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文檔簡介
1、油液監(jiān)測技術在機械設備中,摩擦副的相對運動會產(chǎn)生摩擦磨損,為了減少這些摩擦能量消耗和磨損材料消耗,通常的做法是向運動表面之間加入潤滑劑,這些潤滑劑相當于機械設備的“血液”,在機械設備中起著密封,潤滑,冷卻,清洗和防腐等作用,但其本身卻也“藏污納垢”,攜帶著機械加工產(chǎn)物和外來污染物,包括零部件的磨損顆粒,腐蝕產(chǎn)物,潤滑油和添加劑經(jīng)一系列物理化學變化而形成的膠質(zhì)、瀝青、油泥及熱工機械燃料燃燒產(chǎn)物等,這些物質(zhì)均與設備及潤滑油的工作狀態(tài)密切相關,因此,對使用中的潤滑油所包含的摩擦副表面材料的摩擦磨損特性及潤滑油本身性能變化等摩擦學系統(tǒng)信息進行監(jiān)測分析具有重要意義。 有的習慣用手模、眼看、鼻聞,不肯配備
2、基本檢測儀器設備付代價。 有相當部分工礦企業(yè)無檢測儀器,連最基本的油品理化分析儀器都不具備,油液在使用中無什么控制手段,評價油全靠眼看手模,導致機械設備磨損嚴重,修理頻繁。有的以直觀的潤滑油變黑簡單斷定潤滑油“臟了”,該換了,實際反而是該潤滑油的清洗性能很好。個別電廠為透平油配備了為數(shù)不多的粘度、水分、閃點、酸值、抗乳化等儀器,但所使用的標準是落后的,試驗方法也各行其是,沒有統(tǒng)一按國家標準進行;一些用油單位,對假冒油品缺乏把關手段?;蕪S,購買油后,用手觸摸有顆粒,供油單位聲稱是添加劑,該廠相信當做正品付款,可見對油品知識多么缺乏。有相當數(shù)量的企業(yè)不肯花錢配備一套常規(guī)油品化驗儀器,至于油液綜合
3、檢測就更無從談起。油液監(jiān)測技術是利用光學、電學、磁學等技術手段,對采集到的設備潤滑油樣品的理化指標,所攜帶磨粒和外界污染物顆粒等進行分析,從而獲得設備的潤滑狀態(tài)和磨粒信息,同時可以定性和定量的描述設備的磨損狀態(tài),評價設備工況,預測故障先兆,并可以據(jù)此確定故障部位、原因和類型,而這一切均可以在設備正常運行的情況下實現(xiàn),對保證設備長周期連續(xù)安全工作有著十分重要的意義。延長設備使用壽命,創(chuàng)造更大的生產(chǎn)價值 設備是企業(yè)生存與發(fā)展的根本,通過專業(yè)化設備監(jiān)測工作,能提升企業(yè)設備管理水平,有效延長設備的使用壽命。效果美國陸軍每年處理130萬個油樣,每年從所有的項目中節(jié)省大約1億5千萬美元的費用。 按國外經(jīng)驗
4、推算,我國僅從改進機械設備潤滑、采用節(jié)能潤滑技術和節(jié)能型潤滑劑,近期可節(jié)約重油200萬噸,電力100億KWH,總價值折合60億100億元人民幣。同時由于搞好機械設備的潤滑與監(jiān)測維修,減少因摩擦、磨損而更換零部件所造成的停機誤產(chǎn)所產(chǎn)生的效益約為300億500億元人民幣。 油液監(jiān)測技術:以機械潤滑油樣作為分析對象,借助現(xiàn)代分析儀器,通過分析被監(jiān)測設備的油液的性質(zhì)變化和攜帶的磨損微粒的情況,獲得設備潤滑和磨損狀態(tài)的信息,評價設備的技術狀態(tài)和預測故障部位,并確定故障原因、類型的技術??梢园言O備診斷中的油液分析比如人體化驗血來診斷疾病。 油液監(jiān)測是一門新型的綜合性工程技術,是大型機械設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診
5、斷的有效手段,在各行業(yè)中發(fā)揮重要作用。潤滑油為什么需要檢測?磨損是相互接觸的物體在外力作用下進行相對運動時,表層材料不斷損傷的過程,它是伴隨摩擦而產(chǎn)生的必然結果,是生產(chǎn)生活中普遍存在的現(xiàn)象,因此機械設備在運行過程中的磨損是不可避免的,但同時其所造成的危害和損失也是巨大的。設備失效中約80%是因為設備潤滑故障導致部件異常磨損而引起;柴油機中約70%的故障是因為油品污染引起的,其中50%是磨損造成的;滾動軸承中約40%的失效與損壞是由于潤滑不當而導致;齒輪箱中約50%的故障與齒輪的潤滑不良和異常磨損有關;液壓系統(tǒng)中約70%的故障來自于液壓介質(zhì)的污染,導致液壓元件的失效。油液監(jiān)測技術油液監(jiān)測作用:
6、通過對油品的理化指標、污染度檢測、光譜及鐵譜數(shù)據(jù)的綜合監(jiān)測分析, 1、潤滑油的質(zhì)量評定:有效可靠的分析評定新油及設備在用油的質(zhì)量; 2、設備潤滑狀態(tài)評價:發(fā)現(xiàn)在用油的劣化程度及污染原因,為設備提供合理潤滑方式和換油周期; 3、設備磨損故障診斷:通過對設備在用油中磨損金屬顆粒的定量、定性分析,監(jiān)測診斷設備主要摩擦副的磨損失效狀態(tài),預測設備的磨損情況,診斷故障部位、原因和程度,指導企業(yè)及時采取視情維修措施,保證設備安全運行。油液監(jiān)測技術如上海鐵路局工務段在開展油液監(jiān)測之前,在用的20臺機械均采用每年度一律換油的液壓油管理方式,浪費很大。通過多年對各種機械設備液壓油的監(jiān)測,總結出液壓油經(jīng)過一年的使用
7、后理化指標大多合格,只是污染度超標的規(guī)律。通過油液監(jiān)測,再利用精細濾油機過濾后,在受監(jiān)控的25臺機械中,一年僅有4臺更換液壓油,還不到總量的1/5,以平均每臺機械的液壓油量為300L計算,可減少油料供應逾2000L,節(jié)約支出上百萬元以上,由此產(chǎn)生的經(jīng)濟效益十分可觀。油液監(jiān)測技術如美國Pall公司做的試驗結果表明,如果清除油液中與元件配合間隙相當尺寸的固體顆粒,可對系統(tǒng)產(chǎn)生良好的效果,滾動軸承的疲勞壽命延長了50倍,閥類元件的壽命提高5300倍。瑞典SKF軸承商也做過有益的試驗:清除潤滑油中25微米固體顆粒,滾動軸承疲勞壽命延長1050倍,清除潤滑油中1微米固體顆粒,滾動軸承壽命在疲勞極限范圍內(nèi)
8、可無限長。因此細薄的潤滑油膜在設備的運轉(zhuǎn)過程中起到了支撐作用,世界運行在10微米的潤滑油膜上。油液監(jiān)測技術例:如天津港務局在八十年代以前,不注重設備的潤滑管理工作,設備用油不分質(zhì)量、等級標準,采購人員買什么油就用什么油,在使用過程中也沒什么控制手段,導致機械設備磨損嚴重,修理頻繁。按原來制定的規(guī)定吊車的小修周期是1800運行小時進行修理,而同樣的機器在國外保證6000運行小時無修理,相差如此懸殊。經(jīng)抽潤滑油樣化驗分析,結果發(fā)現(xiàn)80油樣不合格,后來他們重新選擇CD、CF柴油機油,CKD重負荷工業(yè)齒輪油,HM抗磨液壓油等進行了更新?lián)Q代,并購置了粘度測定儀、顆粒計數(shù)器等儀器進行檢測,結果吊車不修理壽
9、命達30000小時/10年,與原修理間隔之比差10倍,為港口創(chuàng)造近千萬效益。油液監(jiān)測技術如豐田威馳保養(yǎng)手冊上對換油周期的規(guī)定,不論是用長城SJ級還是SL級潤滑油,不論是多塵崎嶇道路、城市道路還是長途行駛,換油周期一律都是規(guī)定為5000公里。實際上5000公里是潤滑油粘度剛剛進入狀態(tài)最好的平穩(wěn)期,此時換掉感覺很可惜,因為此型號潤滑油經(jīng)過6種車型行使2萬公里以上不換油實際測試可知,潤滑油主要指標的劣化程度很低,2萬公里還遠不是極限。如果延長一倍的換油周期,消費者就會少買一半的單,同時也會少產(chǎn)生一倍的廢油。所以規(guī)定5000公里的換油周期不符合目前國際發(fā)展的趨勢,不符合節(jié)能、環(huán)保的原則,也不符合消費者
10、的利益。按時換油不符合合理用油的原則,只有通過對油液的檢測,實行按質(zhì)換油,才能既保證設備的充分潤滑,又能夠合理延長油液使用壽命。油液監(jiān)測技術 潤滑油的作用 潤滑油是機械設備的“血液”,它在機械設備中起著重要作用。 1、潤 滑 2、密封 3、冷 卻 4、清 洗 5、防 腐 據(jù)介紹,機械設備的失效70%以上是由磨損引起的,相互接觸而又有相對運動的機件均存在磨損,為了減少磨損,經(jīng)常采用潤滑的措施,所以,機器或設備的潤滑介質(zhì)或工作介質(zhì)中包含有豐富的摩擦副工作信息特別是磨損信息。那么,如何獲取這些豐富的信息呢?油液監(jiān)測技術目前,較為廣泛和有效的油液監(jiān)測技術手段主要有潤滑劑分析和磨損微粒分析兩種。前者通過
11、監(jiān)測由于添加劑損耗和基礎油衰變導致的油品理化性能指標變化程度來監(jiān)測設備潤滑狀態(tài)及由于潤滑不良導致的設備故障;而后者則是通過對潤滑油中攜帶的磨粒形貌、尺寸、數(shù)量、顏色等參數(shù)的監(jiān)測達到對設備摩擦狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的目的。潤滑油性能的劣化一方面可能是潤滑油本身性能下降,另一方面也很可能是設備磨損造成的;同樣,磨粒的產(chǎn)生一方面可能是設備自身故障導致磨損,另一方面也可能潤滑油劣化導致的。兩者互為因果,潤滑油的劣化必然導致磨損加劇,磨粒增多,反之,摩擦副失效也會污染潤滑油,導致潤滑油性能下降,因此在監(jiān)測中兩種手段并不是簡單的疊加,而是利用潤滑油作為設備磨損信息的載體,對設備摩擦學系統(tǒng)產(chǎn)生的故障實施診斷,只
12、是前者更側(cè)重于分析潤滑油的理化指標和受污染程度,后者則側(cè)重研究摩擦學系統(tǒng)中摩擦副的磨損狀態(tài),孤立的分析潤滑油劣化和摩擦副磨損的問題只會導致錯誤的結論。 油液監(jiān)測技術 組成: 油液監(jiān)測技術至今已陸續(xù)組成以 理化分析技術 鐵譜技術 光譜技術 顆粒計數(shù)技術 紅外光譜技術 為基本硬件構架,和以數(shù)據(jù)庫、診斷庫、知識庫為基本軟件平臺的油液監(jiān)測系統(tǒng)。油液監(jiān)測技術4 、油液的監(jiān)測技術方法 油液的監(jiān)測技術方法很多,主要的有以下六種: 1、理化分析技術 4、污染度測試(顆粒計數(shù)) 2、磁塞檢測法 5、光譜技術 3、紅外光譜技術 6、鐵譜技術 主要油液監(jiān)測技術的比較 定量形態(tài)分析成分分析適用粒度范圍/m 速度實驗室
13、條 件投資成本理化分析準不可一般一般低光譜準不可可10-1-1快高高鐵譜較準可可1103直讀式快分析一般一般一般紅外光譜準不可可分子級較快一般高顆粒計數(shù)準不可不可1103較快一般高油液監(jiān)測技術不同的油液監(jiān)測方法的檢測效率受磨粒粒度的影響油液監(jiān)測技術 、油液的取樣技術(規(guī)定) 柴油機及螺旋槳軸系是艦艇的重要動力裝置,也是最容易發(fā)生磨損失效故障的主要部位,對這些設備實施油液監(jiān)測,是艦艇實現(xiàn)現(xiàn)代化科學管理和采用以預防為主的狀態(tài)維修體制的最有力和最可靠的保證。通過油液監(jiān)測可對設備的磨損狀況以及對設備故障進行早期預報、預防,確保設備技術狀態(tài)完好,有效地控制修理費的支出,防止設備機損事故的發(fā)生。油液的取樣
14、技術 為保證油液監(jiān)測和設備診斷的周期性和可靠性,正確獲取有代表性的油樣是至關重要的環(huán)節(jié),為此,根據(jù)有關規(guī)定和要求,特制定潤滑油取樣與送檢規(guī)定如下: (1)取樣應由專人負責,取樣人員應有強烈的事業(yè)心和對取樣工作高度認真、負責的工作態(tài)度和工作作風。艦艇設備取樣指定為班長負責。 (2)取樣最好應為無色透明的清潔玻璃瓶,但考慮玻璃瓶易破碎、泄漏,現(xiàn)采用干燥的塑料瓶。取樣后,應立即貼好標簽,并認真填好標簽上的有關內(nèi)容,寫明艦艇舷號、油液牌號、取樣日期等,其中“設備名稱”填寫前(后)機艙左(中、右)主機(副機或停泊電機),“設備使用時數(shù)”填寫最近一次進廠修理后至今設備工作時數(shù),“滑油使用時數(shù)”填寫現(xiàn)用滑油
15、換油至今工作時數(shù)。 油液取樣技術油液取樣技術油樣瓶標簽 保障基地質(zhì)量控制室單位名稱艦艇名稱艦艇舷號油液牌號機械名稱設備運行時數(shù)取 樣 點油液使用時數(shù)取 樣 人取樣日期備注 ()取樣周期:按艦艇裝備監(jiān)測技術大綱規(guī)定,設備每工作100-200小時取樣一次,由艦員負責取樣,編大隊、艦員進行簡易分析;每工作300-400小時,由基地級進行祥細分析。執(zhí)行重大任務、等級修理前后、有異常時隨時取樣,根據(jù)監(jiān)測需要隨時監(jiān)測。尾軸每3-6個月取油樣一次,最長不應超過6個月。若發(fā)現(xiàn)運行狀態(tài)異常時,應隨時取樣,及時送檢。根據(jù)油樣監(jiān)測情況,必要時應增加取樣密度,以防止發(fā)生設備意外機損事故。 油液取樣技術油液取樣技術 (
16、4)取樣量:每次取樣150-300ml,對需做滑油粘度、水分檢測或異常樣品須取樣500ml。一般要求取油量是配發(fā)油樣瓶的3/4。 (5)取樣時機:取樣應在機械設備運行狀態(tài)下進行。特殊情況必須停機取樣時,應在停機后30分鐘內(nèi)取樣。 (6)取樣部位:對中、高速柴油機,每次取一個系統(tǒng)油樣即可;對單缸獨立潤滑系統(tǒng)的柴油機應分缸取樣。取樣部位一般定在回油管放油閥、濾器前、曲軸箱等部位。當送檢油樣僅測理化指標時,也可在進機前位置取樣。關鍵是確保所取油樣應具有代表性,能正確反映所監(jiān)測設備的磨損情況。取樣部位一經(jīng)確定,每次取樣應在同一個部位進行。 油液取樣技術 (7)取樣時,必須保證取樣口周圍清潔,無污染雜質(zhì)
17、。應先從取樣口放掉一部分油后,再接取擬送檢的油樣,保證送檢油樣的均勻性與代表性。 (8)取樣后應立即蓋緊取樣瓶蓋,防止泄漏(在蓋取樣瓶蓋之前,禁止用任何物品擦拭取樣瓶?。┤缓髮悠菲客獗聿粮蓛?,貼牢標簽(取樣卡),防止脫落,并保持標簽清潔、字跡清楚,盡量避免油漬污染。 油液取樣技術 (9)凡首次對某一設備進行油液監(jiān)測取樣送檢時,還應提供一個與該設備所取油品牌號完全相同的新油作比較用,當該設備更換不同牌號的油品時,應重新送該牌號新油,以確保監(jiān)測結果的連續(xù)性與準確性。 (10)艦艇取油樣后,及時送監(jiān)測中心檢測。油液取樣技術 常規(guī)理化分析主要是對油樣通過理化試驗的方法測定其理化指標,再根據(jù)國標規(guī)定判
18、斷性能是否處于正常范圍內(nèi),能否保證潤滑狀態(tài)符合設備使用要求,防止設備因為潤滑油選型錯誤、新油質(zhì)量問題、油品污染變質(zhì)和性能劣化導致潤滑不良,從而造成設備異常磨損故障。主要的監(jiān)測項目有:粘度、水分、閃點、機械雜質(zhì)、凝點、不溶物、抗氧化性、抗乳化性、抗泡沫性、抗磨性和極壓性等。對企業(yè)而言,對潤滑油的理化性能監(jiān)測的目的主要有兩點:一是新用油是否滿足設備正常工作的需要,防止使用錯誤牌號的油品或劣質(zhì)潤滑油造成設備異常磨損;二是對設備在用油進行定期監(jiān)測,判斷潤滑油是否可以繼續(xù)使用,并通過理化指標的變換判斷設備的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)故障先兆,指導故障維修。油液理化檢測技術油液理化檢測技術 油液的理化性能檢測 物
19、理性能指標主要的有粘度、水分、閃點、機械雜質(zhì)、斑點測試、抗氧化性、抗乳化性、抗磨性等。 化學性能指標主要的有總酸值、總堿值、防腐性、防銹性、氧化安定性、添加劑元素分析。油液理化檢測技術(1)粘度的檢測 粘度是潤滑油的最主要性能指標,它表示滑油的承載能力和流動性,粘度是各種機械設備選油(換油)的主要依據(jù)。設備潤滑主要靠潤滑油膜起減磨作用。 粘度太?。弘y以形成足夠厚度的潤滑油膜,不能起到有效的抗磨作用; 粘度太大:將增大機械的運動阻力,冷卻和沖洗作用變差。 綜合考慮:在保證良好潤滑的前提下,盡可能選擇低粘度的潤滑油。 粘度檢測作用:作為機械設備選油(換油)的主要依據(jù),也是檢測機械設備故障的一種手段
20、。油液理化檢測技術粘度的檢測檢測儀器:KV-4粘度測試儀。檢測方法: 按照GBT265石油產(chǎn)品運動粘度測定法和動力粘度計算法的規(guī)定。更換標準: 柴油機油和汽油機油是100運動粘度變化率超過25%時,必須更換。 液壓油是100運動粘度變化率超過20時,必須更換。油液理化檢測技術 如:廣東湛江港務局某船舶柴油機原來使用的是CC40級柴油機油,由國內(nèi)某著名潤滑油公司生產(chǎn)。但發(fā)現(xiàn)在使用過程中油的粘度增加較快,還未到換油周期就增加到粘度的上限報警值。對此有關技術人員認為是該油級別較低所造成的,改用CD40級柴油機油,但在使用一段時間后仍發(fā)現(xiàn)粘度還是增長較快,故懷疑該機油質(zhì)量有問題,并且希望找出機油粘度增
21、長過快的原因。 粘度上升的原因很多,首先確定有關檢測項目,從檢測數(shù)據(jù)的變化來分析在用油品粘度升高的原因,下表是對該機所用新油和舊油的有關檢測結果。 CD40柴油機油新、舊油理化性能檢測檢測項目舊油 新油狀態(tài) 試驗方法運動粘度(100 ) / (mm2 s - 1 )18.714.3超標GB/T265-1988水分(%)0.030.0基本正常GB/T260-1977總堿值(mgKOHg-1)5.97.3基本正常ASTM D 2829不溶物的質(zhì)量分數(shù)(%)1.30.01超標DB/T8926-1988添加劑元素的質(zhì)量分數(shù),Ca/ l0-6 Mg/l0-6 Zn/ l0-6 P/ l0-6211716
22、551517256021658630基本正常ASTM D6595油液理化檢測技術原因分析 從上述檢測結果來看,新油的檢測結果符合CD40柴油機油的質(zhì)量標準,舊油的總堿值和添加劑元素含量下降不大,基本上在正常范圍,說明機油的有關添加劑性能還穩(wěn)定。另外舊油的水含量也在正常允許范圍,但舊油的粘度和不溶物都較高,超出了換油標準。 排除新油的質(zhì)量問題,從柴油機的運行狀況來分析,導致機油粘度上升的原因主要有柴油機持續(xù)高溫運行、柴油機漏氣嚴重、油品使用時間過長,以及油中進水等多方原因。現(xiàn)場了解柴油機冷卻系統(tǒng)很好,且很少持續(xù)高溫運行, 油中也未進過量水分,使用時間也未達到檢修期。從檢測數(shù)據(jù)來看,舊機油不溶物含
23、量較高,用鐵譜分析方法觀察到油中有較多的油泥。這表明舊油的不溶物主要是由高溫氧化形成的油泥所組成。油泥增加,勢必使油品的粘度上升,由上述分析基本推斷潤滑油粘度上升的原因可能是因燃氣泄漏,使柴油機曲軸箱中潤滑油局部高溫氧化,造成了油泥的增加。 港務局船舶公司在接到檢測分析報告后,對柴油機進行解體檢查。發(fā)現(xiàn)該機的缸套、活塞環(huán)尺寸普遍都超出了規(guī)定范圍。原因是該機在上次大修時,因進口備件較貴,采用了國產(chǎn)活塞環(huán),在裝配及活塞環(huán)尺寸上有些問題,從而導致了缸套和活塞環(huán)的配合間隙過大,大量燃氣進入曲軸箱,使油品嚴重氧化。后更換為原柴油機廠進口的活塞環(huán),并全部使用新油,柴油機運行一段時間后, 在用潤滑油的粘度仍
24、保持正常。油液理化檢測技術(2)水分的檢測 潤滑油中的水份指潤滑油中含水量的重量百分比,潤滑油中含有水分時可加速滑油的變質(zhì)并使機器的磨損加劇。當滑油中水分含量小于0.03%,則認為是痕跡(合格),潤滑油中的水份越少越好。水份的影響(1)水分會促使油品乳化,降低油液粘度和油膜強度,使?jié)櫥Ч儾?;?)加速油液的氧化,特別是在有鐵、銅、錳等金屬微粒存在的情況下,水與空氣中的氧使油液迅速氧化(氧化速度幾十倍),生成粘稠狀的復合物,俗稱油泥;(3)水能分解油液中的某些添加劑,形成能腐蝕金屬表面的酸,使酸值增加,加速對金屬的腐蝕;(4)低溫時,水分使?jié)櫥土鲃有宰儾?,高溫時,水分發(fā)生汽化,不僅破壞油膜
25、,而且產(chǎn)生氣阻。在1800F的溫度下,當一加侖的油里含有一滴水時,就會破壞鋅抗磨添加劑必須將乳化水的含量控制在100ppm下。油液理化檢測技術 油中含水量對軸承壽命的影響油液理化檢測技術水分的檢測檢測儀器:YPW-1、 YPW-32水分測量儀。檢測方法:按照GBT260石油產(chǎn)品水分測定法的規(guī)定,使用水分測定器,將100mL試樣和100mL無水溶劑(汽油)裝進燒瓶,混合均勻后加熱蒸餾,按規(guī)定的蒸餾速度加熱對混合物進行蒸餾,水及汽油蒸汽冷凝后流入接受器,從接受器底部水分的體積算出其在油內(nèi)的百分含量。更換標準: 柴油機油和汽油機油含水量大于02; 液壓油含水量大于01,必須更換。油液理化檢測技術(3
26、)不溶物的檢測不溶物主要指油中磨損金屬顆粒、粉塵雜質(zhì)、積炭等固體雜質(zhì),以及油品裂解、降解產(chǎn)生的樹脂狀物質(zhì),這些雜質(zhì)都會加速機械設備的異常磨損,同時還會堵塞油路及過濾器,導致設備產(chǎn)生潤滑故障,不溶物是判斷設備是否需要換油的指標之一。檢測儀器:YPB-1潤滑油不溶物分析儀檢測方法:按照GB/T8926用過的潤滑油不溶物測定法的規(guī)定。把1份用過的潤滑油試樣與正戊烷凝聚劑溶液混合,并離心。用正戊烷洗滌沉淀物2次,干燥,再稱重,得到加凝聚劑的正戊烷不溶物。更換標準:對柴油機油正戊烷不溶物大于, 對汽油機油(L-EQB、L-EQC、L-EQD)的正戊烷不溶物大于, 對汽油機油L-EQE大于, 必須更換。油
27、液理化檢測技術(4)閃點的檢測檢測儀器:YPF-3閃點測量儀。檢測方法:按照GBT3536石油產(chǎn)品閃點和燃點測定法(克利夫蘭開口杯法)的規(guī)定。把試樣裝入試樣杯至規(guī)定的刻度,先迅速升高試樣的溫度,然后緩慢升溫。當接近閃點時,恒速升溫,在規(guī)定的溫度間隔,以一個小的試驗火焰橫著越過試驗杯,測量試樣表面上的蒸汽閃火的最低溫度。更換標準: 對單級柴油機油開口閃點小于180, 多級柴油機油開口閃點小于160; 對單級汽油機油開口閃點小于165, 多級汽油機油開口閃點小于150; 必須更換。油液監(jiān)測技術磁塞檢測法 磁塞檢測法是最早出現(xiàn)的一種檢查機器磨損狀態(tài)的簡便方法。它是在機器的潤滑油路系統(tǒng)中插入磁性探頭(
28、磁塞)用已搜集懸浮在潤滑油中的鐵磁性磨粒,并定期觀察所搜集到的磨粒大小、數(shù)量和形態(tài)以判斷機器的磨損狀態(tài)的一種檢測方法。 缺點:只能用于鐵磁性磨粒的檢測;當出現(xiàn)大于50以上的大磨粒時,才能顯示其較高的檢測效率。 觀察方法:肉眼;放大鏡(1040);鐵譜顯微鏡。磁塞的構造原理圖 1封油閥2磁塞 3凹輪槽油液監(jiān)測技術 紅外光譜 利用紅外傅立葉變換進行分子光譜分析以判斷油液的性能,通過油液中的硝化物、硫化物、水分、燃油等的含量以判斷油液的劣化程度。 紅外光譜技術 利用紅外傅立葉變換進行分子光譜分析以判斷油液的性能,通過油液中的硝化物、硫化物、抗氧劑損失、水分、燃油等的含量以判斷油液的劣化程度。 原理當
29、用一束具有連續(xù)波長的紅外光照射一物質(zhì)時,該物質(zhì)的分子就要吸收一部分光能,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥恼駝雍娃D(zhuǎn)動內(nèi)能,若將透過物質(zhì)的光進行色散,就可以得到一條譜帶(光譜圖),不同的分子具有不同的振動和轉(zhuǎn)動內(nèi)能(不同光譜圖) ,根據(jù)待監(jiān)測油樣的紅外光譜中吸收峰的強度、位置和形狀,就可以判斷相應物質(zhì)的存在和含量??寡趸瘎┧阶兓募t外光譜應用判斷潤滑油中的燃料水平無論應用何種方法檢測潤滑油中燃料含量都是非常困難的。燃料和潤滑油的主要差別在于它們的分子量(或沸程)和芳香性組分含量的不同,燃料具有較低的沸程和較高的芳香性組分含量。紅外光譜技術正是通過芳香性組分的紅外吸收來判斷潤滑油中的燃料水平。對于汽油稀釋,紅外
30、吸收位于750cm-1附近;對于柴油稀釋,紅外吸收位于800cm-1附近;一般地燃料稀釋的讀數(shù)大約為-1;嚴重的燃料污染的讀數(shù)超過70A. cm-1。新油和被燃料稀釋的在用油的紅外光譜與其他油液監(jiān)測技術相比,紅外光譜分析技術操作相對簡單,儀器自動化程度較高,可以很快掌握使用,并且可以迅速而容易的分析出油品劣化和污染狀態(tài)。與同屬于潤滑劑分析范疇的常規(guī)理化分析相比,理化分析主要從油液的物理化學參數(shù)予以表征其狀態(tài),其定值數(shù)據(jù)只是反映了油液性能變化的宏觀表示,沒有涉及油液內(nèi)不同分子結構物質(zhì)的變化內(nèi)因,例如,通常積碳、灰分、塵土、磨損物質(zhì)等使?jié)櫥驼扯壬仙?,而水和燃油等使粘度下降,理化性能測試只能相對靜
31、態(tài)地進行粘度測試,如果兩方面因素同時出現(xiàn)而恰好變化又相同,那么油樣粘度是否真正發(fā)生改變,或者是否發(fā)生了單一因素的改變,依靠常規(guī)理化分析無法判別的;而紅外光譜分析可以實現(xiàn)這一目標,動態(tài)的檢測粘度,找出油樣粘度變化的真正原因。但紅外光譜分析技術并不是萬能的,它的原理限定了它只能反映分子級別結構的信息,對原子、溶解態(tài)離子和金屬磨粒都不敏感,因此,它也不并能取代其他監(jiān)測技術。油液監(jiān)測技術污染度測試 進行污染度測試的儀器是顆粒計數(shù)器,顆粒計數(shù)是評定油液內(nèi)固體顆粒(包括機械磨損顆粒)污染程度的一項重要技術,可與鐵譜技術聯(lián)合應用于液壓油的監(jiān)測。YJS-170 型顆粒計數(shù)器YPC-1型潤滑油污染測試儀 油液監(jiān)
32、測技術 油液的污染種類: 主要包括:顆粒、水分、空氣、熱和微生物污染等。其中對油液使用性能影響最大的就是顆粒和水分污染,其次為空氣、熱污染。通常意義上所說的污染就是指顆粒與水分污染。國際標準化組織統(tǒng)計:液壓系統(tǒng)故障的75-80%是油液顆粒污染所致;英國液壓機械研究聯(lián)合會(BHRA)及國家工程試驗(NEL)對117臺液壓設備進行了為期三年的研究結果表明,55%的故障直接歸因于系統(tǒng)油液中顆粒污染物的存在。油液監(jiān)測技術 水和金屬顆粒共同存在 大大加速油液氧化變質(zhì)的速度油液監(jiān)測技術 顆粒計數(shù)器什么是顆粒計數(shù)器 顆粒計數(shù)器是檢測液體(透明的油、水)中顆粒污染物含量的儀器(1600um范圍),常用來評定液
33、體的污染度等級。應用液壓油污染度測試、過濾器過濾性能的評定等。工作原理 當液體中的微粒通過一窄小的檢測區(qū)時,與流體流向垂直的入射光,由于被具有不同遮光系數(shù)的顆粒所阻擋而減弱,從而使傳感器輸出的信號降低,這種信號變化與微粒的截面積成正比。顆粒計數(shù)演示圖油液監(jiān)測技術 滑油污染測試儀器 通過檢測可以達到以下幾個目的:掌握機器主要摩擦副的磨損狀態(tài)。掌握機器主要摩擦副的磨損趨勢,預測和診斷機器因磨損而引發(fā)的故障。掌握潤滑油品質(zhì)衰敗狀況,確定合理地換油周期。結合檢測數(shù)據(jù),綜合掌握機器技術狀態(tài),指導使用、管理和階段性的集中檢修。為確定各型號的潤滑油檢測標準積累數(shù)據(jù)資料。潤滑油污染測試儀油液監(jiān)測技術潤滑油污染
34、測試儀 能夠測量油斑的兩個重要參數(shù)指標是:在濾紙上形成的三個環(huán)的面積和色度。從里邊往外邊依次是: 沉積環(huán) 擴散環(huán) 油環(huán)。油液監(jiān)測技術光譜分析技術 可在30秒鐘內(nèi)精確分析出油液中近20種(最多可達32種)元素的(PPM級)含量,可分析潤滑油和液壓油中的各種磨損金屬元素Fe、Cu、Al、Pb,添加劑元素S、P、Ca、Ba和外界污染元素Si的濃度。1 、通過測量磨損元素的成分和含量,根據(jù)設備運動摩擦副零件的材料構成,可以判斷磨粒產(chǎn)生的可能部位。2 、通過測量添加劑元素及污染物的成分及含量,根據(jù)潤滑油的性能要求,可以判斷潤滑油的劣化變質(zhì)程度;3 、通過測量磨損元素的變化率,可以判斷摩擦副的磨損趨勢及其
35、嚴重程度,對機械設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測;4 、通過觀察元素含量的變化趨勢,可分析燃油中的金屬元素,確證燃油是否滿足燃氣輪機制造商制定的燃油規(guī)范,監(jiān)控燃油處理的效果。油料分析光譜儀其原理是不同元素原子由于內(nèi)部能量能級差各異導致其輻射光具有不同頻率,即特征頻率,只要檢測到與該特征頻率一致的光子及其數(shù)量,就可以計算出該元素的是否存在以及該元素的含量。根據(jù)激發(fā)原子的方式不同,原子光譜分析技術可分為原子吸收光譜技術和原子發(fā)射光譜技術兩種,由于原子吸收光譜分析技術在使用前必須對油樣進行預處理,且不能分析大于5微米的磨粒,因此在油液監(jiān)測是常用的是原子發(fā)射光譜技術。但是,原子光譜分析技術對較大磨粒,特別是大于
36、10微米的磨粒是無法檢測的,這是其原理所決定的,而較大磨粒恰恰是反映設備異常磨損的重要信息來源,因此在油液分析技術中原子光譜分析技術常用于不會產(chǎn)生較大磨粒的設備長期監(jiān)測,或與其他技術配合使用,確定其他方法難以判斷的磨粒種類和含量。油液監(jiān)測技術 如光譜分析發(fā)現(xiàn)某種金屬元素的指標發(fā)生突變,鐵譜分析發(fā)現(xiàn)有異常磨損磨粒,我們就能預知機器對應該金屬部位發(fā)生異常磨損,需要注意檢查、修理。 如海軍某基地質(zhì)控室2005年2月在對136艦3號柴油機滑油監(jiān)測中,發(fā)現(xiàn)油液中鋁磨粒含量異常,且存在異常磨損顆粒,經(jīng)停機檢查,發(fā)現(xiàn)該機組已有6缸的活塞環(huán)存在嚴重磨損(部分已斷裂),其中一個缸的活塞已經(jīng)燒穿,由于及時報警,避
37、免了故障進一步惡化。油液監(jiān)測技術 如對護衛(wèi)艦12VE390主機,采集回來的滑油樣進行光、鐵譜分析,發(fā)現(xiàn)磨損金屬元素鉛、錫濃度很高,說明機器的連桿小頭襯套而非連桿大頭軸承主軸承發(fā)生嚴重磨損,因為12VE390機器的連桿小頭襯套鍍有巴氏合金(鉛錫合金),而連桿大頭軸承-主軸承鍍的是錫鋁合金。油液監(jiān)測技術 而對掃雷艦8-300主機采集回來的滑油樣進行光、鐵譜分析,發(fā)現(xiàn)磨損金屬元素鉛、錫濃度很高,說明機器的連桿大頭軸承-主軸承而非連桿小頭襯套發(fā)生嚴重磨損,因為8-300機器的連桿大頭軸承-主軸承鍍的是巴氏合金(鉛錫合金),連桿小頭襯套是鍍鉛銅合金。 油液監(jiān)測技術 鐵道部提出的內(nèi)燃機車上各元素含量濃度控
38、制值(試用) 項目 狀態(tài)濃度值ppm(控制值)換油后行走4萬km以下 4萬km- 8萬km8萬km鐵良好40 55 60 70 75鋁良好 14錫良好 4鉬良好 10硅良好 20 油液監(jiān)測技術鐵譜分析 鐵譜分析技術是利用高梯度的磁場,將油內(nèi)磨屑顆粒與油液及雜質(zhì)分離,并使其按一定規(guī)律,沉積在置于磁場上方的玻璃片上,形成譜片,再利用鐵譜顯微鏡對譜片上的磨屑進行大小、形狀、色澤、表面紋理等的觀察、磨損類型的識別的技術。可與光譜聯(lián)合應用于柴油機的工況監(jiān)測和故障診斷分析。(1)鐵譜分析原理 在高梯度的強磁場作用下,將在用潤滑劑或工作介質(zhì)中的 鐵磁性顆粒按尺寸大小依次沉積在透明載體上以進行測量、觀察和分析
39、的技術。(2)鐵譜分析技術的儀器組成和分析步驟? 鐵譜分析系統(tǒng)組成: 1)直讀式鐵譜儀 2)分析鐵譜儀 3)鐵譜顯微鏡 4)輔助設備分析式鐵譜鐵譜顯微鏡輔助儀器直讀鐵譜儀鐵譜分析系統(tǒng)油液監(jiān)測技術鐵譜系統(tǒng)1鐵譜系統(tǒng)組成油液監(jiān)測技術 1)直讀式鐵譜儀 原理由永久磁鐵、虹吸泵、光電傳感器、玻璃沉淀管和信號放大、顯示裝置組成。這種儀器可獲取2個反映樣品磨粒濃度的數(shù)值,操作簡單,分析速度快,適用于對設備作初步診斷。玻璃沉淀管裝在傾斜的永久磁鐵上方,利用虹吸泵使試樣經(jīng)過毛細管,然后流至廢液杯。當試樣在沉淀管內(nèi)流動時,在永久磁鐵的磁場力的作用下,試樣中的磨粒沉淀在管的內(nèi)壁,兩束相距5mm的光線穿過磁鐵照射到
40、沉淀管上,第1道光束的位置接近沉淀管的入口端,大磨粒(大于5m)和部分小磨粒沉積在這個位置。第2道光束的位置是小磨粒(12m)沉淀處。在沉淀管的光線照射的上方,設置了2個光電傳感器,其接受的光強率減量反映出這2個位置處的磨粒數(shù)量。光電傳感器的信號經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換,然后用數(shù)字顯示出來。 大磨粒讀數(shù)值用“Dl”表示,小磨粒讀數(shù)值用“Ds”表示。直讀鐵譜儀的讀數(shù)顯示范圍為0190。當讀數(shù)值在100以下時,磨粒數(shù)量與讀數(shù)值呈線性關系;當讀數(shù)值大于100時,沉淀管中的磨粒已經(jīng)出現(xiàn)重疊,二者之間呈非線性關系。 油液監(jiān)測技術 YTZ-5型直讀式鐵譜儀 該儀器配有32K的EEROM存儲器,可存儲數(shù)百個油樣讀數(shù),
41、并且掉電不丟失,該儀器還配有RS232和USB接口,數(shù)據(jù)可導人U盤,方便攜帶和轉(zhuǎn)移,也可以上傳至電腦,本儀 器有配套光盤,可以對采集過來的數(shù)據(jù)進行進一步數(shù)據(jù)分析和處理,繪制成曲線和打印成報表等。(YTZ-6:配有網(wǎng)絡接口,可實現(xiàn)遠程控制,不必親臨現(xiàn)場也可控制儀器完成數(shù)據(jù)采集)。油液監(jiān)測技術直讀鐵譜儀特點1: 新型磁場,薄膜開關面板,大屏幕LCD造型美觀,簡潔流暢;特點2: RS232,USB和Internet 輸出方式(可建立遠程的LIMS系統(tǒng))油液監(jiān)測技術 鐵譜儀軟件 1 、可以存儲和打印數(shù)據(jù); 2 、可以重新查詢功能; 程序會根據(jù)你選的聯(lián)接方式進行相應的查詢。 如果是RS232,程序會跟下
42、位機進行串口通訊; 如果是U盤,程序會讀取目錄下的所有csv文件; 如果是INTERNET,程序會跟下位機進行TCP通訊。 3 、可以打印當前參數(shù)和選擇打印曲線DL,DS,DL+DS, DL-DS(DL-DS)/(DL+DS); 4 、可以選擇開始打印的數(shù)據(jù)和打印數(shù)據(jù)的個數(shù)。 油液監(jiān)測技術 2)分析式鐵譜儀 原理 由磁鐵(電磁鐵或永久磁鐵)、蠕動泵(亦稱微量泵)或氣壓泵、輸油導管、回油管及玻璃基片等組成。這一儀器用于制備鐵譜片,實現(xiàn)磨粒從試樣中分離。其工作原理為:在磁鐵上傾斜地安放一張玻璃基片(傾斜角度為12左右)蠕動泵的滾輪外緣裝有輸油導管,輸油導管的一端置于玻璃基片的上方,另一端插入盛有試
43、樣的試管中,啟動蠕動泵(或氣壓泵),使試樣以1530mL/h的流速吸入輸油導管并流至玻璃基片,然后從與玻璃的下方搭接的回油管流入廢油瓶。玻璃基片上劃有U形憎油糟,使試樣在玻璃基片上沿垂直于磁鐵磁力線的方向由上向下流動,在磁場力、重力和粘滯阻力等力的共同作用下,試樣中的磨粒便牢固地粘附在玻璃基片上,再用四氯乙烯溶劑沖洗,去除基片上的殘液,磨粒便牢固地粘附在玻璃基片上,制成了鐵譜片。對于鐵磁性磨粒,按尺寸大小依次有序沉積,緊靠入口處下方沉積尺寸大于5m的磨粒;在距鐵譜片出口端50mm處沉積的磨粒,其尺寸多為12m;在靠近鐵譜片出口端,磨粒尺寸更小,甚至不以連續(xù)的鏈線狀沉積,有色金屬磨粒和非金屬微粒
44、不按這種規(guī)律沉積,具有隨機性。 油液監(jiān)測技術 YTF-5型分析式鐵譜儀(單聯(lián)) 分析目的對磨損顆粒形狀的分析,判斷設備磨損的類型對磨損顆粒大小和數(shù)量的分析,判斷設備磨損的程度對磨損顆粒成分的分析,判斷設備磨損的部位油液監(jiān)測技術 YTF-6型分析式鐵譜儀(雙聯(lián)) 本系統(tǒng)利用數(shù)碼技術將雙光路顯微鏡中觀察到的鐵譜磨粒圖象傳送到計算機,利用專用軟件完成圖像存儲、編輯、參照比對、定性判斷、分析記錄,報告單、存檔及打印輸出,從而實現(xiàn)鐵譜圖像計算機管理。性能特點1、采用氣壓方式輸送油樣,保持磨粒原始狀態(tài);2、輸送油樣的流量可在10-30ml/h內(nèi)任意選擇并設 有快速擋;3、并且配有700萬像素的數(shù)碼相機,可
45、將照片上傳 至電腦,進行進一步處理;4、薄膜開關操作面板,大屏幕LCD顯示, 操作簡 便,造型美觀大方;5、單片機自動控制,可同時制作兩個譜片,適合 于各種油液分析。 油液監(jiān)測技術 制譜儀示意圖 玻璃基片制譜儀示意圖 油液監(jiān)測技術 3)鐵譜顯微鏡 (進口) 由反射光源、透射光源、載物臺、照相機等構成。由于鐵譜顯微鏡有反射光源和透射光源,故又稱為雙光顯微鏡。 反射光源和透射光源可以同時使用,也可以單獨使用,其光強可以分別調(diào)節(jié)。透射光從顯微鏡的下部發(fā)出經(jīng)過折射鏡折射后向上穿過放在載物臺上的鐵譜片進入物鏡,再通過雙路鏡到達目鏡,從而更清晰的觀察鐵譜顆粒。 圖4 鐵譜顯微鏡3)鐵譜顯微鏡(國產(chǎn)) 用途
46、:譜片的定性分析 利用雙光顯微鏡(或稱鐵譜顯微鏡)對譜片上的磨屑進行大小、形狀、色澤、表面紋理等的觀察、磨損類型的識別,稱之定性鐵譜,還可以測量磨粒尺寸,鑒別其成分和測定表征磨粒數(shù)量的光密度值以及對磨粒進行顯微攝影。 該法的本質(zhì)是根據(jù)個別異常磨屑的特征判斷設備的磨損部件曾發(fā)生過的摩擦磨損過程。油液監(jiān)測技術 4)輔助設備 取樣設備 加熱恒溫箱等 譜片加熱器 油液監(jiān)測技術 3、鐵譜分析程序 第1步 油液取樣 取樣技術是油液分析技術成敗的關鍵一步。 取樣注意事項: 取樣位置 取樣時間 取樣周期 取樣記錄 取樣器具(包括油樣瓶、取樣管、取樣器等)要清潔干凈,防止污染。 油液監(jiān)測技術 一個典型的潤滑系統(tǒng)
47、簡圖 不同部位取樣點及不同取樣時間的油樣鐵譜分析結果油液監(jiān)測技術 設 備 名 稱取樣周期(h)飛機燃氣輪機50大型傳動系統(tǒng)/齒輪200重載燃氣輪機200500大直徑往復發(fā)動機250500船舶柴油機100200港口柴油機50100 取樣周期:取樣記錄:包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)兩部分。靜態(tài)數(shù)據(jù):取樣機械名稱、使用單位、型號、功率、轉(zhuǎn)速、潤滑油的容量和牌號等。動態(tài)數(shù)據(jù):取樣機械的各類特征數(shù),如油樣編號、機械使用時數(shù)、潤滑油使用時數(shù)、油溫、水溫、水壓、故障征兆、分析重點及建議等。取樣記錄表應與油樣瓶一起送往鐵譜實驗室。油液監(jiān)測技術 第2步: 油液預處理1.樣品加熱:將盛有潤滑油樣品的瓶子放入干燥箱中,使
48、樣品在655的溫度下,保持30分鐘,目的是使樣品的粘度降低,便于對樣品振蕩。2.振蕩:手動振蕩和器械振蕩,目的是使因沉淀而聚集的磨粒得以分散,并使各種尺寸的磨粒都能懸浮在樣品中。3.稀釋:包括濃度稀釋和粘度稀釋濃度稀釋-當油樣中磨粒濃度高時,為避免磨粒在鐵譜片上(或沉積官內(nèi))發(fā)生堆積現(xiàn)象影響觀察與分析所采取的措施;粘度稀釋-是在油樣中加入一定量的四氯乙烯,目的是降低樣品的粘度,以改善油樣的流動性。油液監(jiān)測技術 第3步 制譜 油液監(jiān)測技術 第4步 觀察分析1)定量分析 直讀式鐵譜儀可以直接讀出大磨粒讀數(shù)Dl和小磨粒讀數(shù)Ds。 2)譜片的定性分析 利用雙光顯微鏡(或稱鐵譜顯微鏡)對譜片上的磨屑進行
49、大小、形狀、色澤、表面紋理等的觀察、磨損類型的識別,稱之定性鐵譜,還可以測量磨粒尺寸,鑒別其成分以及對磨粒進行顯微攝影。 該法的本質(zhì)是根據(jù)個別異常磨屑的特征判斷設備的磨損部件曾發(fā)生過的摩擦磨損過程。 鐵譜應用-研究磨損機理 與不同磨損型式相對應的磨粒種類磨損型式 磨粒種類正常磨損 正常磨損磨粒(呈薄片狀,表面光滑)粘著磨損 正?;瑒幽チ#ㄝp微粘著磨損 ) 嚴重滑動磨粒(拉缸、咬缸)磨料磨損 切削磨粒表面疲勞磨損 疲勞剝塊磨粒(塊狀,表面光滑有麻點) 片狀磨粒(極薄,表面有孔洞、折皺、裂紋等缺陷) 球狀磨粒(球形,表面光滑)腐蝕磨損 紅色氧化物微粒(紅色Fe2O3 ) 亞微米級腐蝕微粒產(chǎn)生不同類
50、型磨粒的原因? 磨粒類型 原因摩擦磨損 邊界潤滑 機器啟動 機器停車 磨料污染物 切削磨損 尖銳的邊 硬/軟金屬疲勞磨損 過長時間工作 層狀顆粒 過負荷嚴重滑動磨損 過速 過熱 缺油氧化顆粒 腐蝕污染物腐蝕顆粒 酸性介質(zhì) 氣泡沖蝕球粒 高溫熔化正常磨損磨粒 正常磨粒產(chǎn)生機理1、正常磨損機理 正?;瑒幽チ#ㄒ喾Q摩擦磨損微粒) 運動中的兩摩擦副表面在正?;瑒幽p機理下所產(chǎn)生的磨損稱為正常磨損。特點:正?;瑒幽チ3时∑瑺睿砻婀饣?;其長軸尺寸從0.515m,甚至更小,厚寬在0.151m之間;磨粒形狀因子(長軸尺寸與厚度之比),較大的磨粒約為10:1,而的磨粒約為3:1。2、粘著磨損機理粘著磨損機理
51、摩擦副因負荷或速度過高而使應力變得過大時,潤滑油膜會發(fā)生破裂。由于固相焊合,接觸點表面的材料由一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面的現(xiàn)象。特點: 磨粒表面粗糙,可看到滑動的條紋、嚴重拉毛、輪廓不規(guī)則,有時呈現(xiàn)出不同的回火色; 尺寸范圍大于15m,長軸尺寸與厚度之比大約為6:110:1。嚴重滑動磨損磨粒(粘著磨損磨粒)其長軸尺寸在15m以上;形狀因子約為10:1;有時,這類磨粒表面有粗糙,甚至可見清晰的平行劃痕,且有直的棱邊;嚴重滑動磨粒包括產(chǎn)生于氣缸套-活塞環(huán)、齒輪的節(jié)線與齒根之間和節(jié)線與齒頂之間的異常磨粒。嚴重滑動鑄鐵磨粒磨損軸頸鐵嚴重滑動磨粒嚴重滑動磨粒銅嚴重滑動磨粒銅屑片狀銅粒 氧化回火色銅磨粒照片
52、銅磨粒 反射-白色鋁磨粒鋁磨粒和銅磨粒1 油泥 2 鐵磨粒3、疲勞磨損機理(1)疲勞磨損機理(2)與疲勞磨損有關的磨粒(1)疲勞剝塊磨粒:塊狀,表面光滑有麻點。磨粒的尺寸大于10m,形狀因子約為10:1;片狀磨粒:極薄,表面有孔洞、折皺、裂紋等缺陷,這類磨粒的最大尺寸可達100m;受應力不大的摩擦副易產(chǎn)生層狀疲勞磨損磨粒,受拉伸應力較大的摩擦副表面,如齒輪的輪齒,容易產(chǎn)生塊狀疲勞磨損磨粒。(2)球狀磨粒球狀磨粒:是在疲勞裂紋內(nèi)表面相對運動的搓揉作用下形成的。表面光滑,球形,球狀磨粒的直徑多數(shù)為3m左右;在白反射光照射下,球狀磨粒具有明亮的中心和黑色環(huán)帶的成像特點;滾動軸承和齒輪節(jié)線處產(chǎn)生疲勞破
53、壞時,易產(chǎn)生球狀磨粒。(3)層狀磨粒層狀磨粒是因磨粒粘附于滾動元件的表面之后,又通過滾動接觸而形成的。層狀磨粒是極薄的游離金屬磨粒;主尺度在2050m之間,形狀因子約為30:1;在這類磨粒上經(jīng)常可以看到空洞;層狀磨粒數(shù)量的不斷增加與大量球狀磨粒的同時存在,是滾動軸承在著將導致剝離的顯微疲勞裂紋的標志。鐵疲勞剝塊和銅粒球形磨粒照片4、磨料磨損機理二體磨料磨損鐵譜照片典型切削磨粒紅反/綠透二體磨料磨損三體磨料磨損 與磨料磨損有關的磨粒一種切削磨損微粒是由于較硬的零件可能安裝不良或出現(xiàn)裂紋,造成硬的銳邊嵌入較軟零件大表面而形成的。這類切削磨損微粒通常粗大,其平均寬度為25m,長度約為25100m。另
54、一種切削磨損微粒是潤滑系統(tǒng)中的堅硬磨粒嵌入軟表面后伸出,再切削與之相對的零件表面而形成的;這類切削磨損微粒的尺寸較小,其厚度小到只有;切削磨損微粒多呈月牙壯,也有螺旋狀、絲圈狀等;切削磨損微粒損微粒的存在是設備摩擦副不正常磨損的標志。切削鋼磨粒典型切削磨粒紅反/綠透5、腐蝕磨損摩擦副運動過程中,其材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學或電化學相互作用的磨損叫做腐蝕磨損。(1)氧化磨損因大氣中含有氧(2)特殊介質(zhì)腐蝕磨損(3)氣蝕與腐蝕磨損有關的磨粒鋼鐵氧化生成Fe2O3 -紅色(橙黃色)片狀,不表現(xiàn)磁性,在可見光和偏振光下均呈橙黃或桔紅色;高溫下鐵與氧反應的混合物-黑色氧化物微粒Fe3O4,有明顯的鐵磁性;低
55、溫下產(chǎn)生的酸性腐蝕產(chǎn)物-亞微米級腐蝕微粒。1 鐵磨粒 2 Fe2O3 3 Fe3O41 Fe2O3 2 Fe3O4 3 白色砂粒1 Fe2O3 2 Fe3O4 3 砂粒 4 油泥Fe2O36、非金屬微粒鐵譜分析常見的非金屬微粒有:摩擦聚合物微粒、纖維物微粒、積炭微粒及油渣物微粒等。摩擦聚合物微粒:摩擦聚合物微粒是潤滑油在臨界接觸區(qū)受到超高壓力作用使油分子發(fā)生聚合反應而產(chǎn)生的。兩種形式的摩擦聚合物微粒:一種透明的片狀物,有時在它的非晶母體內(nèi)嵌有金屬微粒;兩種摩擦聚合物微粒均有極好的抗熱解性。摩擦聚合物摩擦聚合物摩擦聚合物 炭片炭片(放大)鹽粒纖維鐵譜照片纖維鐵譜照片磨粒的材質(zhì)特征 譜片磨粒加熱法
56、-鋼 長軸方向按磁力線排列,常溫下表面呈亮白色,加熱330度呈藍色。鑄鐵長軸方向按磁力線排列,常溫下表面呈亮白色,加熱330度呈稻草黃色。銅 無需加熱,橙紅-黃自然色;隨機沉積。鋁合金呈亮白色,加熱不變色,隨機排列。巴氏合金(鉛錫)未被氧化呈亮白色、薄片狀;已被氧化呈藍色或橘紅色的斑點;加熱330度邊緣即會熔化,甚至熔融成小球狀,表面呈藍色或橘紅色的氧化斑點。鐵譜片加熱后,合金鋼(藍色)和鑄鐵(深草黃色)磨粒磨粒的材質(zhì)特征偏振光觀察法 在偏振光照射下,金屬磨粒呈黑色;Fe2O3,-團狀,粒度近似金屬磨粒,邊緣清晰。呈橙黃或橘紅色;沙粒-呈鉆石般極亮白色光澤。人造纖維-挺直,偏振光下具有如同細管形態(tài)和色澤;鹽粒-普通光照明下,方晶狀透明。偏振光下,有彩色干涉花紋。鐵系金屬磨粒識別特征有色金屬磨粒識別特征氧化物識別特征潤滑劑產(chǎn)物識別特征污染物識別特征油液監(jiān)測技術 4、分析式鐵譜分析技術的特點和應用 1)鐵譜分析技術的特點 A基本屬于離線分析方法; B不僅可以觀察到磨粒的大小,還可以觀察到磨粒 的形貌和顏色; C可以監(jiān)測摩擦副工況和研
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