Ein Wärmeträgeröl führt Wärmeenergie von einer Wärmequelle ab. In den meisten Prozessen ist die Wärmequelle entweder eine Heizanlage, die mit flüssigem Brennstoff, Erdgas oder Holz betrieben wird, oder sie besteht aus elektrische Elementen in einem Ölbad, die das zirkulierende Öl erwärmen.

Es gibt jedoch auch modernere Verwendungszwecke. Beispielsweise wird in Solarkraftwerken das Öl durch Sonneneinstrahlung erwärmt. Die abgeführte Wärme wird zur Wasserdampferzeugung genutzt, um Dampfturbinen anzutreiben. Bei Abwärmerückgewinnungssystemen wird das Öl durch heiße Rohre erwärmt, durch die zurückgewonnene heiße Abgase strömen.

Es gibt auch Fälle, in denen die chemische Reaktion oder das hergestellte Teil selbst die Wärmequelle ist, während die Wärme durch die Ölzirkulation abgeführt wird, um die Reaktionstemperatur zu senken oder aufrechtzuerhalten.

Die Komponenten, Leitungsgröße, Pumpengröße und Wärmeaustauschberechnungen für Wärmeübertragungssysteme basieren auf neuen Öleigenschaften, um einen maximalen Wirkungsgrad sicherzustellen.

Wenn sich das Öl jedoch zersetzt, kann sich seine Viskosität durch starkes thermisches Cracken erhöhen oder auch verringern. Möglicherweise werden damit dann auch durch die Zersetzung oder Verunreinigungen bedingte Feststoffe oder Gase transportiert. Für Anlagenbetreiber ist es wichtig, die drei Arten der Zersetzung zu kennen:

• Verunreinigung: extern durch Regen oder Staub, der in das System eindringt, wenn eine dichte Abdeckung fehlt; intern durch eine Undichtigkeit, durch die Prozessmaterial in den heißen Ölstrom gelangt; oder infolge von Komponentenverschleiß.
• Oxidation: durch die Reaktion des heißen Öls mit Sauerstoff aus der Luft. Das Öl wird zunächst dunkler und dicker. Später lagern sich Schlamm und saure Rückständen in Bereichen mit geringem Durchfluss und geringer Verwirbelung an, etwa dem Boden von Tanks oder Ausgleichsbehältern.
• Thermisches Cracken: tritt typischerweise ein, wenn den Flüssigkeitsmolekülen mehr Energie zugeführt wird als sie aufnehmen und abführen können. Dies kann zu einer Senkung des Flammpunkts (und des Siedepunkts) des Öls und zu einer Verschmutzung der Wärmetauscherplatten führen. Die Kohlenstoffablagerung wirkt wie ein Isolator und zwingt den Bediener, den Wärmefluss zu erhöhen, um die Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten.

Mit dem Beginn der Zersetzung treffen die ursprünglichen Wärmeaustauschberechnungen nicht mehr zu, und das System muss zur Kompensierung stärker beansprucht werden, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Dies wirkt sich direkt auf die Betriebskosten aus, da durch die zwangsweise Erhöhung der Temperaturen aufgrund des oxidierten Öls der Kraftstoff- und Stromverbrauch steigen. Durch unlösliche Partikel, die sich in Bereichen mit geringer Verwirbelung ansammeln, steigt zudem der Bedarf an kostspieligen Wartungsmaßnahmen.

Es gibt zwei wichtige Punkte zu berücksichtigen, wenn geprüft wird, ob eine Wärmeträgeröl ausgetauscht werden sollte. Zunächst ist die Art der Anwendung entscheidend. Bei der Kunststoffextrusion können Ingenieure beispielsweise davon ausgehen, dass das Öl zwischen 4.000 und 6.000 Stunden hält. Bei der Lagerung von Asphalt gibt es hingegen Fälle, in denen Betreiber bei ordnungsgemäßer Instandhaltung 25 Jahre lang dasselbe Öl verwenden.

Außerdem spielt die Sorgfalt bei der Instandhaltung und Prüfung zwangsläufig eine Rolle für die Langlebigkeit eines Wärmeträgeröls. Unternehmen, die regelmäßig Ölanalysen durchführen und sich von kompetenten Öllieferanten beraten lassen, werden die Zersetzungsrate kennen und können entsprechend handeln. Sie verringern oder eliminieren dadurch mitunter die Notwendigkeit einer vollständigen Anlagenabschaltung aufgrund eines Ölwechsels. Die Lebensdauer des Anlagenöls kann beispielsweise bereits durch regelmäßiges Ersetzen von nur 10 Prozent des Öls verlängert werden, ohne dass ein vollständiger Ölwechsel erforderlich ist.

Wer auf regelmäßige Tests verzichten, handelt in der Regel reaktiv, wenn die Produktion beeinträchtigt wird. Der Wartungsaufwand ist zu diesem Zeitpunkt bereits erheblich zeitaufwendiger und teurer. Wenn zum Beispiel eine Anlage normalerweise bei knapp 290 °C betrieben wird, kann die Betriebstemperatur im Lauf der Jahre auf über 300 °C ansteigen, da die Anlage aufgrund der Verschmutzung der Wärmetauscherplatten oder der Erhöhung der Ölviskosität gezwungen härter arbeiten muss.

Im schlimmsten Fall einer Zersetzung zirkuliert das Öl nicht ausreichend, um die Produktion aufrechtzuerhalten, oder thermisches Cracken führt dazu, dass der Siedepunkt des Öls der Betriebstemperatur gefährlich nahe kommt, was zu Pumpenkavitation führt und ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Wenn sich das Öl bis zur Unbrauchbarkeit zersetzt hat, ist eine vollständige ungeplante Abschaltung erforderlich, um die Anlage zu entleeren, zu reinigen, zu spülen und mit frischem Öl zu füllen. Dies wirkt sich direkt negativ auf das Geschäftsergebnis aus, da neben den teuren Reparaturkosten mit bis zu vier Tage Produktionsausfall zu rechnen ist.

Gebrauchtölanalyse-Programme sind für die Aufrechterhaltung des Wirkungsgrads und der Effektivität von Wärmeträgerölen von entscheidender Bedeutung. Für Betreiber, die erwägen, die Gebrauchtölanalyse von Wärmeträgerölen in ihren Wartungsplan aufzunehmen oder ihr normales Ölanalyseprogramm für Industrieanlagen auf Wärmeträgeröle auszudehnen, ist es wichtig, die angebotenen Tests zu prüfen. Manche der bei herkömmlichen Industrieschmierstoffen durchgeführten Tests sind für Wärmeträgeröle irrelevant oder unzureichend.

Beispielsweise ist die ISO-Partikelzählung für Zahnrad- und Hydrauliköle nützlich, für Wärmeträgeröle jedoch aufgrund der durch ihren Gebrauch im Lauf der Zeit auftretenden Verdunkelung völlig unbrauchbar. Hingegen gehören Gaschromatografie, Flammpunkttests und die Messung des Feststoffgehalts normalerweise nicht zum regulären Testprogramm, bieten jedoch einen nützlichen Einblick in den Zustand des Öls.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass sich die Ergebnisse gängiger Testverfahren je nach Art des Zersetzung verändern können. Zum Beispiel wird das Öl durch Oxidation dicker, aber durch thermisches Cracken dünner. Treten beide Zersetzungsarten gleichzeitig auf, kann es den Anschein erwecken, als ob das Öl eine normale Viskosität hat. Damit dieses Problem nicht übersehen wird, kann eine Gaschromatografie ein klares und genaues Bild über den Zustand des Wärmeträgeröls liefern.

Bei der Auswahl eines Wärmeträgeröls herrscht der gängige Irrglaube, dass teurere Öle gleichzeitig qualitativ hochwertiger sind. Dies stimmt nur zu einem gewissen Grad. Einige Wärmeträgeröle sind herstellungsbedingt teuer, oxidieren jedoch aufgrund des fehlenden Antioxidationsschutzes schnell. Technische Datenblätter können nützlich sein und Auskunft über die Eigenschaften frischer Öle liefern. Sie bieten jedoch nur wenige Informationen über die Beständigkeit gegen Zersetzung, die für die verlängerte Lebensdauer ausschlaggebend ist.

Um Verwirrung zu vermeiden oder möglicherweise das falsche Öl auszuwählen, sollten sich Betreiber von einem Schmierstoffexperten beraten lassen, der die Formulierung der Öle kennt.

Darüber hinaus sollten unbedingt auch Kundenreferenzen hinzugezogen werden, die einen hilfreichen Einblick in die Praxiserfahrung mit den Ölen bieten. Neben der Beschaffung sollten auch die Betriebs-, Wartungs- und Sicherheitsabteilungen in die Entscheidung einbezogen werden. Wichtig ist, einen Lieferanten zu finden, der ein Produkt anbietet, das den spezifischen Anforderungen des Unternehmens entspricht und nur minimale Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit der Arbeitnehmer hat. Gemäß branchenüblichen Best Practices empfehlen sich auch ein spezielles Testprogramm für thermische Flüssigkeiten sowie sofort verfügbarer lokaler technischer Support, um die Produktivität zu steigern oder aufrechtzuerhalten und die Wahrscheinlichkeit kostspieliger Stillstände und ungeplanter Ausfallzeiten zu verringern.