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一. 油液監測技術(shù)的發(fā)展過(guò)程
zui初的油液監測技術(shù)起源于油污染分析,主要是通過(guò)油品理化指標常規檢測來(lái)反映油品的質(zhì)量以及潤滑性能。
1941年美國鐵路行業(yè)首先采用了光譜分析方法,監測在用內燃機車(chē)潤滑油中的磨粒元素種類(lèi)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(gè)數字化的分析結果,用于評價(jià)油品污染的程度。
70年代初,鐵譜技術(shù)問(wèn)世并很快在機器的故障診斷中得到了應用。由于這一技術(shù)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(chǎn)生了“微粒摩擦學(xué)”的概念。與此同時(shí),美國軍方采用油液監測技術(shù)取得明顯效果,并將此技術(shù)推廣到工業(yè)領(lǐng)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(jìn)了油液監測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
進(jìn)入90年代,利用氣相色譜和質(zhì)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(shù)已成為設備狀態(tài)監測的一種重要手段,成為一種融合多學(xué)科、在線(xiàn)與離線(xiàn)并舉、監測診斷與維修管理的先進(jìn)技術(shù)。
21世紀以來(lái),以“主動(dòng)式維護”為基礎的企業(yè)級潤滑管理體系成為業(yè)內研究及開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。同時(shí),將在線(xiàn)(或現場(chǎng))監測系統與中央實(shí)驗室相結合的多級油液監測體系也取得了長(cháng)足發(fā)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(lèi)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(lái)說(shuō),75%的故障是由于潤滑不當、外來(lái)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(guān),49%的故障是與過(guò)載有關(guān)。對于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō),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(fā)生的。
英國流體協(xié)會(huì )的液壓系統壽命研究表明:液壓油清潔度為10/7時(shí)的系統壽命為24/21時(shí)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(shù)中存在的誤區
將油液監測簡(jiǎn)單地等同于油品質(zhì)量常規檢測;
以鐵譜或光、鐵譜聯(lián)用等較單一的手段取代油液狀態(tài)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(jiǎn)單組合。它是一門(mén)涉及到摩擦學(xué)領(lǐng)域內多學(xué)科的綜合應用技術(shù),是包括設備當前潤滑與磨損狀態(tài)二方面所構成的一個(gè)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(hù)化zui少的檢測費用)達到*的監測效果(用戶(hù)獲取 到zui大的經(jīng)濟效益)。油液監測也十分強調生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗的積累,豐富多彩的“臨床”實(shí)踐是積累經(jīng)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(shí)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(guò)原子發(fā)射光譜(AES)分析的方式實(shí)現。根據激發(fā)方式的不同,可應用于油液測試的原子發(fā)射光譜分析儀分為以下幾類(lèi):
電弧激發(fā)(RDE旋轉電極),對使用環(huán)境要求較低,但精度高,在油液監測領(lǐng)域應用廣泛。
電感耦合激發(fā)(ICP),精度較高,但對實(shí)驗室環(huán)境及操作者要求較高,要求提供氬氣等惰性氣體。
X光激發(fā)(XRF),在油液測試領(lǐng)域應用有限。
理化特性分析: 相對于不同種類(lèi)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(jìn)行理化分析,極大簡(jiǎn)化了分析儀器的種類(lèi)和數據處理過(guò)程,樣品量少,不使用有毒有害物質(zhì),快速、準確、重復性好,提高了分析效率。如今紅外光譜技術(shù)已廣泛應用于油液分析實(shí)驗室,成為一種主流油液監測手段。同時(shí)ASTM也發(fā)布了相應的標準。
機械雜質(zhì)分析:通過(guò)原子發(fā)射光譜分析機械雜質(zhì)在某種程度上受到了限制(特別是大尺寸顆粒)。目前專(zhuān)門(mén)用于磨粒分析的設備主要分為兩類(lèi)
顆粒計數器 , 一般采用光學(xué)方法監測油液的污染程度,無(wú)法定位污染物來(lái)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(dòng)分類(lèi)(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(shí),有經(jīng)驗的操作者可以通過(guò)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(shù)能同時(shí)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(zhì)金屬進(jìn)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(diǎn)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(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的支持。
五. 油液監測技術(shù)的時(shí)代要求
目前國內的油液監測技術(shù)相對落后,很多企業(yè)沒(méi)有狀態(tài)監測設備,或者有狀態(tài)監測設備但是用不起來(lái),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(tài)。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(méi)有問(wèn)題?有問(wèn)題該怎么處理?
油液監測的現狀迫切要求我們儀器廠(chǎng)商、第三方檢測、設備運行單位之間建立一個(gè)合作交流的平臺,美國斯派超中國區技術(shù)總監史愛(ài)峰是zui早提出這一構想的人。他提出來(lái)之后,得到了很多業(yè)內專(zhuān)家的支持。其實(shí)年度的油液監測大會(huì )是一個(gè)很好的平臺,但光靠這樣一個(gè)專(zhuān)業(yè)的會(huì )議是不夠的,需要更多的人參與進(jìn)來(lái),共同做好份內的事,來(lái)推動(dòng)我國油液監測技術(shù)的進(jìn)步。
我們隆重推出專(zhuān)業(yè)的群,希望更多的業(yè)內人士參與這個(gè)圈子,形成設備運行單位為設備體檢,第三方檢測機構開(kāi)處方,儀器廠(chǎng)商提供設備這樣一個(gè)相互交流、相互借力、信息共享、共同進(jìn)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(xué)商船學(xué)院教授、上海海事大學(xué)船舶動(dòng)力裝置與安全節能研究所所長(cháng)、上海海事大學(xué)海事司法鑒定中心主任魏*老師與全國油液監測大會(huì )組委會(huì )副會(huì )長(cháng)、寶檢中心、寶鋼油液監測技術(shù)專(zhuān)家劉仁德博士的大力支持!
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