepast.


8

Bruggen en Gemaal Wilhelminakanaal In div. hydraulische installaties is een synthetische ester toegepast. Synthetische ester Panolin olie HLP Synth 15 (dit is een verzadigde synthetische ester op basis van minerale grondstoffen) van Heigh Tech Lubricants is in 1999 toegepast in de nieuwe installaties van de Biest-Houtakkerbrug , Holenakkerbrug en het gemaal Oosterhout. Bij het ontwerp is men uitgegaan van een synthetische ester, hetgeen heeft geresulteerd in de volgende technische voorzieningen: - RVS oliereservoirs toegepast - luchtdrogers geplaatst - bypass filtersystemen geplaatst De olie is jaarlijks geanalyseerd, waaruit bleek dat deze voor verder gebruik geschikt was. Gezien de korte tijd zijn er geen ervaringen te melden dan dat de installaties tot nu toe probleemloos draaien.


9


10

2.3 Ervaringen WED Utrecht

Prinses Irenesluizen In div. hydraulische installaties is een synthetische ester toegepast. Synthetische ester Shell Naturella HF-E-15 is in juli 1998 toegepast in de nieuwe installaties van de schuiven van drie hefdeuren (kolk 1). Bij het ontwerp is het toepassen van een synthetische ester als randvoorwaarde opgenomen, hetgeen heeft geresulteerd in de volgende technische voorzieningen: - RVS oliereservoir - bypass fijnfiltratiesysteem - NBR afdichtingen - een gesloten systeem zodat er geen buitenlucht kan toe treden (volume schommelingen worden opgevangen d.m.v. een balg) - voor het bijvullen van de installatie is er een speciale aansluiting op de pomp van het fijn filtersysteem geplaatst om te voorkomen dat er buitenlucht toe kan treden De olie is gedurende twee jaar ieder kwartaal geanalyseerd, waarbij regelmatig een verhoogd vochtgehalte is geconstateerd. Vervolgens is de olie jaarlijks geanalyseerd, waarbij wederom een verhoogd vochtgehalte is geconstateerd. Het maximale toelaatbare vochtgehalte is tot op heden niet overschreden, maar blijft een aandachtspunt. Ook leert de praktijk dat de wijze waarop een monster genomen wordt van invloed kan zijn op de uitslag van het aanwezige vochtgehalte. Het nemen van een monster moet dus zeer zorgvuldig worden uitgevoerd. De installaties functioneren tot op heden probleemloos.

Prinses Beatrixsluizen In div. hydraulische installaties is een synthetische ester toegepast. Synthetische ester Shell Naturella HF-E-15 is in januari 1999 toegepast in de nieuwe installaties van de schuiven van vier hefdeuren (kolk 1 + kolk 2). De technische voorzieningen die zijn getroffen zijn gelijk aan die van de hierboven beschreven Prinses Irenesluizen. De olie is ieder kwartaal geanalyseerd, waarbij de ervaringen niet anders waren dan die van de Prinses Irenesluizen. De installaties functioneren tot op heden probleemloos.

Prins Bernhardsluizen Op dit moment worden er voorbereidingen getroffen om de conventionele aandrijvingen van de schuiven en de deurbewegingen te vervangen door hydraulische aandrijvingen. Gelet op de ervaringen tot nu toe zijn we voornemens ook in deze installaties een synthetische ester toe te passen.


11

3. Overzicht praktijkervaringen

soort hydraulisch e olie

plantaardig

polygycol

synthetische ester

type / merk

type / merk

type / merk

BP Biohyd 32

WED Zeeland bestaande installaties

Gr. Point Gr. Point TR-15 TR-22 van van meeuwe meeuwe n n

goed

goed

slecht

BP Biohyd SE 22

Naturella Panolin HF-E 15 olie HLP shell Synth 15 HTL

kreekra k goed

goed

kramme rzeer

slecht WED Zeeland nieuwe installaties EWD N-Brabant bestaande installaties EWD N-Brabant nieuwe installaties WED Utrecht bestaande installaties WED Utrecht nieuwe installaties

slecht geen

geen

slecht geen

geen

geen

redelijk / goed

redelijk / goed

geen

geen

geen

geen

goed

geen

goed


12

4.

Aandachtspunten, voorstel & conclusies

4.1 Aandachtspunten Onder het begrip synthetische esters valt een scala van producten met sterk uiteenlopende kwaliteit en prijs. Vele zijn op basis van plantaardige grondstoffen. Het vochtgehalte is een belangrijk aandachtspunt, omdat een te hoog vochtgehalte consequenties kan hebben voor de hydraulische installatie zoals kristalvorming bij lage temperaturen, roestvorming, verminderde smeereigenschappen en cavitatie. Voor het bepalen van het vochtgehalte zijn er twee gangbare methodes namelijk de Karl Fisher Vulometrische en de Karl Fisher Coulometrische. Het is gebleken dat de uitkomsten van beide methoden sterk afwijken en niet zonder meer onderling te vergelijken zijn. Beiden methoden meten het niet opgeloste water in de olie. Bij de eerste methode is de hoeveelheid reagens een maatstaf voor het vochtgehalte. Bij de Karl Fisher Coulometrische methode is de stoomsterkte om de reagens direct na de reactie te regenereren een maatstaf voor het vochtgehalte. Momenteel is deze laatste methode de meest gangbare.

4.2 Voorstel Het is wenselijk dat er binnen Rijkswaterstaat kennis en inzicht beschikbaar zijn m.b.t. de ontwikkelingen en van de consequenties van toepassing van milieuvriendelijker oliën. Richt hiervoor een centraal aanspreekpunt in voor het verzamelen van informatie en het geven van advies op dit gebied. Ook in het eindrapport (kenmerk: RW97.081) van de werkgroep is gesteld dat het wenselijk is een centraal kennispunt met betrekking tot milieuvriendelijker oliën te creëren.


13

4.3 Conclusies Plantaardig: Het resultaat van de proef met BP Biohyd 32 is positief. Er zijn geen vervolgproeven gedaan met deze olie omdat TNO onderzoek heeft aangetoond dat het gebruik van een raapzaadolie voor vitale objecten niet verantwoord is. Polyglycol: De resultaten van de proeven met Greenpoint olie TR-15 waren redelijk tot goed. De resultaten van de proeven met Greenpoint olie TR-22 waren slechter. De TR-22 is de vervanger van de TR-15, en heeft een andere samenstelling met een aangepast additieven pakket. Op basis van de slechte resultaten bij nieuwe installaties en de andere samenstelling heeft de WED Zeeland en de EWD Noord-Brabant besloten deze olie niet meer toe te passen. Synthetische ester De resultaten van de proeven met BP Biohyd SE 22 waren op de Kreekraksluizen positief, en op de Krammersluizen slecht. De resultaten van de proeven met Panolin olie HLP Synth 15 en Shell Naturella HF-E-15 zijn positief.

Op basis van de ervaringen tot op heden is er gekozen voor een Synthetische Ester


14

WED-ervaringen met milieuvriendelijker hydraulische oliën

Recommend Documents