ISO 4406 Reinheitsklassen-Rechner

Geben Sie die Partikelzählwerte ein, die ein Labor bei 4, 6 und 14 Mikrometern berichtet hat, und der Rechner liefert die dreiteilige ISO 4406-Reinheitsklasse, den Zählbereich hinter jeder Kennzahl und den Abstand des Öls zu einer von Ihnen eingegebenen Zielklasse. Die Klasse verdichtet eine Partikelzählung auf drei Kennzahlen, und genau diese Verdichtung macht sie so leicht misszuverstehen.

Was die drei Kennzahlen sind

ISO 4406 berichtet die Reinheit als drei durch Schrägstriche getrennte Kennzahlen, etwa 18/16/13. Es sind kumulierte Zählwerte, so wie ein Partikelzähler sie ausgibt. Die erste erfasst alle Partikel ab 4 µm(c), die zweite alle ab 6 µm(c) und die dritte alle ab 14 µm(c). Ein Partikel, das groß genug für die dritte Kennzahl ist, wurde in den ersten beiden bereits mitgezählt.

Jeder Kanal beantwortet eine andere Frage:

• 4 µm(c) zählt nahezu alles und verfolgt den feinen Schlamm, der den größten Teil des Verschleißes in einem System verursacht.
• 6 µm(c) liegt zwischen den beiden anderen und bewegt sich meist als erster, wenn ein Filter in den Bypass zu gehen beginnt.
• 14 µm(c) zählt die größeren Partikel, die Ventile blockieren und Oberflächen riefen, und die meisten Spezifikationen sind um ihn herum geschrieben.

Die Skala ist eine Verdopplung je Kennzahl

Eine Kennzahl ist kein Zählwert. Sie ist die Bezeichnung eines Zählbereichs, und jeder Bereich lässt doppelt so viele Partikel zu wie der Bereich darunter. Zwei Tatsachen tragen die ganze Skala:

• Die Verankerung. Mehr als 5 und bis zu 10 Partikel je Milliliter ergeben die Kennzahl 10.
• Die Verdopplung. Jede Kennzahl darüber umfasst den doppelten Zählwert der darunterliegenden, sodass die Obergrenze der Kennzahl n etwa 10 × 2^(n − 10) beträgt und die Kennzahl diejenige ist, deren Obergrenze den Zählwert als erste erreicht.

Alle Angaben sind Partikel je Milliliter. Ein je 100 Milliliter berichteter Zählwert ist durch 100 zu teilen, bevor irgendetwas davon geschieht.

Maßgebend für die Klassengrenzen ist ISO 4406 selbst, und wer Reinheitsziele festlegt, sollte die Norm vor sich haben. Die Verdopplung ist eine Abkürzung und nicht die Tabelle, denn die gedruckten Grenzen sind gerundet. Ein Zählwert, der innerhalb weniger Prozent an einer Grenze liegt, ist aus der Norm abzulesen, und oberhalb der Kennzahl 16 gehen die beiden weit genug auseinander, um ein grenznahes Ergebnis um eine ganze Kennzahl zu verschieben. Am oberen Ende der Skala endet die Klassifizierung, und es wird der Zählwert selbst berichtet.

Zwei Kennzahlen daneben sind viermal so viele Partikel

Weil jeder Schritt eine Verdopplung ist, ist das Verhältnis zwischen zwei Kennzahlen zwei hoch der Differenz zwischen ihnen. Eine Kennzahl bedeutet doppelt so viele Partikel, zwei Kennzahlen viermal so viele und drei Kennzahlen achtmal so viele.

Das ist die Rechnung, die verloren geht, wenn ein Bericht überflogen wird. Ein Öl mit 20/18/15 gegen eine Zielklasse von 18/16/13 sieht aufgeschrieben wie ein knappes Verfehlen aus, und es ist in jedem Kanal die vierfache Partikelfracht. Eine Bauteillebensdauer, die mit der Verschmutzung skaliert, behandelt diese beiden Öle nicht als ähnlich.

Ein Rechenbeispiel

Eine Hydraulikprobe kommt mit 6800 Partikeln je Milliliter ab 4 µm(c), 2100 ab 6 µm(c) und 250 ab 14 µm(c) zurück.

Teilen Sie jeden Zählwert durch die Verankerung von 10 und suchen Sie die erste Zweierpotenz, die ihn erreicht:

• 6800 ÷ 10 = 680. Zwei hoch neun ist 512, das genügt nicht; zwei hoch zehn ist 1024, das genügt. Also ist n − 10 = 10 und die Kennzahl lautet 20.
• 2100 ÷ 10 = 210. Zwei hoch sieben ist 128, das genügt nicht; zwei hoch acht ist 256, das genügt. Kennzahl 18.
• 250 ÷ 10 = 25. Zwei hoch vier ist 16, das genügt nicht; zwei hoch fünf ist 32, das genügt. Kennzahl 15.

Die Klasse lautet 20/18/15. Gegen ein auf 18/16/13 spezifiziertes System liegt jeder Kanal zwei Kennzahlen zu hoch, sodass das Öl zwei hoch zwei, also viermal, die von der Spezifikation zugelassene Partikelzahl führt. Nicht ein wenig schmutzig. Um das Vierfache, in drei von drei Kanälen.

Warum dasselbe Öl zwei verschiedene Klassen liefern kann

Die Zahl, die das Labor zurückgibt, beschreibt die Probe und nicht das System, und die meisten Uneinigkeiten zwischen zwei Berichten sind Uneinigkeiten darüber, wie das Öl entnommen wurde, und nicht über das Öl.

Entnehmen Sie die Probe aus einer druckführenden Leitung im Betrieb, vor dem Filter, bei Betriebstemperatur und laufender Maschine. Eine Probe vom Boden eines beruhigten Behälters liest sich schmutzig, weil der Schmutz dorthin gewandert ist. Eine hinter dem Filter entnommene Probe berichtet über den Filter und sagt fast nichts über die Maschine.

Das Zählverfahren hat seinen eigenen blinden Fleck. Der übliche automatische Zähler arbeitet nach dem Prinzip der Lichtabschattung: das Öl passiert einen Laser, ein Partikel nach dem anderen, und der Schatten jedes Partikels wird vermessen und gezählt. Ein Schatten sagt nicht, was ihn geworfen hat, sodass eingeschlossene Luftblasen, Wassertröpfchen und weiche Verunreinigungen alle als Partikel gezählt werden, und deshalb kann eine feuchte oder frisch geschüttelte Probe eine Klasse ergeben, die keine Filtration verbessern wird.

Beständigkeit schlägt hier Richtigkeit. Eine Entnahmestelle, die leicht falsch, aber immer dieselbe ist, liefert weiterhin einen Trend, auf den sich handeln lässt. Eine wandernde Entnahmestelle liefert eine Reihe zusammenhangloser Zahlen mit Schrägstrichen darin.

Einen Trend lesen statt einer Zahl

Eine Klasse ist eine Momentaufnahme. Das nützliche Signal ist die Richtung, in die sie sich bewegt, und weil die Skala logarithmisch ist, ist ein Anstieg um eine einzige Kennzahl bereits eine Verdopplung der Partikelfracht. Ein System, das im 14-µm(c)-Kanal über drei Proben hinweg von 17 auf 19 wandert, hat die groben Partikel, die am ehesten ein Ventil blockieren, vervierfacht, und es hat das getan, während der Bericht immer noch so aussieht, als ändere er sich in Einerschritten.

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet eine ISO 4406-Reinheitsklasse wie 18/16/13?

Es sind drei Kennzahlen, die eine Ölprobe beschreiben. Die erste erfasst alle Partikel ab 4 Mikrometern je Milliliter, die zweite alle ab 6 Mikrometern und die dritte alle ab 14 Mikrometern. Jede Kennzahl ist die Bezeichnung eines Zählbereichs, und jeder Bereich fasst doppelt so viele Partikel wie der darunter. Die Skala ist so verankert, dass mehr als 5 und bis zu 10 Partikel je Milliliter die Kennzahl 10 ergeben, und maßgebend für die Klassengrenzen ist ISO 4406 selbst. Die Zählwerte sind kumuliert.

Wie viel schmutziger ist ein Öl, das seine Zielklasse um zwei Kennzahlen verfehlt?

Viermal so schmutzig. Jede Kennzahl der ISO 4406 umfasst die doppelte Partikelzahl der darunterliegenden, sodass ein Unterschied von einer Kennzahl den Faktor zwei bedeutet, zwei Kennzahlen den Faktor vier und drei Kennzahlen den Faktor acht. Die Kennzahlen wie gewöhnliche Zahlen zu lesen lässt ein erhebliches Verfehlen wie einen Rundungsfehler aussehen, und das ist mit Abstand die häufigste Art, diese Skala misszuverstehen.

Wo sollte eine Hydraulikölprobe entnommen werden?

Aus einer druckführenden Leitung im Betrieb, vor dem Filter, bei Betriebstemperatur und laufender Anlage. Eine Probe vom Boden eines beruhigten Behälters liest sich schmutzig, weil der Schmutz dorthin gewandert ist, und eine hinter dem Filter entnommene Probe berichtet, wie gut der Filter arbeitet, statt darüber, was in der Maschine geschieht. Immer an derselben Stelle zu entnehmen wiegt schwerer als die Frage, welche Stelle gewählt wird.

Warum folgen die Grenzen der ISO 4406 keinen exakten Zweierpotenzen?

Weil die Norm die Verdopplungen gerundet druckt statt exakt. Die Verdopplung ist die Regel, die sich im Kopf behalten lässt, doch maßgebend für die Grenzen selbst ist ISO 4406. Software, die eine Kennzahl aus einer Zweierpotenz statt aus der veröffentlichten Tabelle berechnet, wird bei grenznahen Zählwerten von einem Laborbericht abweichen, und oberhalb der Kennzahl 16 ist der Abstand groß genug, um ein Ergebnis um eine ganze Kennzahl zu verschieben. Lesen Sie einen grenznahen Wert daher aus der Norm ab.

Was unterscheidet die Kanäle bei 4, 6 und 14 Mikrometern?

Sie verfolgen verschiedene Schäden. Der 4-Mikrometer-Kanal zählt nahezu alles und folgt dem feinen Schlamm, der den größten Teil des Verschleißes verursacht. Der 14-Mikrometer-Kanal zählt die gröberen Partikel, die Ventile blockieren und Oberflächen riefen, und die meisten Spezifikationen für Betriebsmittel sind um ihn herum geschrieben. Der 6-Mikrometer-Kanal liegt dazwischen und bewegt sich meist als erster, wenn ein Filter in den Bypass zu gehen beginnt statt zu filtern.