铁谱光谱分析
光谱、铁谱分析方法在牵引电机轴承润滑监测中的应用
电机轴承润滑 油油样 为分析 对象 ，列举 了光谱 、铁 谱分析相结合 的分析 方法在轴承 润滑维护 中的 良好 效果。
电机轴承直接影响电机整体的可靠性水平 ，轴承润
滑 性 能在很 大程 度 上影 响 了轴承 的寿命 ，进 而影 响 电机 的使 用 寿命 和使 用 性 能 。因此 ，对牵 引 电机 轴承 润滑 进
行 监测 ，是 电机 正常 、安全 运 行 的重 要保 障 手段 之一 。
法，并以某机务段Ｈ Ｘ Ｄ １ Ｃ 型机车 电机轴承润滑油油样为 分析对象，通过例举实际应用成果体现光谱、铁谱分析
铁谱分析的基本方法和原理是把铁质磨粒用磁性方 法从油样 中分 离出来沉积在玻璃基 片上 ，在显微镜 下 观察分析的技术。这种技术不仅可 以提供磨粒的类别和
数最信息，还可以提供磨粒 的形态、颜色和尺寸等直观
特征。借助铁谱分析方法判别磨损故障的部位、严重程 度 、发展趋势及产生 原因等有重要作用 。其特 点有 ：
ห้องสมุดไป่ตู้
生的原子发射光谱来进行分析，由于待测元素原子的能 级结构不同，因此发射谱线 的特征不同，据此可对样 品
进行定性分析；而根据待测元素原子 的浓度不同，因此 发射强度不同，可实现元素 的定量测定 。原子发射光谱
润滑和磨损状态信 息，评价轴承 的工况 ，具有直观性
强，可分析磨粒尺寸范围大等优点 。二者各有优劣，可 在磨粒检测范围上互补。
．．
４９． ．
２ 分析 条件
铁谱光谱分析
润滑剂 / 磨粒分析Ray Dalley, PREDICT；常英杰译摘要磨粒分析，特别是铁谱分析是识别和确定维修需求的有效方法。
目前技术的发展方向包括图像分析，在线传感器，便携式筛选工具，自动化油分析筛选工具，评价结果的电子传送，和人工智能。
磨损是机器部件间表面接触的必然结果，如轴、轴承、齿轮、和轴衬等，即使在很好润滑的系统中也是不可避免的。
设备的寿命预期、安全因素、性能等级和维修推荐是基于正常发生的磨损预测的，然而，设计的复杂性、大小尺寸、复杂的装配结构、以及运行条件和环境的变化等因素使得维修或修理的需求（日常和紧急）在不停机的情况下难以评价或发觉。
由于现代设备系统的高速、集成化和自动化，任何停机都会导致生产停止和高代价，因此，非中断性诊断技术诸如油液光谱分析、振动分析、电动机电流分析，和铁谱分析（磨粒分析）越来越多地应用于动力，过程，半导体和制造业。
机器的设计者和制造者越来越多地使用磨损分析作为一个现实的标准来改善诸如压缩机、齿轮、轴承和透平部件这些产品。
本论文介绍磨粒分析技术，结合其他预测维修工具阐述其在工业中的作用。
磨粒分析/铁谱分析铁谱分析是一项对从各种流体中分离出的磨损颗粒进行微观检验和分析的技术。
作为一项预测维修技术起源于二十世纪七十年代中期，它最初用于用磁力沉淀润滑油中的铁磁磨损颗粒，这项技术被成功应用于监测军用飞机发动机、齿轮箱和传动系统的状态。
其成功加速了其他应用的开发，包括方法的修改可用于沉淀润滑剂中的非磁性颗粒，在一个玻璃衬底上定量分析磨损颗粒（铁谱），以及精致油脂溶剂用于重型工业。
用于磨粒分析的三种主要仪器是直读铁谱仪，分析式铁谱仪和铁谱显微镜。
直读(DR) 铁谱仪直读铁谱仪是一个趋势监测仪器，通过对定期采集油样的检查实行状态监测。
DR直读铁谱仪是一个紧凑的便携式测试仪器，容易使用甚至可以被非技术人员操作，它定量测量铁磁磨粒在润滑或液压油中的浓度。
直读铁谱仪的工作原理是：通过一个强磁场将油样中颗粒沉淀到一个玻璃管的底部，然后用光纤束直接照射在玻璃管的由永久磁铁沉淀大颗粒和小颗粒的两个部位。
钢铁样品的直读光谱分析
关键词：
·ARL 3460 ·钢铁 ·金属分析仪 ·直读光谱
钢铁样品的直读光谱分析
ARL 3460金属分析仪
简介： 无论您是小型的铸铁车间还是大型的钢铁厂，赛 默飞世尔科技的ARL 3460直读光谱仪均能满足广 大客户特殊的分析需求。我们在金属元素分析方 面的丰富经验基于在全球范围内超过一万余台直 读光谱仪的应用。无论是进料控制、金属质量控 制或者成品分析，ARL 3460直读光谱均可满足您 在冶金分析方面的需要。一天工作24小时，一周 连续运行7天，年复一年，ARL 3460直读光谱的性 能已得到了业界的信赖。
x i 单次分析结果 x 所有分析结果的算
术平均值 n 分析次数 检测限（DL）的定义为：背景等效浓度的3倍标 准偏差。
平均值波动图
选购件： PIM2 这个选项是用来检测常规直读光谱分析低合金钢 中酸溶铝/酸不溶铝和硼元素。
ARL3460直读光谱—铁基的典型检测限（3个标准偏差）及精确度（1倍标准偏差）
ARL 3460直读光谱仪： ARL 3460 直读光谱仪可同时分析多达60种元素。 HiRep（高能预火花）光源可灵活设制激发参 数，为各种类型样品提供最优化的分析条件。这 种HiRep（高能预火花）光源提供的高能预火花 技术可大大减轻由于冶金组织不同造成的基体干 扰效应，从而可得到长期稳定、准确的分析结 果。在对样品进行重复分析时，从得到所需元素 的平均浓度，到结果打印输出通常只需一分钟就 可完成。
拥有70年的应用经验和技术革新的历史，Thermo Scientific在直读光谱金属分析领域已成为领导 者。我们与客户共同努力，提高用户分析工作的 效率，从而提高生产力。
钢： 通常钢被分为两类： • 低合金钢（≤94%铁）； • 高合金钢（含有较大量的铬、镍、锰、钼、 钴和钨等） 低合金钢： 合金元素总含量不超过5-7%。主要的元素有： 锰（≤2%），铬（≤3%），钼（≤1.5%），铜（≤ 2%），镍（≤5%），和钒（≤1%）。其中含有 0.2-0.3%硫或铅的钢品种称为“易切削钢”，对于这
原子发射光谱铁光谱比较法
原子发射光谱铁光谱比较法
原子发射光谱铁光谱比较法是一种常用的定性和定量分析方法，用于测定样品中铁元素的含量。
它基于原子发射光谱技术，通过比较待测样品的光谱特征与已知浓度标准样品的光谱特征，来确定样品中铁元素的含量。
下面是该方法的基本步骤：
1. 标准曲线制备：首先，使用已知浓度的标准铁溶液制备一系列不同浓度的标准溶液。
然后，使用原子吸收光谱仪或原子发射光谱仪测量这些标准溶液的光谱特征，例如发射线强度或吸收峰强度。
2. 待测样品处理：将待测样品进行适当的前处理，如溶解、稀释等，以获得适合测量的样品。
3. 测量样品光谱：使用相同的光谱仪器，测量待测样品的光谱特征。
4. 光谱比较与定量计算：将待测样品的光谱特征与标准曲线进行比较。
根据待测样品的光谱特征与标准曲线之间
的关系，可以确定待测样品中铁元素的含量。
通过原子发射光谱铁光谱比较法，可以快速、准确地确定样品中铁元素的含量。
但是在使用该方法时，需要注意选择合适的标准铁溶液和光谱仪器，并严格控制实验条件，以提高测试结果的精确性和可靠性。
钢铁看谱分析标志(彩色)
钢铁看谱分析讲义天津市新天光分析仪器技术有限公司（天津市光学仪器厂）看谱分析法:一、固定电极的选择：分析合金钢中常见合金元素常采用纯铜固定电极，分析铜及其它有色金属时一般使用纯铁固定电极或碳棒固定电极。
二、分析条件：1)激发光源：一般常见金属元素采用电弧光源，分析硅等难激发元素采用火花光源。
2)电极距离：分析试样与固定电极之间的距离一般在2-3mm左右。
三、谱线的识别：光谱的不同部分有着不同的颜色区别，每一颜色的谱线有着不同的排布及不同的亮度，仔细观察光谱时，在整个光谱中还能找到一些特征性比较明显得特征线组，记住这些特征组合后，个别谱线的查找也就比较方便了。
铁光谱是看谱分析最基本的光谱图，无论分析钢铁还是有色金属一般都离不开它。
对铁谱的识别与熟悉是进行看谱分析的重要步骤。
一个熟练的看谱分析工作者必定能熟记铁谱，并运用它来简便地识别其它元素的谱线或利用铁谱线的强度作比较进行元素含量的测定。
它是测定其它元素谱线波长的一把特殊标尺。
初学者应不惜花费时间，集中精力尽快的掌握和熟识铁谱线。
四、铁特征谱图1)紫色区：特征为相当亮的三条谱线，第一第二亮线之间的距离，为第二至第三条之间距离的两倍。
三条线的波长为：438.35nm、440.47nm、441.51nm。
钒线和铬线在附近出现。
特征：三条明晰较亮的谱线，三条线中间一条最亮，三条线的波长为：452.52nm、452.86nm、455.12nm。
3)兰绿色区：特征：三组明亮的双线，波长依次为487.13nm、487.21nm、489.07nm、489.15nm、491.90nm、492.05nm。
钨、镍、钴、钒、铬、钛线在附近出现。
4)绿色区：特征：两对明晰的双线组，两对双线附近，无明显得谱线出现，两对线组的波长为504.11nm、504.18nm、504.98nm、504.16nm，钛、钨、镍线在附近出现。
特征：距离和亮度大致相等的四条谱线组，四条线最后一条最亮.它们的波长依次为536.49nm、536.75nm、536.99nm、537.15nm。
铁谱分析技术简介
• 近年来，由于计算机技术的发展，已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪，按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理，就可以再 派生出一系列所需要的参数，这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律，并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据，目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。 • （4）结论 • 根据分析结果作出状态监测或 • 故障诊断结论，为制定设备维 • 护措施提供依据。
4、在线式铁谱仪简介
在线式铁谱仪实际上就是直流式铁谱仪用于在线测量的一 种改进变形。由于在线铁谱仪直接装在被检测的机械设备 润滑系统中，能自动连续监测设备磨粒情况，既保证了监 测的及时性，对设备的早期磨损及时发出预报，同时又避 免了采取油样的麻烦，提高了监测的可靠性和工作效率。 为了提高在线监测的准确度，在线铁谱仪应安装在被监测 润滑系统最能收集到主要磨损零部件信息的部位，这样就 可以比较可靠地对设备的 磨损故障给出早期预报。 目前，在线铁谱仪已可由 微机自动对油样标定、校 准与操作，使用更为方便。
3、旋转式铁谱仪简介
分析式铁谱仪操作极为复杂，而且微量泵在泵油过程 中，磨粒可能受到碾压和抛光效应，改变了其原始形 貌，另外，当大磨粒较多时，制谱中谱片入口处已产 生重叠现象，从而影响了铁谱的定量分析。为了克服 分析式铁谱仪的上述缺点，旋转式铁谱仪应运而生了。 旋转式铁谱仪的基本原理是把从机械设备中采集到的 油样一滴一滴地滴到旋转磁台中心处，由于离心力作 用，油滴向四周流散，油样中的磨粒在环形的高梯度 磁场作用下以同心同环的形式沉积在玻璃基片上，制 成铁谱仪。
光谱元素分析铁谱分析和PQ指数
光谱元素分析铁谱分析和PQ指数
光谱元素分析是一种基于光谱原理的分析方法。
它通过测量样品在特定波长下吸收或发射的光信号来确定样品中的元素成分。
根据不同的光谱原理和测量方法，光谱元素分析可以分为多种类型，如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法等。
光谱元素分析具有高灵敏度、高选择性和多元素同时测定的优点，广泛应用于环境监测、生物医学、冶金矿产和食品安全等领域。
铁谱分析是指通过测量样品中铁的含量来判断其质量和纯度的分析方法。
铁是一种重要的金属元素，广泛应用于建筑、机械、电子等行业。
铁谱分析可以通过多种分析技术来进行，如比色法、电感耦合等离子体发射光谱法、原子吸收光谱法等。
铁谱分析的准确性和精度对于质量控制具有重要意义，可以帮助生产厂家确保产品质量和合格标准。
PQ指数是电力系统质量评估的一个重要指标。
它是根据电力系统中电能质量参数的统计数据计算得出的，用于评估电力系统的稳定性和可靠性。
PQ指数将电网中的电能质量问题分成不同的类别，并对每个问题进行评分，最后通过综合评分得出一个综合的PQ指数。
PQ指数可以用来判断电力系统中电压波动、电压暂降、电流谐波等问题的严重程度，为电力系统的运行和改进提供科学依据。
总之，光谱元素分析、铁谱分析和PQ指数是现代分析化学和电力系统评估中的重要方法和指标。
它们应用广泛，为不同领域的研究和工作提供了重要的参考和辅助。
随着科学技术的不断进步，这些方法和指标的精确度和应用范围也将不断提高，为我们提供更准确和可靠的分析和评估结果。
光谱分析与铁谱分析在柴油机故障诊断中的应用
光谱分析与铁谱分析在柴油机故障诊断中的应用【摘要】本文简单介绍了光谱分析与铁谱分析技术的基本方法及原理。
提出两种方法联合应用是柴油机进行故障诊断的有效工具。
最后提出光谱分析和铁谱分析技术在故障诊断中的重要意义及未来柴油机故障诊断技术的发展趋势。
【关键词】光谱分析；铁谱分析；柴油机【Abstract】This paper introduces the basic principles and methods of spectral analysis techniques with bined the two methods is an effective tool for fault diagnosis of diesel engine.Finally，we propose the importance of spectroscopic analysis and Ferrography in fault diagnosis and future trends diesel engine fault diagnosis technology.【Key words】Spectroscopy；Ferrography；Diesel0 引言柴油机作为动力机械，其运行状态的好坏直接影响整个设备的工作状态。
因此，要确保设备处于最佳的运行状态，对其设备及柴油机进行状态监测和故障诊断是十分有必要的。
在柴油机的故障中，最主要的故障是磨损。
磨损是由摩擦直接产生的，所有的机械和机构的运转都是依靠其零件副的相对运动，有相对运动必有磨损。
磨损通常是有害的，因为磨损往往造成物质损失，缩短柴油机使用寿命，降低设备可靠性等，所以应尽可能的减少磨损以用来延长柴油机的使用寿命和提高可靠性。
现阶段，对柴油机进行状态监测和故障诊断，研究柴油机各种状态以及存在的故障和隐患，对柴油机的维修工作具有重要的意义。
光谱分析和铁谱分析技术是通过分析柴油机润滑油中的磨损金属含量及磨粒的形貌、尺寸来判断柴油机的磨损情形及磨损程度，预测机械可能出现的故障。
铁谱分析技术简介
4、在线式铁谱仪简介
在线式铁谱仪实际上就是直流式铁谱仪用于在线测量的一 种改进变形。由于在线铁谱仪直接装在被检测的机械设备 润滑系统中，能自动连续监测设备磨粒情况，既保证了监 测的及时性，对设备的早期磨损及时发出预报，同时又避 免了采取油样的麻烦，提高了监测的可靠性和工作效率。 为了提高在线监测的准确度，在线铁谱仪应安装在被监测 润滑系统最能收集到主要磨损零部件信息的部位，这样就 可以比较可靠地对设备的 磨损故障给出早期预报。 目前，在线铁谱仪已可由 微机自动对油样标定、校 准与操作，使用更为方便。
（3）观察与分析 包括定性分析和定量分析 ①定性分析 用显微镜观察谱片上颗粒的尺寸大小、形 状、颜色，根据颗粒特征来定性分析设备运转润滑状态， 判断磨损类型和磨损部位。直读式铁谱仪不宜做定性分 析，因为直读式铁谱仪不能提供关于磨屑形貌、磨屑来 源的信息。 ②定量分析 用光密度测量仪与显微镜配套使用，测出 谱片上不同区域的磨屑颗粒覆盖面积，再通过公式算出 磨损指数。 对于旋转式铁谱仪，其定量分析式为 IS=AL2-(AM+AS)2 式中 IS——磨损烈度； AL、AM、AS——大、中、小磨粒 浓度的光密度读数。
• 制作好的谱片可拿到双色显微镜或扫描电子显微 镜上进行形貌和成分的观察，还可将光密度读数 器与双色显微镜相连，进行光密度测量，以判断 磨损程度。传统的光密度测试方法是测离出口 50mm和55mm两处的光密度读数，并以AL和AS 做各种定量计算。
分析铁谱主要是借助高倍显微镜来观察磨损颗粒的 材料（颜色不同）、尺寸、特征和数量，从而分析 零件的磨损状态。分析铁谱也是一种强烈依赖个人 经验的技术，结论的正确与否与分析者的个人经验 关系极大，这也是这项技术仍在推广之中的原因之 一。
• 近年来，由于计算机技术的发展，已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪，按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理，就可以再 派生出一系列所需要的参数，这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律，并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据，目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。 • （4）结论 • 根据分析结果作出状态监测或 • 故障诊断结论，为制定设备维 • 护措施提供依据。
分析式铁谱仪的功能原理与操作规程
分析式铁谱仪的功能原理与操作规程1. 概述分析式铁谱仪是一种用于分析钢铁中元素组成的设备。
它能够快速准确地测定钢铁中各种元素的含量，对于钢铁生产和质量控制具有重要作用。
本文将介绍分析式铁谱仪的功能原理和操作规程。
2. 功能原理分析式铁谱仪是基于光谱分析原理工作的。
其原理是将钢铁样品用高温熔融或化学分解后，将产生的原子气体放置于高温火焰或等离子体中，使其产生激发态。
此时，元素原子会产生特定的光谱线，其波长和强度与元素种类和含量有关。
分析式铁谱仪通过测量这些光谱线的波长和强度信息，计算得出样品中各种元素的含量。
分析式铁谱仪一般可分为光谱仪、放电源和计算机三部分。
光谱仪是用来测量光谱线强度和波长的设备，放电源用来提供高温等离子体，而计算机则用来处理和记录数据。
3. 操作规程3.1 样品准备在测试单个元素的含量时，取样品2g-5g，挑选均匀、无气孔、无夹杂的部位，在带有抽屉的样品夹中夹紧。
当测试多个元素时，需要取2-3个独立样品，每个样品2g-5g。
确保样品干燥、洁净、不与任何物质接触。
3.2 样品分解根据不同标准和待测元素的不同，选择化学方法或高温熔融法将样品分解，得到待测元素的化学形态。
3.3 检测操作在进行测试之前，需要先检查铁谱仪仪器是否正常开机，并需要对不同的分析元素选择适当的仪器参数和分析条件。
1.开始检测前，需要对仪器进行校验。
通过使用已知含量的样品或标准品进行校验来操作仪器。
2.根据分析需要选择好相应的分析条件。
包括：激光功率调整、放电气压、谱线选择等。
3.将样品夹装入样品框中。
然后将样品框旋入铁谱仪工作室中相应的接口中，按照软件上相应的操作顺序加入分析元素、时间校准、样品校准等岗位所需要的卡片和信息。
4.点击相应软件程序操作，开始测量。
5.测量得到的数据将由铁谱仪软件自动计算出各个分析元素在样品中的含量。
4.分析式铁谱仪是一种非常重要的钢铁分析设备，可以快速准确地测定钢铁中各种元素的含量。
综合应用光谱、铁谱、理化分析提高柴油机故障诊断水平
点 ， ２５ 碱 值 ， Ｋ Ｈ：ｇ ． １ 水分 ， ： ； ｏ １； Ｃ： ｍｇ Ｏ ，３ ３ ； ％ 无 不
溶 物 ： ． ２０
光谱 分 析 ： ｅ ｐ ｍ： ４ ０ Ｃ ， ｐ ５ ９ Ａ ， Ｆ ， ｐ １ ． ； ｕ ｐ ｍ： ． ； ｌ
ｐ ｍ： ． ｐ １ ６； Ｃａ， ｐ ： ８ ｐ ｍ ５ ２； Ｚｎ， ｐｍ ： ２ ｐ ８ ９； Ｂ， ｐ ： ５； ｐ ｍ ０． Ｎａ， ｐ ： ９． ｐ ｍ １ ０； Ｓ ， ｐ ： ．１ ｉｐ ｍ ２
ｐ ｍ ： ．１；Ｎａ， ｐ ： ５ ｐ ３ ｐ ｍ ３ ４；
Ｓ ， ｐ ： ２． ｉｐ ｍ ３ ５
形 ， 图 ２３ 如 、 。图 ２为第 ７缸 进气 凸轮 轴拉 伤实 物 ， 图 ３为第 ７缸进 气滚 轮下 体铜套 磨损 实物 。 （ ）东 风 ４ ３ Ｂ一０ ８ ６ ３货运 机 车 ２ ０ 年 １ ０１ １月 ２ ９ 日第五 次小 修 ， 运行 了 ２ ７８９ｋ １ 月 ２ ２ ３ ｍ， １ ６日取 样
靠运转 与工 作 能 力的有效 发挥 起 了重 大作用 。 近２ ３ ０、 ０年来 ， 备 诊断技 术 正 以较 快 的速 度 设 发展并 得 到各 国的广 泛重 视 ，设 备状 态监 测 与故 障 诊断技 术是 一 门应用 与发 展 的多学 科技 术 。铁路 开 展柴油 机设 备监 测 与故 障诊 断主要 是 限于柴 油机故
光 谱 分 析 ： ｅ ｐ ｍ： ６ ９； Ｆ ， ｐ ｌ．
Ｃｕ， ｐ ： ０． ； ＡＩ ｐ ｍ ： ８； Ｃａ， ｐｍ ３ ４ ，ｐ ４． ｐ ｍ ： ２２ ； Ｚ ｐｐ ：１ ７３ ； Ｂ， ｐ ２７ ｎ， ｍ ４
图 ｌ
・
铁谱光谱检测技术在设备状态监测和故障诊断中的应用
设备状态监测与故障诊断技术是上世纪七十年代发展起来的,在近二十年来,发展较快,并得到了广泛的应用,而且也给企业带来了巨大的经济效益。
在我局，设备维修方式正从定期维修为基础的计划性维修向以设备实际运行状态为基础的预测性维修过渡。
我站在建站之初，就开展了设备状态监测与故障诊断技术，对不同的诊断对象形成了不同的诊断技术和诊断方法，其中主要检测技术有：温度检测技术、无损探伤检测技术、振动检测技术、噪声检测技术、车辆检测技术、油液分析技术。
本文主要讲述的是油液分析技术中的两个主要方法-----铁谱分析和光谱分析。
一、铁谱分析和光谱分析技术设备在运转过程中，其内部各对摩擦副作相对运动，摩擦副处于正常磨损时，产生的金属磨粒在15μm 以下；若发生异常磨损，产生的金属磨损颗粒一般较大，个别的甚至超过100μm，油中的金属元素浓度梯度值陡然增加。
机械设备在不同的磨损状态下产生带有不同状态特征的磨损颗粒留存于润滑油系统中，这些磨损颗粒在尺寸、形貌和数量等方面都直接反映了机械摩擦副工作表面的状态，这是判断机械设备工作状况正常与否的直接依据。
润滑油的光谱分析是以发射光谱为主要手段，根据物质受到电弧、火花等能量的直接激发会产生光谱，而每个元素有其固定的波长（特征光谱线），这是发射光谱分析的定性基础，而光的强度就是定量的基础。
由此可以通过发射光谱仪迅速正确地得到润滑油中各元素的种类及含量值，通过数据积累以及数据处理所得到的规律或模式相对照，就可以判断摩擦副的磨损状况。
光谱分析的特点是速度快、分析数据准确和适合于大量数据的采集。
但是该检测技术有如下局限性：（1）它对5μm以下的磨粒发光，对于大于5μm的磨粒就无能为力；（2）光谱分析能监测油中所含元素的浓度，所反映的是各摩擦副磨损积累的含量，而不能获得磨粒尺寸和形貌等方面的信息。
铁谱技术的创新之处在于它能鉴别摩擦副处于不同磨损状态时所产生的不同特征的磨损颗粒，它着重于对金属磨粒的形貌和尺寸大小的分析。
钢铁看谱分析讲义
钢铁看谱分析讲义天津天光光学仪器有限公司（天津市光学仪器厂）看谱分析法:一、固定电极的选择：分析合金钢中常见合金元素常采用纯铜固定电极，分析铜及其它有色金属时一般使用纯铁固定电极或碳棒固定电极。
二、分析条件：1)激发光源：一般常见金属元素采用电弧光源，分析硅等难激发元素采用火花光源。
2)电极距离：分析试样与固定电极之间的距离一般在2-3mm左右。
三、谱线的识别：光谱的不同部分有着不同的颜色区别，每一颜色的谱线有着不同的排布及不同的亮度，仔细观察光谱时，在整个光谱中还能找到一些特征性比较明显得特征线组，记住这些特征组合后，个别谱线的查找也就比较方便了。
铁光谱是看谱分析最基本的光谱图，无论分析钢铁还是有色金属一般都离不开它。
对铁谱的识别与熟悉是进行看谱分析的重要步骤。
一个熟练的看谱分析工作者必定能熟记铁谱，并运用它来简便地识别其它元素的谱线或利用铁谱线的强度作比较进行元素含量的测定。
它是测定其它元素谱线波长的一把特殊标尺。
初学者应不惜花费时间，集中精力尽快的掌握和熟识铁谱线。
四、铁特征谱图1)紫色区：特征为相当亮的三条谱线，第一第二亮线之间的距离，为第二至第三条之间距离的两倍。
三条线的波长为：438.35nm、440.47nm、441.51nm。
钒线和铬线在附近出现。
特征：三条明晰较亮的谱线，三条线中间一条最亮，三条线的波长为：452.52nm、452.86nm、455.12nm。
3)兰绿色区：特征：三组明亮的双线，波长依次为487.13nm、487.21nm、489.07nm、489.15nm、491.90nm、492.05nm。
钨、镍、钴、钒、铬、钛线在附近出现。
4)绿色区：特征：两对明晰的双线组，两对双线附近，无明显得谱线出现，两对线组的波长为504.11nm、504.18nm、504.98nm、504.16nm，钛、钨、镍线在附近出现。
特征：距离和亮度大致相等的四条谱线组，四条线最后一条最亮.它们的波长依次为536.49nm、536.75nm、536.99nm、537.15nm。
铁谱分析资料
疲劳磨粒 (含疲劳剥块、 片状磨粒和 球粒)
氧化物 （含腐蚀磨 粒 、 Fe2O3 、 Fe3O4 、 暗 金 属氧化物）
摩擦聚合物
摩擦磨损 （含磨合期）
粘着磨损 磨料磨损 疲劳磨损
腐蚀磨损
光谱分析与铁谱分析的综合应用
柴
油
油
机
样
光谱仪
各磨损金属含量 其他相关元素含量
铁谱仪
直读数 铁谱片
摩擦副磨损量
备
5) 污染程度
磨
损
状
态
的
综
合 磨粒监测
评
1) 元素含量
价
2)磨粒浓度
3)磨粒性态
4)粒度分布
几种主要油液监测方法之比较
定
铁材料光谱分析报告
铁材料光谱分析报告1. 引言本报告旨在对铁材料进行光谱分析，并对测试结果进行详细描述和解释。
光谱分析是一种常用的分析手段，通过分析物质在不同波长的电磁辐射下的吸收或发射特性，可以获得丰富的信息。
通过对铁材料的光谱分析，我们希望能够了解其材料性质和组成成分。
2. 实验方法2.1 仪器设备在本次光谱分析实验中，我们使用了一台XYZ型光谱分析仪器，该仪器具有高精度和高分辨率的特点，可以测量被测样品在不同波长下的光谱响应。
2.2 样品准备我们选取了三块相同尺寸的铁材料样品进行光谱分析。
在进行实验之前，我们先将样品表面清洁干净，以确保没有任何杂质对光谱结果产生干扰。
2.3 实验过程我们将三个铁材料样品分别放置在仪器样品台上，然后设置波长范围为300nm至800nm，并选择适当的光强度和扫描速度。
在实验过程中，逐步改变波长并记录下每个波长下被测样品的光谱响应。
3. 测试结果与分析经过光谱分析，我们获得了每个铁材料样品在不同波长下的吸收谱图。
通过分析这些谱图，我们得出以下结论：3.1 吸收谱分析根据所测得的谱图，我们观察到铁材料在可见光范围内呈现的吸收峰位于波长为550nm处。
这表明铁材料对波长为550nm的光具有较高的吸收率。
3.2 光谱特征分析通过进一步分析整个谱图的特征，我们发现在铁材料的光谱中存在多个吸收峰和波谷。
这些特征可能与铁材料的电子结构和晶体结构有关。
进一步的研究可以探究这些特征与铁材料的性质之间的关联。
3.3 光谱分析应用铁材料光谱分析可以在材料科学、化学以及工程领域中得到广泛应用。
通过光谱分析，我们可以了解铁材料的成分、组织结构以及可能存在的杂质。
这些信息对于材料的研究、品质控制和生产过程中的质量检测至关重要。
4. 结论通过光谱分析我们得出了以下结论：- 铁材料对波长为550nm的光具有较高的吸收率。
- 铁材料的光谱特征可能与其电子结构和晶体结构有关。
- 铁材料光谱分析在材料科学、化学以及工程领域中具有重要的应用价值。
铁光谱比较法
铁光谱比较法
铁光谱比较法是一种用于鉴别和分类不同种类的铁的方法，它通过比较不同铁元素的原子光谱来确定它们的种类。
下面是进行铁光谱比较法的一般步骤：
1、准备样品：将要检测的铁样品制备成粉末或小块，以便能够放入光谱仪中进行分析。
2、激发样品：将铁样品置于高温下，使其原子结构发生改变并释放出电子，这些电子在跃迁时会发出特定波长的光。
3、分光：使用光谱仪将发出的光分成不同的光谱线，这些光谱线是由铁元素的原子结构和电子跃迁决定的。
4、比较光谱：将待测铁样品的光谱与已知铁元素的光谱进行比较，找出它们之间的相似性和差异性。
5、鉴别和分类：根据比较结果，确定待测铁样品的种类和化学成分，将其与已知的铁元素种类进行对比，以便鉴别和分类。
需要注意的是，铁光谱比较法是一种专业性很强的分析方法，需要使用精密的光谱仪和专业的技术人员来进行操作和分析。
提高铁样光谱分析准确度
提高铁样光谱分析准确度冶金分析是钢铁企业生产过程中必不可少的重要组成部分，生产各个环节都离不开化验室工作的支持，是企业的“眼睛”，它对企业提高产品质量、新产品研发，增加经济效益，提高市场竞争能力等，都起到十分重要的作用。
近年来随着我国钢铁工业的快速发展，各钢铁企业之间的竞争越来越激烈，检化验水平的高低是确保产品质量的体现，是促进企业技术进步和新产品研发的重要措施，是增强钢铁企业竞争力的基本保证。
在日常分析中，生铁样品的元素一般偏析比较大，用光谱仪分析准确度为87%左右，不能满足分析要求，而生产节奏快，要求快速准确报出分析，并且铸铁分析一般常用X荧光仪，可以减小偏析造成的误差，但本化验室只具备PDA-7000型光谱仪，我化验室经过反复试验调试来提高光谱仪分析生铁准确度以满足生产要求2014年1月到5月我们定期抽查送检样品并记录数据，对不合格样品我们分别进行仪器和手工分析（标准化的手工分析准确度很高，能达到99%以上，因此我们以几次手工分析的平均数据为依据），经对比后我们发现仪器分析的准确度为87.14%（61/70），调整前仪器对铁样的分析准确度明显偏低。
为了满足日常分析要求，结合工艺、设备、环境、手段等情况，通过应用光谱仪分析及以往经验我们进行了研究，期望改进后使仪器分析准确度达到99%以上。
（一）预燃时间和曝光时间的选择在光电光谱分析中，对试样的激发需要一段预燃时间。
试样在充有氩气的火花室中激发，空气绝大部分被赶跑，所以激发放电中选择性氧化的影响、氧化吸收紫外线的影响就比较小，但依然存在着复杂的物理化学过程，如蒸发、扩散的过程等。
必须经过一定的时间后，才能达到稳定的放电，即各元素谱线的绝对强度和相对强度更趋于稳定，此过程称为预燃阶段。
但这个过程要比在空气中短些。
并且对于不同的钢种，不同的元素的预燃曲线是不一样的。
曝光时间的确定，主要取决于激发样品中元素分析的再现性好坏。
曝光过程是光电流向积分电容中充电（也称积分）过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
润滑剂 / 磨粒分析Ray Dalley, PREDICT；常英杰译摘要磨粒分析，特别是铁谱分析是识别和确定维修需求的有效方法。
目前技术的发展方向包括图像分析，在线传感器，便携式筛选工具，自动化油分析筛选工具，评价结果的电子传送，和人工智能。
磨损是机器部件间表面接触的必然结果，如轴、轴承、齿轮、和轴衬等，即使在很好润滑的系统中也是不可避免的。
设备的寿命预期、安全因素、性能等级和维修推荐是基于正常发生的磨损预测的，然而，设计的复杂性、大小尺寸、复杂的装配结构、以及运行条件和环境的变化等因素使得维修或修理的需求（日常和紧急）在不停机的情况下难以评价或发觉。
由于现代设备系统的高速、集成化和自动化，任何停机都会导致生产停止和高代价，因此，非中断性诊断技术诸如油液光谱分析、振动分析、电动机电流分析，和铁谱分析（磨粒分析）越来越多地应用于动力，过程，半导体和制造业。
机器的设计者和制造者越来越多地使用磨损分析作为一个现实的标准来改善诸如压缩机、齿轮、轴承和透平部件这些产品。
本论文介绍磨粒分析技术，结合其他预测维修工具阐述其在工业中的作用。
磨粒分析/铁谱分析铁谱分析是一项对从各种流体中分离出的磨损颗粒进行微观检验和分析的技术。
作为一项预测维修技术起源于二十世纪七十年代中期，它最初用于用磁力沉淀润滑油中的铁磁磨损颗粒，这项技术被成功应用于监测军用飞机发动机、齿轮箱和传动系统的状态。
其成功加速了其他应用的开发，包括方法的修改可用于沉淀润滑剂中的非磁性颗粒，在一个玻璃衬底上定量分析磨损颗粒（铁谱），以及精致油脂溶剂用于重型工业。
用于磨粒分析的三种主要仪器是直读铁谱仪，分析式铁谱仪和铁谱显微镜。
直读(DR) 铁谱仪直读铁谱仪是一个趋势监测仪器，通过对定期采集油样的检查实行状态监测。
DR直读铁谱仪是一个紧凑的便携式测试仪器，容易使用甚至可以被非技术人员操作，它定量测量铁磁磨粒在润滑或液压油中的浓度。
直读铁谱仪的工作原理是：通过一个强磁场将油样中颗粒沉淀到一个玻璃管的底部，然后用光纤束直接照射在玻璃管的由永久磁铁沉淀大颗粒和小颗粒的两个部位。
测试开始时，在颗粒开始沉淀之前，仪器利用微处理器芯片自动“调零”，随着光束通过油液调整适应其不透明性。
光的亮度的减小与沉积在玻璃管中的颗粒数量有关，它被监测和显示在仪器的LCD屏幕上。
可以获得两组读数：大颗粒 >5 微米 (DL) 和小颗粒 <5 微米 (DS) 的读数，磨损颗粒浓度WPC通过DL + DS 除以样品容积获得，建立一个机器磨损趋势基线。
图 1: 直读铁谱仪刚开始服役的机器进入一个磨损过程，在这个过程中大颗粒的数量迅速增加然后在正常运行状态下稳定在一个平衡浓度。
铁谱分析的关键点是，异常磨损的机器将产生异常大量的磨损颗粒，直读铁谱仪用WPC读数指示过分磨损状态，如果 WPC 读数超出了正常趋势，需要制作一个流体的铁谱片以便用光学显微镜进行检查。
分析铁谱仪使用分析式铁谱仪系统可以获得关于磨损采样的进一步信息，它可提供样品的永久记录以及分析信息。
分析式铁谱仪用于准备（铁谱）一个固定的磨粒谱片，以便显微镜检查和照相存档。
铁谱是一个重要的预测工具，因为它提供对特定设备部件的典型的磨损类型的识别。
当颗粒沉淀到谱片上后，利用固化剂冲洗掉残存的油液或水基润滑剂，当固化剂挥发后，磨粒永久附着在玻璃基片上以便显微镜检查。
图 2 制谱仪铁谱显微镜谱片一般在结合了生物和金相显微镜特性的铁谱显微镜下进行检查，它利用反射和发射两个光源，并可以同时使用；还利用绿色、红色、和偏振滤光来区分铁磁和非铁磁颗粒的尺寸、成分、形状和纹理，这些是正确诊断的关键要素。
磨粒的类型磨损过程一般产生六种基本的磨粒类型，包括铁磁和非铁磁颗粒的组合：图 3 铁谱显微镜1. 正常研磨颗粒：正常研磨颗粒是正常磨损的结果，源于剪切混合层部分的脱落。
研磨颗粒由扁平的小片组成，通常为 5 微米或更小，尽管有时它们可能达到15 微米取决于设备应用。
在磨粒表面应该几乎没有可见的纹理，小片的厚度应该是1微米或更小。
2. 切削磨粒：切削磨粒是一个表面刺入另一个表面产生的结果，有两种产生这种结果的方式。
其一，一个相对坚硬的部件可能不对中或断裂，导致锐利的边缘刺入较软的表面，这种方式产生的颗粒一般是粗糙和较大，平均2至5 微米宽，25至1000微米长。
其二，润滑系统中硬的研磨颗粒，或者作为污染例如沙拉，或者作为来自系统其他部件的碎片，可能植入一个软的磨损表面（两物体磨损）诸如一图4 切削磨损个铅/锡合金轴承，研磨颗粒从软的表面突出并刺入另一个磨损表面。
这种方式产生的切削磨损颗粒的最大尺寸取决于润滑油中研磨颗粒的大小，可能产生非常细的丝状颗粒，厚度小至0.25 微米，有时候由于在一个磨损表面存在硬的内含物，可能产生5微米长25 微米厚的小颗粒。
切削磨粒是不正常的，应认真监测其存在和数量，如果系统中大部分切削磨粒是几个微米长和几分之一微米宽，应怀疑是存在微粒污染。
如果一个系统呈现增长的大 (50 微米长) 磨粒，预示着一个部件故障。
3. 球形磨粒：图 5 典型的疲劳散裂这些颗粒产生于轴承疲劳裂纹，球形颗粒存在提供迫近的故障的早期报警，它在任何实际的散裂发生前是可以检测到的。
滚动轴承疲劳不是球形金属颗粒的唯一根源，我们知道焊接或摩擦过程(污染)产生球颗粒，疲劳产生的球体与其他机理产生的球体的不同在于其尺寸分布，滚动疲劳几乎不产生大于5微米直径的球体，而焊接和摩擦产生的经常是大于10 微米直径的球体。
4. 剧烈滑动：剧烈磨损颗粒在其表面存在平行的条痕，这些条痕相互平行并与颗粒的长轴平行是其识别特征。
它们一般长度大于15 微米，厚度在5和30 微米之间。
剧烈滑动颗粒有时呈现回火的颜色，它在热处理后可能改变颗粒的外貌。
5. 轴承磨粒：这些独特的颗粒类型与滚动轴承疲劳有关：疲劳碎片颗粒源于当金属表面凹痕或裂纹扩大时产生的剥离，在微散裂过程中这些颗粒达到最大尺寸100微米，疲劳散裂一般是扁平的，主要长度厚度比为10比1，其表面平坦，圆周呈随机不规则形状。
薄片颗粒是非常薄的游离金属颗粒，其上通常带有小孔，主要尺寸方向在 20至50 微米之间，与厚度之比为30:1，这些颗粒是磨损颗粒通过滚动接触时形成的。
薄片颗粒可能在轴承的整个寿命周期中产生，但是在疲劳散裂开始时产生的数量增加。
除了球形磨损外，薄片颗粒数量的增加是滚动轴承疲劳微破裂的指示。
图 6 剧烈滑动图 7 轴承磨损6. 齿轮磨损：齿轮涉及两种类型的磨损：节圆线疲劳颗粒源于齿轮节圆线，非常类似于滚动轴承疲劳颗粒，它们一般有平坦的表面并且通常为不规则的形状。
取决于齿轮的设计，颗粒的主要尺寸与厚度比在 4:1 和 10:1之间，矮胖颗粒由齿轮表面的拉力产生，使在散裂之前疲劳破裂扩展深入齿轮的齿。
刮伤或划伤颗粒是由于负荷太大和/或转速太高引起的，颗粒倾向于具有粗糙的表面和锯齿状的边缘，即使小的颗粒也可以通过这些特性与研磨磨损辨别，一些大颗粒在其表面具有条纹表面滑行接触。
由于刮伤道热特性，通常出现大量氧化物，并且一些颗粒可能呈现部分氧化迹象，即棕褐色或蓝回火色。
还出现许多其他颗粒类型，一般描述颗粒形态或起源，诸如矮胖、黑色氧化物、红色氧化物、腐蚀物等等。
除了铁活非铁物质之外，还出现污染颗粒，可能包含：沙子和污泥、纤维、摩擦聚合体、和污染球。
图 8 齿轮磨损污染颗粒通常被认为是不正常部件磨损的唯一最重要的根源，由污染引起的磨损一般导致形成大颗粒，形成的速度取决于过滤系统的效率，事实上，一旦颗粒产生并随润滑剂流动，它即是一个污染。
用过的油的分析铁谱分析检查和评价机器的磨损状态，然而用过的油液的分析针对润滑剂的状态(可用性)。
用过的油分析(UOA) 技术包括对溶解在油中的元素的光谱分析(颗粒尺寸一般不大于5-7微米)，傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)用于测试油液的物理和化学变化，运动黏度测试确定油液黏度的降低，各种化学滴定法确定碱性储量的损耗或油液酸性(TAN & TBN)的增加，以及化学或蒸馏法确定水分含量。
图 9 典型的元素筛光谱元素分析光谱分析法包括原子吸收(AA)，原子发射光谱 (AES)，感应耦合等离子发射光谱(ICP)。
在这些方法中，原子发射光谱和感应耦合等离子，依赖于检测元素的光发射，因为成本、速度和其他因素，是最广泛应用的技术。
傅立叶红外光谱仪FTIR 广泛用于确定润滑剂的水分和冷却液污染，以及识别和监测添加剂的损耗和氧化物的增加。
通过将用过的油的光谱减去新油的光谱得到的差光谱明确揭示变化。
粘度可能润滑剂最重要的单个特性是其黏度，它是润滑油膜在厚和薄油膜状态之下形成中的一个因数，它影响轴承、缸体、和齿轮的发热；影响油的密封效果，以及消耗或损失；使机器从冷态启动变得容易。
对任何设备，获得满意结果的第一基本要点是使用合适黏度的油来满足运行条件。
黏度的降低可能指示溶剂、或燃料或低等级黏度油的污染；黏度增加可能指示润滑剂氧化或高等级黏度油的污染。
总酸值酸度指示润滑剂的氧化程度及其对外界源如燃烧气体的抗酸能力。
润滑剂的酸度通过中和所需求的氢氧化钾的量(mg KOH/g)来测量，此结果称为TAN (总酸值)。
在大部分新油中，添加剂贡献一定的TAN 或酸度，然而确定和监测对新油参考值的变化是关键的，TAN 的增加可能指示油液氧化或酸性物质的污染，高TAN值指示严重退化的润滑剂可能有很大腐蚀性。
卡尔费希水分测试 Karl Fischer这个测试当电流通过一个网筛时产生碘，用于产生碘和除掉存在的水分所需的电流被测量，并被转换成ppm。
水污染的量化—润滑剂中的水分不仅加速腐蚀和氧化，而且可形成一种乳状液，具有软淤泥的外观。
柴油机应用柴油发动机的磨损颗粒分析一直是与其他测试方法通常是光谱分析结合使用获得很好的结果。
像其他油液润滑的设备一样，指示磨损的量是：增加的磨粒数量，颗粒尺寸分布、成分合外貌形态的改变。
发动机运行状态对气缸衬垫，活塞环，和曲轴主轴承磨损的影响已经被磨损颗粒和用过的油的分析成功地观测。
对柴油发动机来讲，铁谱的热处理识别功能区别低合金(曲轴) 和铸铁(活塞环和缸体衬垫), 当然取决于特定发动机冶金，尽管主要分析铁磁颗粒，其他颗粒例如铅可被部分保留用于跟踪轴承磨损。
柴油发动机正常油样和铁谱一般只呈现小的研磨磨粒，在光谱分析测试中低的含铁量，通常在铁谱谱片的出口处轻微沉淀腐蚀磨损颗粒。
柴油机暴露在主要由含硫燃料引起的酸性环境，在美国这越来越不成问题，因为环境规章的制约。
任何情况下，TAN 测试过程确定柴油机润滑剂的酸值。
柴油机常见的磨损问题是孔膛磨光和环磨损，孔膛磨光使缸壁从斑点抛光成镜面，这两个问题都已一定程度产生活塞沉淀物。
这个磨损机理导致磨粒增加，磨粒分析和光谱分析都可检测到。