油液檢測項目簡介摩擦學是門新興的技術科學。摩擦學系統包含摩擦副子系統、潤滑子系統、狀態監測子系統以及補償和控制子系統等。摩擦學所研究的摩擦與磨損與設備的狀態監測、故障診斷密不可分,其中油液分析技術是了解摩擦副運動狀態最有效的辦法,而設備維修管理中采用的修復技術、潤滑技術與故障診斷技術是摩擦學研究的重要內容。油液分析狀態監測技術是通過分析被監測機器的在用潤滑劑(或工作介質)的性能變化和攜帶的磨損微粒的情況,獲得機器的潤滑和磨損狀態的信息,評價機器的工況和預測故障,并確定故障原因、類型以及采用的維修管理策略。油液分析狀態監測技求的發展現狀：油液分析狀態監測技術的發展主要體現在磨粒分析、潤滑劑狀態監測的方法及其分析監測儀器的功能上。磨粒監測磨粒監測主要是指對金屬磨損顆粒進行檢測,同時也含分析的內容。磨粒監測方法最常用的技術手段和儀器設備有光譜法、鐵譜技術、顆粒計數法、磁塞法以及對濾出的磨粒進行顯微鏡觀察分析等。1光譜法磨粒監測技術光譜法包括原子發射光譜法和原子吸收光譜法。它是磨粒監測中應用最廣泛的技術。它可以對潤滑油中的磨粒進行多元素定量分析,而且還能檢測出潤滑添加劑的元素是否正常。2光學型磨粒監測技術——顆粒計數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行直接監測。其原理是當油液流經具有狹窄通道的傳感器時,磨粒的遮光作用便產生脈沖信號,脈沖的寬度與磨粒的大小有關,因而可測出磨粒的分布。3鐵譜法磨粒監測技術鐵譜分析法包括分析式鐵譜儀、旋轉式鐵譜儀、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、粉塵等雜質分開,并按一定的規則沉積在玻璃基片(譜片)上,然后對磨粒進行顯微鏡觀察,進行定性和定量分析,診斷出液壓和潤滑系統的故障,以指導維修。2潤滑劑狀態監測潤滑劑狀態監測是實驗室通過對潤滑劑定期取樣,并根據油液品質分析和雜質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一項或幾項公認的測試指標來判斷油液的工作狀態。這些監測方法指標采用的既是物理的又是化學的手段,其中一些典型的潤滑劑狀態指標是:粘度；TNA（總酸度）；TBA（總堿度）；水份含量；固體顆?？偤?。油液分析綜合技術一．概述1機械設備狀態監測集成系統機械設備狀態監測及預知維修技術近幾年發展很快,今天已成為機械設備現代管理的重要內容之一。理論上,已論證了這一技術的正確性,實驗研究中解決了這一技術的可行性,而且,實際應用中顯示了狀態監測油料分析技術的顯著經濟性。隨著一系列先進、方便而實用的監測儀器的出現以及在線監測專家系統軟件的開發和應用,機械設備狀態監測技術得以不斷發展和完善。航空、船舶、機車、汽車、坦克、工程機械、采礦機械等部門廣泛采用內燃機作為動力機械設備。因此,機械設備狀態監測的主要對象之一就是柴油機,其次還包括液壓系統和減速器等。目前,世界先進國家已廣泛采用和推行這種準科學的社會效益及經濟效益極為顯著的隨機監測、預知性維修的狀態監測技術,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,隨機監測視情維修的制度大大降低了設備故障發生率,提高了設備的運轉可靠性和利用率,維修費用可以降低十幾倍以上。機械設備狀態監測應將設備管理、視情維修、狀態監測、故障診斷作為一個集成系統研究。2摩擦學系統與磨損監測摩擦學是研究作相對運動的相互作用表面的有關理論和實踐的一門科學技術,正如圖1所示,是摩擦學系統狀態監測的相關性。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均產生影響的周圍環境及工況。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),及時發現和避免嚴重磨損階段,是磨損監測和預知性維修的主要目的。3.機械設備狀態監測預知性維修據美國著名機械設備狀態監測技術公司CSI公司等的資料介紹,預知性維修(ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｍａｉtｅｎａｎｃｅ)可以比常規的定期預防性維修以及故障維修節約10倍以上的費用。許多先進的大型企業已廣泛采用該維修技術。作為一種現代化的、準科學的設備維修思想,它是積極的主動的設備管理觀念。其特點在于,用主動的“失效前行動”(對潤滑油系統在用油的綜合監測),代替被動的“失效后行動”(故障檢修),能及時地發現導致設備可能發生故障或機器設備運轉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備的工作壽命。預知性維修的體制是一種機械設備的“保健”方式。表1表明了機械設備四種維修制度的對比,預測性保養和預知性保養的重要性和經濟效益是不言而明的。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,油的污染是柴油機磨損的最根76設備綜合診斷技術講座本原因。在柴油機的主要摩擦副中,當載荷被集中到微小顆粒的有效面積上時,將產生極大的表面應力。美國通用汽車公司研究表明,當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,發動機的磨損比使用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行分析。另外,潤滑油污染度的控制也可以使潤滑油的換油周期延長2倍以上,從而實現按質換油。二、機械設備狀態監測油液分析技術機械設備狀態監測油液分析技術工作流程如圖3所示。采集有代表性的,含有機械設備運轉狀態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,可能得到有用的數據,從而指導設備的維修。機械設備狀態監測油液分析技術主要是針對潤滑系統中在用油的監測,包括:(1)在用油理化性能指標的監測。例如對粘度、水分、酸值、堿值、閃點等參數的監測。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)在用油污染度的監測。例如控制潤滑油的污染度,監測濾清器的效用等。較為方便的儀器是ＤＣＡ便攜式油液污染監測儀、粒子計數器等(3)在用油所含磨粒的鐵譜分析,可采用各類分析式鐵譜儀、旋轉式鐵譜儀和直讀式鐵譜儀。國內外使用較多的鐵譜儀有,國產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。通過鐵譜技術監測磨粒的大小、形貌、數量,為故障診斷、狀態監測以及磨損機理分析提供依據。(4)油樣光譜分析。國內柴油機狀態監測使用較多,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。對于柴油機而言,主要的監測元素有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磨損部位及磨損趨勢作出診斷,對油品的污染和變質劣化作出分析。(5)油液分析紅外光譜技術。通過采用ＦＴＩＲ紅外分析技術,監測油品衰變污染度在90年代逐漸被人們重視。因為紅外光譜區波長約在2.5～25μｍ范圍,這正是由物質分子的振動轉動能級躍遷引起的光譜區,所以紅外光譜可以反映86機電一體化Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａ2000年第3期分子振動能級的變化(因此也稱為振動光譜)。因為絕大多數有機化合物的振動光譜都出現在紅外光譜區,所以紅外吸收光譜可以獲取分子結構化學變化的信息。因此,實際應用中,借助于紅外光譜儀監測新油與在用油的特定波數所對應的吸光度譜線峰位的差譜,可定量地監測油品使用中有機化合物的污染影響程度。例如,監測在用油的養化物、積碳、水、乙二醇燃油稀釋以及顆粒灰塵的污染度。除此之外,紅外光譜技術也可以監測油品的添加劑降解情況。見圖4、5)。實踐已表明,油液分析監測可以及時發現失效的征兆,有效防止故障的發生,從而保證柴油機的正常運轉。三、機械設備狀態監測實例實例1美國陸軍駐歐洲部隊關于“陸軍油料分析計劃成本節約分析”(1992.10～1993.9)見表2。2.交通部秦皇島港務局《港機故障診斷、技術交流資料》報告(1995年8月,上海)據報告介紹,ＨＦＡ24Ｓ型機車原規定2年小修,4年大修。經采用油液分析技術進行監測,到1995年,約10年未修,節約修理費用每臺640萬元,共7臺,合計節約維修費用4,480萬元。3上海拖內公司495柴油機磨合規范優化研究借助于油液分析的光譜、鐵譜技術監測了磨合過程、磨粒的形態變化,定量地給出了磨損過程的變化趨勢,合理地制定了磨合規范,縮短磨合時間41.7%油分析部分術語化學指標(ChemicalIndex)：在零時刻被測油品與標準油品介電常數之差。影響的因素有：水，油氧化，酸，粉塵和油使用錯誤。介電參數的改變小于0.02認為良好，改變0.10就認為過大。短時測試(ShortTest)：在數秒內檢測標準油品的介電常數，它用于儀器標定。鐵質大顆粒(LargeFerrousParticles)：在檢測中表現為介電常數的短期尖峰。鐵質性能在磁場存在且發生南，北極變化時檢測到。非鐵質大顆粒(LargeNon-FerrousParticles)：在檢測中表現為介電常數的短期尖峰。非鐵質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(ContaminationIndex)：它是在測量間隔內介電常數改變的平均斜