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一. 油液監測技術的發展過程
zui初的油液監測技術起源于油污染分析,主要是通過油品理化指標常規檢測來反映油品的質量以及潤滑性能。
1941年美國鐵路行業首先采用了光譜分析方法,監測在用內燃機車潤滑油中的磨粒元素種類和含量。
60年代中期出現了油液監測中的顆粒計數法,這種方法可獲得一個數字化的分析結果,用于評價油品污染的程度。
70年代初,鐵譜技術問世并很快在機器的故障診斷中得到了應用。由于這一技術可以全面分析磨粒的濃度、尺寸分布、形貌和成分,因而豐富了油液監測中磨粒分析的內涵,并產生了“微粒摩擦學”的概念。與此同時,美國軍方采用油液監測技術取得明顯效果,并將此技術推廣到工業領域,獲得了普遍的應用和認可。
80年代起,油液監測工作者大力推廣紅外光譜儀檢測在用潤滑油,尤其是傅立葉變換紅外光譜儀的出現,促進了油液監測技術的進一步發展。
進入90年代,利用氣相色譜和質譜儀測定在用潤滑油的組分變化也有報道。目前,油液監測技術已成為設備狀態監測的一種重要手段,成為一種融合多學科、在線與離線并舉、監測診斷與維修管理的先進技術。
21世紀以來,以“主動式維護”為基礎的企業級潤滑管理體系成為業內研究及開發的重點。同時,將在線(或現場)監測系統與中央實驗室相結合的多級油液監測體系也取得了長足發展。
二. 油液監測的重要性
殼牌石油公司對機械故障作了分類統計:在柴油機中,30%的故障是由于污染造成的,其中50%是由于磨損造成的。對于齒輪來說,75%的故障是由于潤滑不當、外來污染、腐蝕、軸承失效、維修不足和連續或短暫的超負荷運轉造成的;其中51%的故障是與磨損有關,49%的故障是與過載有關。對于滾動軸承來說,40%的故障是由于潤滑不當造成的,其中有10%的故障是在軸承正常疲勞壽命期內發生的。
英國流體協會的液壓系統壽命研究表明:液壓油清潔度為10/7時的系統壽命為24/21時的系統壽命的100倍。
SKF的軸承壽命研究表明:軸承潤滑的污染狀況可使軸承的壽命相差500倍; 75%軸承的使用年限小于其設計年限。
三. 油液監測技術中存在的誤區
將油液監測簡單地等同于油品質量常規檢測;
以鐵譜或光、鐵譜聯用等較單一的手段取代油液狀態監測系統的豐富內涵;
于對用油量大的設備采用油液監測手段;
是對監測數據的完整性和準確性重視不夠,片面強調趨勢分析和異常磨損分析,忽略油液污染及老化的監控。
油液監測并不是多種檢測方法的簡單組合。它是一門涉及到摩擦學領域內多學科的綜合應用技術,是包括設備當前潤滑與磨損狀態二方面所構成的一個完整的監測系 統。其核心在于:根據監測對象的結構特征與監測目標,恰當的選用不同的監測方法,以的方式(讓用戶化zui少的檢測費用)達到*的監測效果(用戶獲取 到zui大的經濟效益)。油液監測也十分強調生產實踐和經驗的積累,豐富多彩的“臨床”實踐是積累經驗、提高診斷準確性的*途徑,也是保障油液監測取得* 效果的重要基礎。
四.實現油液監測所需的典型儀器設備
元素分析 : 元素分析一般通過原子發射光譜(AES)分析的方式實現。根據激發方式的不同,可應用于油液測試的原子發射光譜分析儀分為以下幾類:
電弧激發(RDE旋轉電極),對使用環境要求較低,但精度高,在油液監測領域應用廣泛。
電感耦合激發(ICP),精度較高,但對實驗室環境及操作者要求較高,要求提供氬氣等惰性氣體。
X光激發(XRF),在油液測試領域應用有限。
理化特性分析: 相對于不同種類的潤滑油的理化特性,所測試的指標不盡相同。除某些特定指標(比如粘度, 需采用特定的粘度計),目前主要有傳統的理化分析法(如滴定法,蒸餾法等)和紅外光譜法兩種分析手段。采用紅外光譜法(分析吸收光譜)進行理化分析,極大簡化了分析儀器的種類和數據處理過程,樣品量少,不使用有毒有害物質,快速、準確、重復性好,提高了分析效率。如今紅外光譜技術已廣泛應用于油液分析實驗室,成為一種主流油液監測手段。同時ASTM也發布了相應的標準。
機械雜質分析:通過原子發射光譜分析機械雜質在某種程度上受到了限制(特別是大尺寸顆粒)。目前專門用于磨粒分析的設備主要分為兩類
顆粒計數器 , 一般采用光學方法監測油液的污染程度,無法定位污染物來源。
磨粒分析儀, 除了顆粒計數之外,還能針對磨粒的形貌提供自動分類(比如按照失效原理),也能識別出金屬和部分非金屬元素。同時,有經驗的操作者可以通過磨粒形貌(失效特征)判定出失效部位。
鐵譜儀, 包含分析鐵譜儀和直讀鐵譜儀兩種,該技術能同時識別大顆粒(5um以上)的形貌和成分。但操作繁瑣,對使用者要求*。
PQ,僅對鐵質金屬進行定性分析.
添加劑的衰減, 目前一般使光譜法或色譜法,紅外光譜儀可針對特定的添加劑做定性或定量測量。
其他針對油液本身性能的測試,如:銅片腐蝕,剪切穩定性,抗氧化性、起泡性,防銹性、刮擦負荷、四點腐蝕等,這些監測項一般不用做設備監測的判定標準。如有需要,建議尋求專業實驗室的支持。
五. 油液監測技術的時代要求
目前國內的油液監測技術相對落后,很多企業沒有狀態監測設備,或者有狀態監測設備但是用不起來,或者做了監測項目,不知道為什么要做這些檢測,不知道怎么判斷設備的運行狀態。是不是該上這些設備?有了設備怎樣運行?做了檢測設備有沒有問題?有問題該怎么處理?
油液監測的現狀迫切要求我們儀器廠商、第三方檢測、設備運行單位之間建立一個合作交流的平臺,美國斯派超中國區技術總監史愛峰是zui早提出這一構想的人。他提出來之后,得到了很多業內專家的支持。其實年度的油液監測大會是一個很好的平臺,但光靠這樣一個專業的會議是不夠的,需要更多的人參與進來,共同做好份內的事,來推動我國油液監測技術的進步。
我們隆重推出專業的群,希望更多的業內人士參與這個圈子,形成設備運行單位為設備體檢,第三方檢測機構開處方,儀器廠商提供設備這樣一個相互交流、相互借力、信息共享、共同進步的交流平臺,本群群號:286774847。本群得到了斯派超、上海海事大學商船學院教授、上海海事大學船舶動力裝置與安全節能研究所所長、上海海事大學海事司法鑒定中心主任魏*老師與全國油液監測大會組委會副會長、寶檢中心、寶鋼油液監測技術專家劉仁德博士的大力支持!
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