油液监测与诊断技术
《油液检测技术及故障诊断》课程教学大纲
《油液检测技术及故障诊断》课程教学大纲
编号：C3/研部03/002
一、课程名称
1．中文名称：油液检测技术及故障诊断
2．英文名称：Oil Analysis and Fault Diagnosis of Marine Machinery
二、课程概况
课程类别：选修学时数：32学分数：2
适用专业：动力机械及工程开课学期：一
开课单位：商船学院
三、大纲编写人：魏海军
四、教学目的及要求
油液检测技术及故障诊断是一门综合性学科，近年来在工业企业中日益受到重视和应用，并列为轮机工程及相关专业的专业课程之一。
《油液检测技术及故障诊断》是轮机工程专业的限定选修课。通过该课程的学习，使学生基本掌握机械设备工况检测的基本内容及故障诊断技术的基本原理，掌握现代设备工况检测的常用方法，为他们今后从事船舶机械动力设备的设计与应用奠定理论基础。
五、课程主要内容及先修课程
1．主要内容：
（1）机械故障诊断的现状及发展趋势
包括：故障的类型及发展规律、常见的故障模式，故障诊断的分类及发展趋势。（2）船舶机械润滑油的选配
包括：船用油品的种类、特点及选配原则。
（3）油液分析
包括：油液检测的分类、油样的制取、常规理化指标的检测、油料光谱分析、磁塞检测和铁谱分析技术。
（4）船用润滑油的使用与管理
船用润滑油的劣化、污染及润滑油的换用原则。
（5）基于油液检测的机械故障诊断技术
包括：基于常规理化分析、铁谱分析、光谱分析及颗粒计数分析船用润滑油故障诊断技术。
2．教学要求：
（1）掌握机电设备故障的基本概念,了解故障的模式和产生机理。
（2）了解振动、噪声常用测试仪器的使用方法，传感器和分析仪器的使用，掌握时域、频、倒频谱和时序分析法的基本理论。
油液监测与诊断技术
油液监测与诊断技术
油液监测与诊断技术是近十几年迅速发展起来的用于机械设备状态监测的新技术，尤其在发动机、齿轮传动、轴承系统、液压系统等诸方面，该技术取得了显著的效益，获得了广泛的应用，如表所示。
油液监测与诊断技术通常包括油液理化性能分析技术、铁谱分析技术、光谱分析技术、颗粒计数技术等，实现对油样中所含磨粒的数量、大小、形态、成分等及其变化，油品的劣化变质程度等的分析。油液分析技术涉及的机理、分析内容及使用的仪器见表。
油液分析技术及仪器
一、润滑剂及其质量指标
（一）润滑剂的分类
润滑剂可分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂和气体润滑剂四大类。
l．液体润滑剂例如润滑油、水、液态金属等。
2．半固体润滑剂例如润滑脂，它是用稠化剂和润滑油制成，是一种介乎液体和固体之间的润滑材料，在一定意义上兼有二者的优点。
3．固休润滑剂例如石墨、二硫化铝等，依靠这些物质在摩擦表面形成低剪切强度，并与摩擦表面有较强附着力的固体润滑膜达到润滑目的。
4．气体润滑剂例如空气、氮气等，多用于高温、高速、轻载场合，例如高速磨头的空气轴承。
（二）润滑油性能指标
1．粘度粘度是润滑油最重要的性能指标之一，是反映润滑油流动的粘性大小，决定润滑油油膜厚度的主要因素之一。润滑油的作用就在于使润滑油在机器作功运动的摩擦表面形成油膜，该油膜起到润滑、减震、冲洗、冷却等作用。
2．油性和极压性油性和极压性是表示润滑油抵抗磨损能力的指标，油性表示油膜的吸附能力，极压性则表示在冲击载荷或高温重载荷作用时油膜不破裂的能力。
3．酸值酸值是指中和每1克润滑油中的有机酸所消耗的氢氧化钾的毫克数，单位是KOHmg／g。当所用油品的酸值超过标准时应换用新油。
第五章 油液监测诊断技术
延长设备使用寿命，创造更大的生产价值 设备是企业生存与发展的根本，通过专业化设备 监测工作，能提升企业设备管理水平，有效延长设 备的使用寿命。
效果－美国陆军每年处理130万个油样，每年从所有 的项目中节省大约1亿5千万美元的费用。 按国外经验推算，我国仅从改进机械设备润滑、 采用节能润滑技术和节能型润滑剂，近期可节约重 油200万吨，电力100亿KWH，总价值折合60亿－ 100亿元人民币。同时由于搞好机械设备的润滑与 监测维修，减少因摩擦、磨损而更换零部件所造成 的停机误产所产生的效益约为300亿－500亿元人民 币。
油液的取样技术
为保证油液监测和设备诊断的周期性 和可靠性，正确获取有代表性的油样是 至关重要的环节，为此，根据有关规定 和要求，特制定润滑油取样与送检规定 如下：
（ 1 ）取样应由专人负责，取样人员应 有强烈的事业心和对取样工作高度认真、 负责的工作态度和工作作风。舰艇设备 取样指定为班长负责。
（2 ）取样最好应为无色透明的清洁玻璃瓶 ,
油液监测技术
润滑油的作用
润滑油是机械设备的“血液”，它在 机械设备中起着重要作用。 1、润 滑 2、密封 3、冷 却 4、清 洗 5、防 腐 据介绍，机械设备的失效70%以上 是由磨损引起的，相互接触而又有相 对运动的机件均存在磨损，为了减少 磨损，经常采用润滑的措施，所以， 机器或设备的润滑介质或工作介质中 包含有丰富的摩擦副工作信息特别是 磨损信息。
润滑油液监测与诊断技术(四)第三讲 铁谱技术与仪器(续二)
设 备运 转 巾 ． 压 系统 滑 系 统 的 污 染 物 主要 来 源 于 三 个 液 润 方面 ： 机械 零 ｆ件 在 磨损 过 程 中生 成 的磨 损 微 粒 ； 界 灰 尘 或 水 ； ｌ ５ 外 等 物 质 侵 ＾油 液 中 ； 液 中 添 加 剂 反 应 后 的杂 物 。宴 政证 明 ， 油 磨
后者 更 是它 的独 到 之 外 因此 ， 铁 谱 片 上 从 数 以百 万 计 的千 在 姿 自态擞 观 物 质 ＿ 准确 地 识 别 各 类 磨 粒 ． 是 每 个 运 用 铁 谱 技 ｆ Ｉ 便 术 开 展 设 备 故 障 渗 断 Ｉ 的 』 员所 必 须 掌 握 的 一 门独 特 技 术 。 作 、
寸 与 厚度 之 比约 为 ３ Ｉ ：：
一 滑一
一 一 油
四 、 谱 技 术 中 的定 性 分 析 方 法 铁 铁 潜技 ＿ 的 特 在 于 它 币但 能 定 量 测 量 润 滑 油 系统 内 大 、 术 小席 托 的柑 埘 浓 度 ， 且能 直 接 考 察 磨 桩 的形 态 、 小 和 成 分 ． 而 大
屑 通 常 都 比较 粗 大 ， 均宽 度 为 ２— 长 度 为 ２ —１ ｏ ｍ； 平 ５ ｍ． ５ ｏ ②
在链 潜技 术 中 ， 般 使 用 丹 析 式 铁 谱 仪 巾 的 铁 谱 显 微 镜 观
油液监测与设备故障诊断技术分析
１焊前准 备 １ ． １ 检 查缺陷 ａ 第一级隔板上 ， 一静叶片有 ２ ０ ｘ ９ ｘ ２ ｍ ｍ的楔形沟痕。 ｂ 耒级一叶片 断裂 ５ ０ ｑ Ｓ ０ ｍ ｍ， 两个 叶片变形＞ ３ ０ ０ ｍ ｍ。 ｃ 末 级叶 片的三处外拉筋发 生局 部变形， 部分拉筋孔有 １ ￣ １ ． ５ ｍｍ的间隙。ｄ ． 叶片断裂和严重扭曲部位均 发 生在外拉筋 的接头处 。 １ ． ２缺陷 的处 理方法 ： ａ 第一 级隔板 上 ， 一静 叶片上 发生 的楔形 沟痕 ， 采 用挖补 处理 的方 法。 ｂ 采 取 焊接 的方法处 理断裂 、 扭 曲的叶片。切断部分包括 变形部分 ， 大 约是叶片 的 １ ／ ２ 位置 ， 工艺 难点是对 口的错 口值 ８ 。＞ １ ０ ％， 角 变形 ０ ≤ ３ 。 。ｃ ． 末级 叶片断 的拉筋 要更换 ， 向外变形 的拉 筋可 以整 形。 ２焊 接规范 ２ ． １材质 ： ２ Ｃ ｒ １ ３ 不锈钢的化学 成份（ ％）
考虑新旧叶片的配合问题 ， 要对新叶片多余重量从顶部去除， 确认 新配叶片的重量及坡口尺寸完全符合要求， 方可对 Ｈ施焊 ， 焊接时中间 应放入青壳纸， 防止加工与焊接时上下叶片损伤。施焊前需进行试焊， 施焊的样板要和实际焊接尺寸相符 ， 并对试件进行硬度及着色检验 ， 合 格后， 方可进行正式施焊。 ５ 焊接工艺 ａ 焊前需 把铬 ２ ０ ７ 焊条经 ３ ０ ０ ％左右烘 焙 １ 小时 。ｂ ． 叶 片预热 由操 作熟练的气焊工担任 ， 用氧乙炔局部均匀预热 ３ ０ ０ ％左右 ， 预热温度要 缓慢上升， 预热范围在焊缝二侧 ３ ０ ￣ ５ ０ ｍ ｍ左右， 预热温度控制用红外 线测温仪测温控制。ｃ ． 由Ｉ 类高压合格焊工担任 ， 焊接时现场无外界干 扰。 ａ 把末 级叶片转在平 焊位置进行施 焊 ， 焊接 时不能在叶 片引弧 ， 焊接 引弧应在专用的引弧板上引弧， 待电弧稳定后再逐渐引入坡 口， 焊接时 焊条不做横向摆动 ， 采用多层多道焊 ， 以连弧焊为宜， 收弧时要填满弧 坑， 以免产生火口裂纹。Ｂ 焊接时应注意要熔合良好 ， 避免根部未焊透 ， 层间未熔合， 气孔 、 夹渣、 裂纹、 咬边等缺陷。焊缝的加强面应在 ｌ ｍ ｍ左 右为宜 ， 在焊缝清理过程中发现缺陷应立即修补。 若焊缝温度降低在限 末级 叶片的材质 为 ２ Ｃ ｒ １ ３ 马 氏体不 锈钢 ， 具有较 高 的韧性 ， 冷变形 制温度 以下 时 ， 需 重新加温至 ３ ０ ０ ℃左右后方 可施焊 。 焊接工 作结束后 ， 性质 ， 有较 好的耐腐蚀 胜能和热强性 能 ， 特 别是 其减振性很 好 。 ２ Ｃ ｒ １ ３ 的 将叶片与引弧板的连接焊缝锯开， 然后用磨光机和锉刀将叶片修复好。 碳含量 较高 ， 含ｃ ｒ 量也 高达 １ ３ ％， 这种钢 的可焊 性较差 ， 在 空气 中冷却 ￡ 焊后用石棉被或超细棉保温， 让其缓慢冷却到 １ ｏ ０ ， 紧接着进行焊后 即能生成 马氏体组织 ， 所 以焊前 必须预 热 ， 焊后 及时热处理 。 热处理 。 ２ ． ２焊接材 料 ： 铬２ ０ ２ 或铬 ２ ０ ７ 不锈 钢焊条熔敷金属 化学成份 （ ％） ６焊后热处理 ａ热处理必须是富有经验的气焊工担任加热。焊后热处理温度 ６ ８ ０ ％￣ ７ ２ ０ ％。 加热范围在焊缝两侧 ３ ０ ￣ ５ ０ ｍ ｍ ， 温度上升要缓慢均匀 ， 用 红外线测温仪控制温度 ， 温度达到要求后 叵温 ５ 分钟左右， 用石棉被或 采用 铬 ２ ０ ２ 或铬 ２ ０ ７ 不锈 钢焊条 ，可以得到 与母材化 学成分相 近 超 细棉进行保 温缓 慢冷却 ｏ ｂ 樨 后热处 理后要 对焊缝进行 打磨至平滑 过 的焊 缝金属 ， 焊缝 和热影 响 区的机 械性 能 ， 耐腐 蚀性 、 减振 性都 与母材 渡， 宏观检查不得有咬边、 裂纹等缺陷后 ， 进行着色探伤检验。 相近， 为 了尽 可能减小 残余应力 和热影 响区 ， 焊接 时宜选用 小直径焊 条 参 考 文 献 （ ２ ． ０ ａ ｒ ｍ） 和小焊接 电流 。 『 ｌ Ｉ Ｄ ｉ ／ ｒ ８ ６ ９ － ２ Ｏ Ｌ Ｏ ． 火力发 电厂 焊接技 术规 程『 ｓ ］ ． ３焊接设备 ［ ２ ］ ＧＢ ８ ７ ３ ２ － １ ９ ８ ８ ． 汽轮机 叶片用钢『 ． ｚ Ｘ ７ ． ３ １ ５ 逆变电焊机采用 直流正接 ， 焊接 电流 ５ ０ － － ５ ５ Ａ 。 『 ３ １ Ｄ ８ １ ９ － ２ ０ ０ ２ ． 火力发 电厂 焊接热处理技 术规程闭． ４坡 口的加工要求 ［ ４ ］ Ｄ ｉ ｌ ｌ ￣ ７ １ ４ － ２ ０ ０ ０ ． ￣ ￣ Ｌ 轮机叶片超声波检验技术导则『 ｓ １ ． 坡 口开成 Ｖ型 ， 坡 口角度 ６ ０ ￣ ～ ７ ０ 。 ， 钝边 为 ０ ． ５ ａ ｒ ｍ， 根部对 口间隙不 ［ ５ ］ Ｄ Ｌ ４ ３ ８ － ２ ０ ０ ９ ． 火力发 电厂金属技 术监督规程『 Ｓ １ ． 小于 ｌ ｍ ｍ， 如图 ： ６ ０ ￣ ［ ６ ］ Ｄ Ｉ Ｊ ｒ ７ １ ５ － ２ ０ ０ ０ 火 力发 电厂金属材料选 用导则ｆ ｓ １ ． ７ ０ ￣
油液监测技术
机械设备的油液监测技术
摘要：简要介绍了油液监测的基本方法，并用案例说明油液监测所获得的状态参数能很好反映设备的润滑磨损状态，实现设备的预知性维修和主动性维修。
前言
随着机械设备日益向高速、大型、自动化与多功能化方向发展，对设备的可靠性提出了更高的要求。设备运行后，对其进行合理的维修保养至关重要。为满足现代大型机械设备的维修需求，工业界提出了视情维修的概念。为实现设备的视情维修，必须依托设备的状态监测技术。根据国外相关统计数据，机械设备70%以上的故障与磨损有关，而油液分析所获得状态参数能很好地判断设备的润滑磨损状态，因而在国外被广泛采用。
油液监测技术能有效判断机械设备产生磨损故障的原因及部位，从而使设备劣化趋势及时得到矫正，避免恶性事故的发生和发展，实现设备的预知性维修。另一方面，油液监测能及时发现油质劣变原因和污染状态，及时采取对应措施，使设备长期处于良好的润滑状态，减少故障发生概率，延长其使用寿命，实现设备的主动性维护[1]。
1 油液分析三个方面的内容
机械设备的磨损总是不可避免的。磨损过程一般分为三个阶段，即磨合磨损、稳定磨损和剧烈磨损。如果过快或过早出现异常磨损，则应查明原因，及时消除。引发设备出现异常磨损的主要原因[2]如下：（1） 零部件材料加工及装配质量（如不平衡、不对中）；
（2） 用油不当（如牌号不对、添加了与在用油不相溶的油液）；
（3） 油液劣变导致品质下降，不能满足设备润滑要求；
（4） 环境应力（如温度、湿度等）或机械应力过大；
（5） 设备维护不当（如空气滤效率下降导致进入粉尘增加）。
油液监测——日臻成熟的设备工程诊断技术
了重要作 用 。从 我 国第一 篇有关油 液监测技 术研 究论文 在
首届 国际铁谱技术会议上宣读 和在 国际 《 Ａ ＝ 刊上发 ｗＥ Ｒ 》期
表 之后 ，大量反 映油液监测 科技研究 和工程 应用成 果 的论 文 在 国内外专业期 刊上 陆续 发表 。有 关油液 监测 技术 的学
亿元。 根据 国际通 用惯例 ，我 国油液监测 领域 的科 学研究 和
工程技术 人员 于２ ０ 年将原全 国铁谱技 术委员会 正式更名 ０４
为油液监 测技术委 员会 。包 括全 国著名 高校和各行 业大型
国有企业在 内约 １０ 成员单位 参加活动 。２ 多年来 ，委员 ５个 Ｏ 会 召开 了六 次 全国性 学术会 议 ，出版 了六册会 议论 文集 ，
监测 订单 ，按 国际规 范进行操作 ，出具 报告 ，并对分 析结
析技术 一样 ，同属设备工程 的主流诊 断技术 。在 应用操作
上 ，它们可以联合使用 ，发挥各 自优势 ，实 现优势互补。 来 自对美 国核 电站系统 的７ ０ ５ 台设备滚动轴承 的失效监 测调查 表明 ，单独采用油液监测技术的 占４ ％，单独采用振 ０ 动监测的 占３ ％，二者综合利用 的 占２ ％。振动分析能监测 ３ ７
出３ 个月 内的轴承失效 ，而油液监 测可源自文库以提前 到ｌ 个月前 ， ８
润滑油液监测与诊断技术(一)
生 以下报警 ： ２ ＣＡ Ａ ￣（ Ｃ报警 ）４６ｓ ｖ Ｌ Ｒ ｎ— １ ２Ｎ Ｌ Ｒ Ｎ ０ ，． Ⅱ Ｏ Ａ Ａ Ｍ１ Ｔ ＸＳ Ｄｓ ０ Ｈ Ａ Ｉ Ｊ ｃ 删 （ ｎ轴脉冲编 码器断路 报警 ） 第 。 这种故障复位无效 ， 机后再 开机 ， 关 故障 消失 。机床开机再 运行一段时间 ． 又会 发生此 故障。根据说 明书的 提示检修 脉 冲 编码器 ， 易使维修者进八误区。此故 障一般 是第 ｎ轴的丝杠和
螺 母 问的 同 隙 ， 者 是 丝 杠 的预 紧 力太 小 而引 起 的 弹 性 变 形 ， 或 导
作 者 通 联 ： 国一 拖 桌 目 有 限 公 司 第三 蓑 配厂 河 南 洛 阳 中 市建 设 路 １４号 ５ ４１０ ７ ０４ 【 ＃ 蝻 武 恶 晴）
田 设 ・ 与 ＿ ２２ ３ ＿ 一 － ０ № ０
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二、 ｛ 油 直监 翻 与 诊
断 技 术 的 实施 程 序
光谱分折琏它 乙Ｚ！ Ｚ习
口高 中 汉
在使 用 Ｕ －Ｅ ＩＳ全 闭 环 数 控 系统 时 ， 行 中 经 常 发 Ｃ０ＳＲＥ 运
位是 ０时为开环系统。 （） ２ 把报警轴 的伺 眼设定的齿轮柔性 比 Ｈ： Ｍ改 为 ｌｌ０ ：０ 。
（ ） 报 警 轴 的前 、 （ 、 ） ３在 后 上 下 各架 一 块 百 分 表 ， 该 轴 前 后 使
油液监测与故障诊断讲义
美国 Trace GC Ultra 气相色谱仪
变压器故障状态的判断 （1）特征气体组分法（初步判断）
故障类型
主要气体组份
次要气体组份
油过热
CH4、C2H4、
C2H6、H2
油纸绝缘中局部放电
CH4、CO、H2
C2H6、C2H2、CO2
油中火花放电
C2H2、H2
进水受潮或油中有气泡
铁谱技术的优势： A. 能分离出润滑油中所含较宽范围内的磨屑，应用范围广。 B. 通过对磨屑的定性观察和定量测量，可判断磨损发生的部位以及磨损程度。即可以提供 更丰富的故障特征信息。 铁谱仪类型： 分析式、直接式、在线式、旋转式
（1）分析式铁谱仪 ——油样中的磨粒在重力、浮力、油的粘滞力和磁场力的作用下，按尺寸大小沉积在玻璃基片上，并沿磁力线方向排列成键状，经过除油和固定处理，制成铁谱图片。再在铁谱显微镜下对基片上沉积的磨损微粒进行大小、形态、成分、数量等方面的特征进行定性观测和定量分析 应用： （1） 分析摩擦副表面磨损程度 （2） 推断磨损部位和磨损机理
一、基本概念
油液状态监测的意义 1）用于研究设备中摩擦副的磨损机理、润滑机理、磨损失效类型等； 2）通过对在用油品的性能分析及油液的污染程度判定，为确定合理的磨合规范及合理的换油期提供依据。
油液监测的实施程序
（1）选择监测对象，制定合理的油液监测技术和方案； （2）选取抽样； （3）制备检测油样； （4）利用检测仪器定性、定量测定检测油样有关参数； （5）处理与分析检测数据； （6）根据数据处理分析结果，判断设备磨损状态。若有异常，还需判断异常部位、异常程度及其原因，并预报可能出现的问题。 （7）提出改进设备异常状况的措施。 离线监测 在线监测
油液分析诊断技术
油液分析技术的机理和分析内容
油液分析技术 机 理 分析内容 油品物理、化学性能指标的变化， 粘度、 酸值、 碱值、 闪点、 水分、 油品物理、化学性能指标的变化，反映油 粘度、 酸值、 碱值、 闪点、 水分、 品的劣化变质程度， 机械杂质、积炭、硝化、硫化、 品的劣化变质程度，表明润滑油的润滑性能 机械杂质、积炭、硝化、硫化、 下降，超过一定数值则该润滑油成为废油。 氧化、 下降，超过一定数值则该润滑油成为废油。 氧化、乙二醇 燃油稀释、水分污染、 燃油稀释、水分污染、杂质污染 杂质污染 通过测量物质燃烧时发出的特定波长、一 通过测量物质燃烧时发出的特定波长、 定光强度的光， 定光强度的光，从而检测磨粒的元素成分及 含量浓度、监测设备运行状态、磨损趋势、 含量浓度、监测设备运行状态、磨损趋势、 判断磨损部位 颗粒数 金属磨粒元素成分和含量浓度 值； 添加剂元素成分浓度； 添加剂元素成分浓度； 杂质污染元素成分及浓度 杂质污染元素成分及浓度
11
在机器的润滑系统中， 在机器的润滑系统中，最常用的两个取样点是润 滑油油箱 回油管处 油箱和 滑油油箱和回油管处。 油箱内油流动缓慢，由于磨粒沉降等效应的影响， 油箱内油流动缓慢，由于磨粒沉降等效应的影响， 给取出具有代表性磨粒的油样增加了难度， 给取出具有代表性磨粒的油样增加了难度，因此在回 油管取样比在油箱中取样有较大的优越性 。
2
由此可见， 由此可见，维修是工业生产成本中一项巨大的支 它涉及到大量的人力、 物力和财力。 出 ， 它涉及到大量的人力 、 物力和财力 。 维修工作 在很大程度上取决于设备使用和维修人员对该设备 的了解， 的了解 ， 所以建立有效的维修系统可以大大减少停 机时间和节约维修费用。 机时间和节约维修费用。
油液监测标准
油液监测标准
一、监测范围
本标准规定了油液监测的范围，包括但不限于以下几个方面：
1.油液的理化性质，如粘度、水分、闪点等；
2.油液中的金属和非金属颗粒，如磨损颗粒、污染物等；
3.油液中的气体，如氧化烃、烃等；
4.油液的清洁度等级。
二、监测方法
本标准采用以下几种监测方法：
1.理化性质监测方法：按照相关标准进行检测；
2.颗粒监测方法：采用颗粒计数器进行检测；
3.气体监测方法：采用气相色谱仪进行检测；
4.清洁度等级监测方法：采用清洁度测试仪进行检测。
三、监测周期
本标准规定油液监测的周期为一个月，也可根据实际情况进行调整。在以下情况下应适当缩短监测周期：
1.油液存储容器开启频繁；
2.油液使用设备发生故障或异常；
3.油液质量不稳定。
四、监测指标
本标准规定的油液监测指标包括以下几项：
1.油液的理化性质是否符合标准要求；
2.油液中的颗粒数量是否超过限值；
3.油液中的气体成分是否异常；
4.油液的清洁度等级是否达到要求。
五、监测设备
本标准规定油液监测所需的设备包括以下几类：
1.颗粒计数器；
2.气相色谱仪；
3.清洁度测试仪；
4.油液取样器；
5.其他必要的辅助设备。
六、监测人员
本标准规定油液监测人员应具备以下条件：
1.熟悉油液监测的标准和流程；
2.具备相关的专业技能和知识；
3.经过培训并取得相应的资格证书。
油液监测与设备故障诊断技术分析
油液监测与设备故障诊断技术分析
摘要：在煤矿生产运行的过程中，各种大型机械设备应用的比较广泛，为了保
证煤矿生产的安全进行，要对主要采矿设备的运行进行有效的监测，减少事故发
生率。油液监测体系在煤矿综采设备运行中发挥了重要的作用，根据监测的信息，可以及时了解到设备的故障，提前对设备进行预防性维修，减少故事，提高运行
效率。有效的监测体系，可以提高煤矿设备的的生产效率，为提高煤矿的生产水
平奠定坚实的基础。
关键词：润滑油脂分析；主动维修；油液监测
随着科技的发展，各项先进的生产技术应用到煤矿生产中，提升了煤矿生产
的效率。在各种机械设备运行的过程中，如何保障其能够安全稳定的运行，是煤
矿生产面临的重要问题。油液监测体系对于综采设备的运行可以进行有效的监测，对于潜在的安全隐患进行诊断，为煤矿的安全生产提供了有利的条件。
1 油液监测的主要技术手段
1.1 油液理化性质指标监测
机械设备在运行的过程中，润滑油的作用非常重要，是保证机械能够正常运
行的基础。油液监测技术通过对润滑油的物理化学性能进行检测，可以了解到润
滑油的使用状态，从而判断机械设备的运行状况。在监测的过程中，主要的指标
包括运动粘度、水分、酸值、闪点、凝点（或倾点）、机械杂质、抗乳化性、抗
泡沫特性、抗磨性和极压性等。
1.2 油液铁谱检测
铁谱检测是目前煤矿企业中使用最为广泛的一种油液检测方法，主要应用到
的设备是铁谱仪。在机械高速运转的过程中，会产生一定的磨损，通过对磨损颗
粒进行监测，就可以充分的了解到机械的磨损状况，从而进行有针对性的维修。
在高梯度磁场的作用下，将摩擦副中产生的颗粒从润滑油中分离出来，按照一定
润滑油液监测与诊断技术(三)
掉 枪 ， 剖 嘴 与 钢 使 坯的 距 离过 小 ， 造 成 剖 嘴 烧 毁 ， 铸 连
过 程 中 无 法 正 常 切 割 ， 得 采 用 手 工 只
１ 切 割 小 车摇 动臂 ３ 自动 害 枪 ｊ ４ 抱箍 图 】 ２ 固定 板 ５ 螺 桂
作 者 通 联 江元 立 金 属 制 品 有 限 ， 司 炼 钢 厂 浙 江连 昌 浙 厶 、
３３０ ２３９
切 割 。此 外 停 铸 期 间 在 更 换 自动 剖 枪
［ 糖辑
王
其］
固 谩 ＿ 与 ＿ ２２ ５ － 噩 蕾 ０ № ０
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管 进 口 处 ，相 距
＾ 储 残 油 杯 。基 片 经 清 洗 、 固定 和甩 干 处 理 后 ， 制 成 了 谱 片 。 便
５ ｍ处设 置 的第 ２ ｍ
道 光 束 刚 好 位 于 小 微 粒 的 沉 积 位 置 上 。随 着磨 损 微 粒 在 沉 淀 管 壁 上 的沉 积 ， 传 感 器 所 接 光 受 的 光强 度将 逐 渐 减 弱 。 因 此 ， 显 数 装 置 所显 示 的光 密 度读 数 与 该 位置 上
沉 积 的磨 损 微 粒 的
Ｃ二 ］ ＝ 第一 个光电探击 Ｃ］ 第二个 光电探头
旋转式铁谱仪制出 的铁谱片 ， 屑排列 为 ３个 同心 圆环 ， 磨 内
润滑油液监测与诊断技术(二)
滑 系 统 或 液 压 系 统 取 的 原 始 油 样 经 制 备 后 ， 微 量 泵 输 由
送刊与磁场装置 度 的玻 璃 基 片 呈 一 定 角 上 在 随 油
油样 ２ 散量泵 ３ 玻 璃 基 片 ． ６ 储 油 杯 磁坜装置 ５ 导流首
铁 谱 技 术 的 内 容包 括 磨 损 微 粒 的 分 离 、 小 微 粒 数 量 的 测 大 定 、 据 的综 台 与 处 理 ， 损 趋 势 的分 析 、 粒 形 态 的 观 察 与 分 数 磨 微
（） １ 工作 原 理
图 ５ Ｔ Ｆ一１ 分 析 式 铁谱 仪 Ｅ 型 铁 谱 制 谱 仪 主 要 用 于 分 离 油 样 中 磨 损 微 粒 并 制 成 铁 谱 谱 片 ， 由微 量 泵 、 铁 装 置 、 它 磁 玻璃 基 片 、 种胶 管 及 支 架 等 部件 组 特
成。磁铁装置是制谱 仪 的核心装置 ， 它的磁感应 强度大 于 １Ｓ Ｔ
态作 出 判 断 。
这 一技 术 目前 摹 本 仍 然 属 于 离 线 监 测 技 术 ， 要 依 靠 实 验 主 室人 员 的操 作 和 经 验 去 作 出 诊 断 。 目前 研 制 出 的可 安 装 于 润 精
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管路 中的在线式 铁谱仪 ， 使用还不普遍 。
铁 谱技 术 具 有 独 特 的优 势 ， 要有 ： 主 １ 应 用 铁 谱 技 术 能 分 离 出 润 滑 油 中所 含 较 宽 尺 寸 范 围 的 磨 屑 ， 应 用 范 围 广 铁 谱 分 析 对 于 ０ １ ０Ⅲ 的 颗 粒 都 敏 故 ． 一１ 感 ； 光 谱 分 析 仅 对 １ 以 下 的 小 颗 粒 敏 感 ， 于 大 于 ｌ 而 ０删 对 ０ｍ 的 磨 屑 反 应 迟 钝 ； 塞 等方 法则 对 大 于 ｌ， 的 大 颗 粒 敏 感 。 磁 Ｏ￣ ｕ ２ 铁 谱 技 术 利 用 铁谱 仪将 磨 屑 沉 积 在 基 片 上 或 沉 淀 管 中 ， ． 进 而 对 磨 屑 进 行 定 性 观 察 分 析 和 定 量 测 量 ， 合 判 断 机 械 的磨 综
油液监测与设备诊断技术及在煤矿的应用
探讨 了油液监测与诊 断技 术在煤矿的应用。
关键词 ： 油液监测 ； 设备故 障诊断 ； 设备管理 中图分类号 ：Ｄ ０ Ｔ ４７ 文献标识码 ： Ａ
故障指设备或某些 部件在运行 中不断老化 ， 直到出现故障 ； 随机故 障多 为突发性故障 ， 明显征兆 。 无 很难预测。具体故障类 型可归 纳如下 ： 设备 老化 、 环境条件恶化 、 操作失误 。
２０ 年 第 １ 卷 第 ４ ０７ ７ 期
收稿 日 ：０ ６ ０ — ２ 期 ２０—９２
油液监测与设备诊断技术及在煤矿的应用
李建胜
（ 山西焦煤集 团西山东曲选煤厂 ， 山西古交 ，３ ２ ０ ０００ ） 摘 要： 简单介绍 了设备故障及 其诊 断技 术 ， 分析 了油液监测 与设备 故障诊断的关系．
判断机械设备的故障， 而很多机械故障具有潜伏期， 当出现噪声 、 振动和温
传统的设备诊断技术立足于 已发生故 障的设 备的诊 断 ， 通过分 析设 备 的振动 、 温升及润滑油性质等来 寻找导致机械设备 故障的原因。实 际 情况是 ， 当机械设备 出现振 动 、 温升或异 常磨损时 ， 伴随局部故障 。 必然 尽管此时还 没有引起机械 设备停车 ， 但若操 作者不采取任 何措施 ， 不 将
步被充实 ． 被系统化 。 ３ 案例教学的组织活动要求系统性 ． ３
实践 中去。 比以往的教学 工作提 出了更高的要求 。
油液监测仪的原理及应用
油液监测仪的原理及应用
1. 引言
随着工业的发展和油液应用的广泛，油液的质量监测变得越来越重要。传统的
质量监测手段无法满足特定的需求，因此油液监测仪应运而生。本文将介绍油液监测仪的原理和应用。
2. 油液监测仪的原理
油液监测仪是一种用于对油液的物理性质、化学性质以及污染物进行检测和监
测的设备。它的主要原理包括以下几个方面：
2.1 光学原理
油液监测仪利用光学原理，通过测量油液中的光强来判断其透明度。透明度与
油液中的污染物含量呈正相关，因此可以通过测量透明度来判断油液的污染程度。
2.2 热学原理
油液监测仪利用热学原理，通过测量油液的热导率来判断其杂质含量。杂质含
量越高，热导率越低。通过测量热导率可以定量分析油液中的杂质含量。
2.3 电化学原理
油液监测仪利用电化学原理，通过测量油液中的电导率来判断其离子含量。离
子含量越高，电导率越高。通过测量电导率可以判断油液的电导性和离子污染程度。
2.4 物理化学分析原理
油液监测仪利用物理化学分析原理，通过测量油液中的各种物理和化学参数来
判断其质量。例如，测量油液的粘度、酸值、碱值等参数可以判断其化学性质；测量油液的磁导率、电阻率等参数可以判断其物理性质。
3. 油液监测仪的应用
油液监测仪在工业领域的应用广泛，主要包括以下几个方面：
3.1 润滑油质量监测
油液监测仪可以用于监测润滑油的质量，对于机械设备的正常运转非常重要。
通过监测润滑油中的污染物含量、粘度、酸值等参数，可以及时判断润滑油是否需要更换或维护，从而保障机械设备的正常运行。
3.2 液压油质量监测
油液监测仪可以用于监测液压油的质量，对于液压系统的稳定运行至关重要。
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油液监测与诊断技术
油液监测与诊断技术是近十几年迅速发展起来的用于机械设备状态监测的新技术，尤其在发动机、齿轮传动、轴承系统、液压系统等诸方面，该技术取得了显著的效益，获得了广泛的应用，如表所示。
油液监测与诊断技术通常包括油液理化性能分析技术、铁谱分析技术、光谱分析技术、颗粒计数技术等，实现对油样中所含磨粒的数量、大小、形态、成分等及其变化，油品的劣化变质程度等的分析。油液分析技术涉及的机理、分析内容及使用的仪器见表。
一、润滑剂及其质量指标
（一）润滑剂的分类
润滑剂可分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂和气体润滑剂四大类。
l．液体润滑剂例如润滑油、水、液态金属等。
2．半固体润滑剂例如润滑脂，它是用稠化剂和润滑油制成，是一种介乎液体和固体之间的润滑材料，在一定意义上兼有二者的优点。
3．固休润滑剂例如石墨、二硫化铝等，依靠这些物质在摩擦表面形成低剪切强度，并与摩擦表面有较强附着力的固体润滑膜达到润滑目的。
4．气体润滑剂例如空气、氮气等，多用于高温、高速、轻载场合，例如高速磨头的空气轴承。
（二）润滑油性能指标
1．粘度粘度是润滑油最重要的性能指标之一，是反映润滑油流动的粘性大小，决定润
滑油油膜厚度的主要因素之一。润滑油的作用就在于使润滑油在机器作功运动的摩擦表面形成油膜，该油膜起到润滑、减震、冲洗、冷却等作用。
2．油性和极压性油性和极压性是表示润滑油抵抗磨损能力的指标，油性表示油膜的吸附能力，极压性则表示在冲击载荷或高温重载荷作用时油膜不破裂的能力。
3．酸值酸值是指中和每1克润滑油中的有机酸所消耗的氢氧化钾的毫克数，单位是KOHmg／g。当所用油品的酸值超过标准时应换用新油。
4．水分润滑油的水分是指润滑油中含水量的重量百分比数。润滑油中水分的存在，破坏润滑油形成油膜、使润滑效果变差，并加速有机酸对金属的腐蚀作用，锈蚀设备，而且使添加剂分解沉淀。
5．水溶性酸和碱水溶性酸和碱是指溶于油品中的无机酸和碱，以及低分子有机酸和碱性氧化物，它们将强烈腐蚀设备，加速油品变质，降低油品的绝缘性能。
6．机械杂质机械杂质是指润滑油中各种沉淀物、胶状悬浮物、砂土、金属粒等杂质的重量百分比，它是反映油品纯洁度的指标。油品中机械杂质的存在会加剧机器零件的磨损，加速油品老化，严重时还会堵塞油路及滤清器。
7．闪点闪点是表示润滑油蒸发性的指标。在规定的条件下加热油品，当油蒸气与周围空气形成的一定浓度的混合气体时，同火焰接触时产生短暂闪火时的最低油温即为闪点。闪点是油品的安全性指标，油品的工作温度一般低于闪点20～30℃为宜。
8．凝点在规定条件下使油品冷却到不流动时的最高温度即为凝点。凝点是反映油品低温流动性的重要指标。通常，油品工作温度一般应比凝点高15℃～30℃为宜。
此外，还有灰分、残炭、腐蚀、抗氧化安定性、抗乳化度、抗泡沫性等性能指标。
（三）润滑脂性能指标
润滑脂是由基础油加稠化剂制成的半液体润滑剂，它适用于下面几种情况：①某些开放式润滑部位，起到润滑作用而又不会流失和滴落；②在有尘埃、水分或有害气体侵蚀的情况下，要求有良好的密封性、防护性和防腐蚀性的场合；③由于工作条件限制，而要求长期不换润滑剂的摩擦部位的润滑部位；④摩擦部位的温度和速度变化范围较大的机械的润滑以及满足某些机械设备的封存、防腐、防锈上的需要。
润滑脂的性能指标有
1．外观良好的润滑脂，其颜色和稠度都应是均匀的，没有硬块颗粒，没有析油现象，表面没有干硬的皮层和稀软糊层。
2．针入度针入度是表示油脂稠度的指标。
3．滴点它是决定润滑脂使用温度的指标。
4．抗腐蚀性主要反映润滑脂对金属的腐蚀程度。
除此之外，润滑脂还有胶体安定性、机械杂质、氧化安定性等性能指标。
（四）液压油
液压油的主要作用是传递液压能，其次是润滑、冷却、防锈、减震等作用，它的状态直接关系到液压机械运转的可靠性。反映液压油性能的主要指标及其测试方法与润滑油类似，不再重复。
（五）添加剂
在很多情况下，基础油很难满足摩擦副对润滑剂提出的苛刻要求。因此，为了提高油品质量和满足使用性能还必须在润滑油品中加人少量一种或几种物质，以改善油品的某些性能，所添加的物质称为添加剂。一般极少量添加剂，就能显著改变油品的质量，这样就可避免润滑油复杂加工过程，又可解决一些加工精制仍不能满足的特殊要求，从而扩大优质润滑油产品的来源。
二、油液性能分析
对机械设备的润滑系统进行定期的油样理化性能测试分析，可以动态监测使用过程中润滑油质量变化情况，从而保证机械设备处于良好的润滑状态。同时也可以随机监测润滑油的质量指标变化情况，从而确定最合理的最经济有效的换油周期。
三、油液监测与诊断技术
运用油液监测与诊断技术，在设备不停机、不解体的情况下监测工况，诊断设备的异常、异常部位、异常程度及原因，从而预报设备可能发生的故障，是提高设备管理水平、改善维护保养的一个重要手段，也是保证设备正常运转、创造经济效益的有效途径。该技术还可用于研究设备中摩擦副磨损机理和润滑机理，磨损失效过程和失效类型，用于进行润滑油品性能分析，新油品性能分析，确定油液污染程度以及油品合适的使用期限，用来确定合理的磨合工艺规范等。在对机械设备进行状态监测和故障诊断时，特别是利用振动和噪声监测诊断低速回转机械及往复机械的故障较为困难时，运用油液监测与诊断技术则较有效。
油液监测与诊断采用的具体技术包括光谱技术、铁谱技术、颗粒计数技术、磁塞技术等，它们在技术原理、仪器工作原理及结构、检测油样的制备、数据处理、结果分析和应用范围等方面各具特点，选用时应予以注意。
（一）油液监测与诊断技术的实施步骤
1．选择对生产、产品质量、经济效益影响较大的设备为监测对象，在深入了解该设备有关情况（功能、结构、运转现状、润滑材料及润滑系统现状等）的基础上，选择并制订合理的油液监测方案及技术。
2．选取油样，这是实施技术的重要环节。
3．制备检测油样，按照所选用的油液监测技术及仪器所规定的制备方法和步骤，认真制备。
4．将检测油样送入监测仪器，定性、定量测定有关参数。
5．进行检测数据处理与分析，视所选用的监测技术的不同，可以采用趋势法、类比法等处理数据和结果分析，进一步可应用数理统计、模糊数学等知识建立相应的计算机数据处理系统。
6．根据数据处理分析的结果，判断设备的异常、异常部位、异常程度及原因，预报可能出现的问题以及发生异常的时间、范围和后果。
7．提出改进设备异常状况的措施（包括处理异常的时间、内容、费用，具体修理方案和实施）。
（二）铁谱技术及仪器