pH-Wert sinkt im Kühlschmierstoff: 7 Ursachen und was Sie tun sollten
Warum sinkt der pH-Wert in der KSS-Emulsion? Die 7 häufigsten Ursachen von Keimbewuchs bis Fremdöl-Eintrag — und was Sie dagegen tun können.
Warum ist der pH-Wert im KSS so wichtig?
Der pH-Wert ist einer der wichtigsten Indikatoren für den Zustand einer KSS-Emulsion. Ein stabiler pH-Wert im Sollbereich (8,0–9,5) zeigt an, dass die Emulsion biologisch und chemisch stabil ist. Sinkt er, beginnen Probleme.
Was ist eine Kühlschmierstoff-Emulsion?
Eine KSS-Emulsion ist eine Öl-in-Wasser-Emulsion: Das Kühlschmierstoff-Konzentrat wird mit Wasser angesetzt, Emulgatoren halten die feinen Öltröpfchen im Wasser in der Schwebe. Die TRGS 611 fasst Emulsionen und Lösungen unter dem Begriff „wassergemischte Kühlschmierstoffe“ zusammen — die Hinweise auf dieser Seite gelten für Emulsionen im Betrieb an der Maschine.
Richtig ansetzen: Das Wasser wird vorgelegt, das Konzentrat wird hineingemischt. Bei umgekehrter Reihenfolge entsteht eine Wasser-in-Öl-Emulsion, die nicht die gewünschten Eigenschaften hat und bis zu einer cremeartigen Konsistenz führen kann (DGUV Regel 109-003, Abschnitt 6.2.2).
Woran Sie erkennen, dass die Emulsion kippt
Der pH-Wert ist nur ein Messwert von mehreren. Die DGUV Regel 109-003 nennt im Zusammenhang mit dem Betrieb wassergemischter Kühlschmierstoffe unter anderem diese wahrnehmbaren Veränderungen:
| Beobachtung an der Emulsion | Was Sie prüfen |
|---|---|
| Verfärbung | Geruch, pH-Wert, Keimbefall |
| Schaumbildung | Konzentration, Wasserqualität, Reste von Tensiden |
| Schleimige Beläge (Biofilm) oder aufschwimmende Biomasse | Keimzahl, Umwälzung, Reinigung des Kreislaufs |
| Verstopfte Leitungen, Filter oder Pumpen | Biofilm, Späne, Fremdöl |
| Trennung in Wasser- und Ölphase | Konzentration, pH-Wert, Hinweise des Herstellers |
Die Spalte „Was Sie prüfen“ ist eine praktische Einordnung, keine Vorgabe der Regel. Der Muster-Prüfplan der DGUV Regel 109-003 sieht vor, Aussehen und Geruch täglich zu kontrollieren. Der pH-Wert wird nach TRGS 611 (Nr. 5.9) wöchentlich kontrolliert, der Nitritgehalt grundsätzlich ebenfalls wöchentlich (Nr. 5.3).
Der richtige pH-Bereich: Grenzwerte nach TRGS 611
Die TRGS 611 gibt keinen exakten Sollwert vor, da dieser herstellerabhängig ist. Das Produktdatenblatt des Konzentrat-Herstellers definiert den zulässigen Bereich. Typisch: pH 8,5–9,3 für Emulsionen in der Stahl- und Aluminiumbearbeitung.
Auch für den Abfall nennt die TRGS 611 keine feste Zahl. Der Muster-Prüfplan der DGUV Regel 109-003 misst ihn gegen den pH-Wert der Erstbefüllung (Angaben des Herstellers beachten): Bei einem Abfall von mehr als 0,5 gelten die Maßnahmen nach Empfehlung des Herstellers, bei mehr als 1,0 ist gegebenenfalls der KSS auszutauschen und der Kreislauf zu reinigen. Als praktische Faustregel gilt deshalb: Sinkt der pH-Wert in Richtung 8,0, wird gehandelt — dann sind zügig Maßnahmen nötig.
Ursache 1–3: Biologische Ursachen
Ursache 1: Bakterienbewuchs Aerobe und anaerobe Bakterien bauen Emulgatoren und Biozide ab. Ihr Stoffwechsel produziert Säuren, die den pH-Wert senken.
Ursache 2: Pilzbefall Schimmelpilze bevorzugen leicht saures Milieu. Haben sie sich erst etabliert, beschleunigen sie den pH-Abfall.
Ursache 3: Fäulnis Überalterte, stark kontaminierte Emulsionen mit hohem Keimgehalt erzeugen organische Säuren als Stoffwechselprodukte.
Ursache 4–5: Chemische Ursachen
Ursache 4: Verdünnung durch Wassernachspeisung Wenn nur Wasser nachgespeist wird (z.B. nach Verdunstung), sinkt die Konzentration. Damit geht oft auch der pH-Wert zurück. Die aktuelle Konzentration und die fehlende Konzentratmenge ermitteln Sie mit dem Rechner: KSS-Konzentration berechnen.
Ursache 5: Abbau von Korrosionsschutz-Additiven Alkalische Verbindungen wie Alkanolamine puffern den pH-Wert. Werden sie verbraucht, sinkt die Pufferkapazität.
Ursache 6–7: Betriebliche Ursachen
Ursache 6: Fremdöl-Eintrag Maschinenöle (Hydrauliköl, Schmieröl) haben oft einen niedrigen pH-Wert und fördern Bakterienwachstum durch organischen Kohlenstoff als Nährstoffquelle.
Ursache 7: Späne-Akkumulation Metallspäne — besonders Gusseisen und Grauguss — reagieren mit der Emulsion und können den pH-Wert verschieben.
Was tun? Sofortmaßnahmen und präventive Pflege
Bei pH-Wert 8,0–8,3: Konzentrat nachgeben, Messung wiederholen.
Bei pH-Wert unter 8,0: Keimzahlmessung veranlassen, ggf. Biozid-Auffrischung, bei Bedarf Wechsel.
Präventiv: Regelmäßige Fremdöl-Abscheidung, Feinstfiltration, wöchentliche Messung nach TRGS 611.
Häufige Fragen zur Kühlschmierstoff-Emulsion
Wie setze ich eine Kühlschmierstoff-Emulsion richtig an?
Wasser vorlegen, Konzentrat hineinmischen — nie umgekehrt. Mischverhältnis und Wasserqualität gibt das Produktdatenblatt des Herstellers vor. Das Ansetzwasser sollte nach TRGS 611 nicht mehr als 50 mg/l Nitrat enthalten (Tabelle 2, Nitratgehalt des Ansetz- bzw. Nachfüllwassers).
Wie oft muss ich die Emulsion prüfen?
Aussehen und Geruch täglich, pH-Wert und Nitrit wöchentlich. Bei dauerhaft niedrigen Nitritwerten (dreimal in Folge unter 10 mg/l) und lückenloser Dokumentation lässt die TRGS 611 für Nitrit ein längeres Intervall von maximal vier Wochen zu. Welche Prüfungen die TRGS 611 verlangt, steht im Beitrag TRGS 611: Prüfpflichten für Kühlschmierstoffe.
Wie viel Nitrit darf die Emulsion enthalten?
Nach DGUV Regel 109-003 (Abschnitt 7.1.1) dürfen wassergemischte Kühlschmierstoffe nach TRGS 611 nicht mehr als 20 mg/l Nitrit enthalten.
Warum trennt sich die Emulsion in Öl und Wasser?
Eine Trennung in Wasser- und Ölphase gehört zu den Veränderungen, die die DGUV Regel 109-003 nennt. Typische Ansatzpunkte sind die Konzentration, der pH-Wert und der mikrobielle Abbau der Emulgatoren (siehe Ursachen 1–3). Messen Sie zuerst und fragen Sie bei anhaltender Trennung den Hersteller des Konzentrats.
Wann muss die Emulsion gewechselt werden?
Eine feste Standzeit gibt es nicht. Entscheidend sind Messwerte und Zustand der Emulsion. Was ein Wechsel kostet und woran Sie den richtigen Zeitpunkt erkennen, steht im Beitrag Kühlschmierstoff wechseln: Zeitpunkt und Kosten.
pH-Wert-Trends erkennen bevor Grenzwerte gerissen werden
Mit KSSManager sehen Sie die pH-Entwicklung über Wochen in einem Trenddiagramm. Ein schleichend sinkender pH-Wert löst automatisch eine Warnung aus — bevor der kritische Grenzwert erreicht ist.