油液檢測完整版本

油液檢測項目簡介摩擦學(xué)是門新興的技術(shù)科學(xué)。摩擦學(xué)系統(tǒng)包含摩擦副子系統(tǒng)、潤滑子系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)以及補(bǔ)償和控制子系統(tǒng)等。摩擦學(xué)所研究的摩擦與磨損與設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷密不可分,其中油液分析技術(shù)是了解摩擦副運動狀態(tài)最有效的辦法,而設(shè)備維修管理中采用的修復(fù)技術(shù)、潤滑技術(shù)與故障診斷技術(shù)是摩擦學(xué)研究的重要內(nèi)容。油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是通過分析被監(jiān)測機(jī)器的在用潤滑劑(或工作介質(zhì))的性能變化和攜帶的磨損微粒的情況,獲得機(jī)器的潤滑和磨損狀態(tài)的信息,評價機(jī)器的工況和預(yù)測故障,并確定故障原因、類型以及采用的維修管理策略。油液分析狀態(tài)監(jiān)測技求的發(fā)展現(xiàn)狀：油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在磨粒分析、潤滑劑狀態(tài)監(jiān)測的方法及其分析監(jiān)測儀器的功能上。磨粒監(jiān)測磨粒監(jiān)測主要是指對金屬磨損顆粒進(jìn)行檢測,同時也含分析的內(nèi)容。磨粒監(jiān)測方法最常用的技術(shù)手段和儀器設(shè)備有光譜法、鐵譜技術(shù)、顆粒計數(shù)法、磁塞法以及對濾出的磨粒進(jìn)行顯微鏡觀察分析等。1光譜法磨粒監(jiān)測技術(shù)光譜法包括原子發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法。它是磨粒監(jiān)測中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。它可以對潤滑油中的磨粒進(jìn)行多元素定量分析,而且還能檢測出潤滑添加劑的元素是否正常。2光學(xué)型磨粒監(jiān)測技術(shù)——顆粒計數(shù)法利用潤滑油中磨粒的遮光和光散射特性可對油液中的磨粒進(jìn)行直接監(jiān)測。其原理是當(dāng)油液流經(jīng)具有狹窄通道的傳感器時,磨粒的遮光作用便產(chǎn)生脈沖信號,脈沖的寬度與磨粒的大小有關(guān),因而可測出磨粒的分布。3鐵譜法磨粒監(jiān)測技術(shù)鐵譜分析法包括分析式鐵譜儀、旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀、直讀式鐵譜儀和在線式鐵譜儀。其中分析式和旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀是利用制譜儀或過濾的方法,將潤滑油中的鐵磁性金屬磨粒與油液、煤塵、粉塵等雜質(zhì)分開,并按一定的規(guī)則沉積在玻璃基片(譜片)上,然后對磨粒進(jìn)行顯微鏡觀察,進(jìn)行定性和定量分析,診斷出液壓和潤滑系統(tǒng)的故障,以指導(dǎo)維修。2潤滑劑狀態(tài)監(jiān)測潤滑劑狀態(tài)監(jiān)測是實驗室通過對潤滑劑定期取樣,并根據(jù)油液品質(zhì)分析和雜質(zhì)分析來判斷潤滑劑的使用效果和剩余壽命。許多油液分析方法是根據(jù)一項或幾項公認(rèn)的測試指標(biāo)來判斷油液的工作狀態(tài)。這些監(jiān)測方法指標(biāo)采用的既是物理的又是化學(xué)的手段,其中一些典型的潤滑劑狀態(tài)指標(biāo)是:粘度；TNA（總酸度）；TBA（總堿度）；水份含量；固體顆粒總含量。油液分析綜合技術(shù)一．概述1機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測集成系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)知維修技術(shù)近幾年發(fā)展很快,今天已成為機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代管理的重要內(nèi)容之一。理論上,已論證了這一技術(shù)的正確性,實驗研究中解決了這一技術(shù)的可行性,而且,實際應(yīng)用中顯示了狀態(tài)監(jiān)測油料分析技術(shù)的顯著經(jīng)濟(jì)性。隨著一系列先進(jìn)、方便而實用的監(jiān)測儀器的出現(xiàn)以及在線監(jiān)測專家系統(tǒng)軟件的開發(fā)和應(yīng)用,機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)得以不斷發(fā)展和完善。航空、船舶、機(jī)車、汽車、坦克、工程機(jī)械、采礦機(jī)械等部門廣泛采用內(nèi)燃機(jī)作為動力機(jī)械設(shè)備。因此,機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的主要對象之一就是柴油機(jī),其次還包括液壓系統(tǒng)和減速器等。目前,世界先進(jìn)國家已廣泛采用和推行這種準(zhǔn)科學(xué)的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益極為顯著的隨機(jī)監(jiān)測、預(yù)知性維修的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù),代替目前采用的定期維修和故障維修的維修制度。實踐表明,隨機(jī)監(jiān)測視情維修的制度大大降低了設(shè)備故障發(fā)生率,提高了設(shè)備的運轉(zhuǎn)可靠性和利用率,維修費用可以降低十幾倍以上。機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)將設(shè)備管理、視情維修、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷作為一個集成系統(tǒng)研究。2摩擦學(xué)系統(tǒng)與磨損監(jiān)測摩擦學(xué)是研究作相對運動的相互作用表面的有關(guān)理論和實踐的一門科學(xué)技術(shù),正如圖1所示,是摩擦學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的相關(guān)性。①②是相互作用,并相對運動的兩個表面,③是兩表面之間的潤滑劑,④代表對①②③均產(chǎn)生影響的周圍環(huán)境及工況。一般情況下,摩擦副的磨損過程可用圖2表示。合理地縮短磨合階段,盡可能地延長正常磨損階段(即工作壽命),及時發(fā)現(xiàn)和避免嚴(yán)重磨損階段,是磨損監(jiān)測和預(yù)知性維修的主要目的。3.機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測預(yù)知性維修據(jù)美國著名機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)公司CSI公司等的資料介紹,預(yù)知性維修(ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｍａｉtｅｎａｎｃｅ)可以比常規(guī)的定期預(yù)防性維修以及故障維修節(jié)約10倍以上的費用。許多先進(jìn)的大型企業(yè)已廣泛采用該維修技術(shù)。作為一種現(xiàn)代化的、準(zhǔn)科學(xué)的設(shè)備維修思想,它是積極的主動的設(shè)備管理觀念。其特點在于,用主動的“失效前行動”(對潤滑油系統(tǒng)在用油的綜合監(jiān)測),代替被動的“失效后行動”(故障檢修),能及時地發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致設(shè)備可能發(fā)生故障或機(jī)器設(shè)備運轉(zhuǎn)性能下降的潛在因素。借助于有針對性的校正措施,排除造成失效的根源。顯然,它的目的還是延長設(shè)備的工作壽命。預(yù)知性維修的體制是一種機(jī)械設(shè)備的“保健”方式。表1表明了機(jī)械設(shè)備四種維修制度的對比,預(yù)測性保養(yǎng)和預(yù)知性保養(yǎng)的重要性和經(jīng)濟(jì)效益是不言而明的。目前使用比較廣泛也比較方便的儀器是,便攜式ＤＣＡ數(shù)字污染報警儀、便攜式油液分析工具箱等。實踐表明,油的污染是柴油機(jī)磨損的最根76設(shè)備綜合診斷技術(shù)講座本原因。在柴油機(jī)的主要摩擦副中,當(dāng)載荷被集中到微小顆粒的有效面積上時,將產(chǎn)生極大的表面應(yīng)力。美國通用汽車公司研究表明,當(dāng)潤滑油污染水平降低后,磨損速度將降低8倍。使用30μｍ的濾清器,發(fā)動機(jī)的磨損比使用40μｍ的濾清器減少50%,使用15μｍ的濾清器磨損減少70%。因此,美國每年大約有2500萬～5000萬個油樣要進(jìn)行分析。另外,潤滑油污染度的控制也可以使?jié)櫥偷膿Q油周期延長2倍以上,從而實現(xiàn)按質(zhì)換油。二、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測油液分析技術(shù)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測油液分析技術(shù)工作流程如圖3所示。采集有代表性的,含有機(jī)械設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)真正信息的油樣是極為重要的。正確的鐵譜分析操作、油品理化分析操作以及光譜分析操作,可能得到有用的數(shù)據(jù),從而指導(dǎo)設(shè)備的維修。機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測油液分析技術(shù)主要是針對潤滑系統(tǒng)中在用油的監(jiān)測,包括:(1)在用油理化性能指標(biāo)的監(jiān)測。例如對粘度、水分、酸值、堿值、閃點等參數(shù)的監(jiān)測。常用的儀器有振蕩球式粘度計、便攜式綜合油液分析儀以及滴定儀等。(2)在用油污染度的監(jiān)測。例如控制潤滑油的污染度,監(jiān)測濾清器的效用等。較為方便的儀器是ＤＣＡ便攜式油液污染監(jiān)測儀、粒子計數(shù)器等(3)在用油所含磨粒的鐵譜分析,可采用各類分析式鐵譜儀、旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀和直讀式鐵譜儀。國內(nèi)外使用較多的鐵譜儀有,國產(chǎn)Ｌ2020Ｘ型、ＴＰＦ2型、ＺＰＴＸ型、ＴＰＤ2型等鐵譜儀,以及美國的Ｔ2ＦＭ型、ＤＲⅢ、ＦＭⅢ型鐵譜儀。通過鐵譜技術(shù)監(jiān)測磨粒的大小、形貌、數(shù)量,為故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測以及磨損機(jī)理分析提供依據(jù)。(4)油樣光譜分析。國內(nèi)柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測使用較多,較成功的光譜儀有美國超譜公司的“超譜Ｍ型”光譜儀和伯樂公司的ＦＴＩＲ紅外光譜儀。超譜Ｍ型光譜儀30秒就可以分析一個油樣,同時給出20多個元素的濃度ＰＰＭ值(百萬分之一)含量。對于柴油機(jī)而言,主要的監(jiān)測元素有Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓｉ等元素。前列幾種元素可以反映磨損零件的狀況。Ｎａ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｐ元素可以反映添加劑和水分的變化,Ｓｉ元素可以反映環(huán)境污染灰塵的影響。所以,油料光譜分析可快速而有效地對柴油機(jī)磨損部位及磨損趨勢作出診斷,對油品的污染和變質(zhì)劣化作出分析。(5)油液分析紅外光譜技術(shù)。通過采用ＦＴＩＲ紅外分析技術(shù),監(jiān)測油品衰變污染度在90年代逐漸被人們重視。因為紅外光譜區(qū)波長約在2.5～25μｍ范圍,這正是由物質(zhì)分子的振動轉(zhuǎn)動能級躍遷引起的光譜區(qū),所以紅外光譜可以反映86機(jī)電一體化Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａ2000年第3期分子振動能級的變化(因此也稱為振動光譜)。因為絕大多數(shù)有機(jī)化合物的振動光譜都出現(xiàn)在紅外光譜區(qū),所以紅外吸收光譜可以獲取分子結(jié)構(gòu)化學(xué)變化的信息。因此,實際應(yīng)用中,借助于紅外光譜儀監(jiān)測新油與在用油的特定波數(shù)所對應(yīng)的吸光度譜線峰位的差譜,可定量地監(jiān)測油品使用中有機(jī)化合物的污染影響程度。例如,監(jiān)測在用油的養(yǎng)化物、積碳、水、乙二醇燃油稀釋以及顆?；覊m的污染度。除此之外,紅外光譜技術(shù)也可以監(jiān)測油品的添加劑降解情況。見圖4、5)。實踐已表明,油液分析監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)失效的征兆,有效防止故障的發(fā)生,從而保證柴油機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。三、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測實例實例1美國陸軍駐歐洲部隊關(guān)于“陸軍油料分析計劃成本節(jié)約分析”(1992.10～1993.9)見表2。2.交通部秦皇島港務(wù)局《港機(jī)故障診斷、技術(shù)交流資料》報告(1995年8月,上海)據(jù)報告介紹,ＨＦＡ24Ｓ型機(jī)車原規(guī)定2年小修,4年大修。經(jīng)采用油液分析技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測,到1995年,約10年未修,節(jié)約修理費用每臺640萬元,共7臺,合計節(jié)約維修費用4,480萬元。3上海拖內(nèi)公司495柴油機(jī)磨合規(guī)范優(yōu)化研究借助于油液分析的光譜、鐵譜技術(shù)監(jiān)測了磨合過程、磨粒的形態(tài)變化,定量地給出了磨損過程的變化趨勢,合理地制定了磨合規(guī)范,縮短磨合時間41.7%油分析部分術(shù)語化學(xué)指標(biāo)(ChemicalIndex)：在零時刻被測油品與標(biāo)準(zhǔn)油品介電常數(shù)之差。影響的因素有：水，油氧化，酸，粉塵和油使用錯誤。介電參數(shù)的改變小于0.02認(rèn)為良好，改變0.10就認(rèn)為過大。短時測試(ShortTest)：在數(shù)秒內(nèi)檢測標(biāo)準(zhǔn)油品的介電常數(shù)，它用于儀器標(biāo)定。鐵質(zhì)大顆粒(LargeFerrousParticles)：在檢測中表現(xiàn)為介電常數(shù)的短期尖峰。鐵質(zhì)性能在磁場存在且發(fā)生南，北極變化時檢測到。非鐵質(zhì)大顆粒(LargeNon-FerrousParticles)：在檢測中表現(xiàn)為介電常數(shù)的短期尖峰。非鐵質(zhì)僅在磁場不存在時檢測到。它表明存在大顆粒污染物，如磨損顆粒，冷卻劑，或水滴。污染指標(biāo)(ContaminationIndex)：它是在測量間隔內(nèi)介電常數(shù)改變的平均斜