铁谱分析技术简介参考资料共23页

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。

铁谱分析技术及其在设备故障诊断上的应用

铁谱分析技术及其在设备故障诊断上的应用摘要：本文阐述了铁谱技术的原理、检测方法、磨粒类别。

结合与铁谱类似的检测分析技术（光谱、颗粒计数）进行原理及检测范围的对比分析，明确说明了三种检测技术的利弊。

着重介绍了铁谱分析技术的原理与检测方法，并叙述了铁谱技术在武钢炼钢厂某设备的故障分析中起到的作用。

铁谱分析技术能够很直观的发现设备故障类型，极具推广应用价值。

关键词：铁谱技术；光谱技术；颗粒计数；炼钢；设备；故障；微粒；磨损前言铁谱分析技术是通过对油润介质中的各类微粒的观测、分析来判断机械的润滑、摩擦、磨损工况正常与否，是进行设备润滑工况故障诊断的有力工具之一。

由于润滑故障占机械故障的50%以上，因此铁谱分析技术就有了发挥作用的天地。

在磨粒识别分析数字化还未能成功地应用于实际的今天，采取铁谱图谱分析软件来满足现实的需求就成为一种途径。

1.微粒检测方法——铁谱、光谱、颗粒计数1.1 铁谱、光谱、颗粒计数三种技术原理虽然这三种分析技术都是用来检测油液污染程度的，但原理截然不同。

1.1.1 颗粒计数技术原理油液中的微粒经过颗粒计数仪的激光照射区，将通过照射区的某一截面尺寸记录下来，作为该微粒的粒度计数，记录尺寸范围是1～100微米，大于100微米者没有具体数字显示，从数量上了解油液中微粒数量和粒度分布即油的清洁状况。

以国际标准NAS1638输出测试数据。

1.1.2 光谱技术原理高压电弧将油液中的金属微粒熔化，成为金属元素，通过光谱的作用，以ppm作为（百万分之一）计量各种金属元素浓度含量的单位，由于高压电弧不能熔化较大的金属颗粒，故测试数据主要表达了油液中10微米以下金属微粒的元素含量1.1.3 铁谱分析原理通过高梯度磁场的作用，将油液中的各类微粒以一定的规律有序排列，在高倍显微镜下，能观测到各类微粒的表面形态，能看到的微粒粒度范围在5～300微米之间，这个尺寸范围的微粒群与润滑、摩擦、磨损有关，通过微粒的形态不同来判断磨损类型。

铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用

铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用本文介绍了铁谱分析技术的工作原理、分类以及柴油机常见故障的磨粒图谱特征，运用铁谱分析技术对舰船柴油机运行故障进行监测与故障诊断，预先发现柴油机早期缺陷与故障，逐步实现柴油机状态的预先维修，为舰船柴油机的使用与维修提供可靠依据，可以有效保证舰船柴油机的安全可靠运行。

标签：铁谱分析技术；柴油机使用与维修；故障监测1 前言随着科学技术的不断发展，装备管理的理念已经从常规管理向综合管理的方向发展，形成了装备管理的现代模式。

油液分析技术的主要作用[1，2]包括：（1）确定设备合理的换油时机；（2）检验设备用油品质，防止假油或油错用对设备造成损害；（3）确定设备主要磨损机理及磨损程度，实现设备资源合理调度；（4）诊断正在发生或潜在故障，为设备维修决策提供依据；（5）对设备的合理润滑提供技术支持，实现设备的科学维护与保养；（6）为润滑油、摩擦副等相关零部件的改进和创新提供科学依据。

2 铁谱分析仪器的分类及工作原理实施铁谱分析技术的重要工具之一是铁谱仪，铁谱仪运用比较广泛的主要有四类[1，2]：（1）分析式铁谱仪；（2）直读式铁谱仪；（3）旋转式铁谱仪；（4）在线式铁谱仪。

2.1 分析式式铁谱仪分析式铁谱仪工作原理如图1所示。

微量空气泵以极小的流量将试管内的油样压滴在以一定角度倾斜放置的高梯度强磁铁上方的铁谱基片上（倾斜角度为1?～2?左右）。

在铁谱基片上有一U 形憎油性限流带，限制油样在基片上沿垂直于磁铁磁力线的方向由上向下流动。

借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等特征信息，这些磨粒能够传递出机械摩擦副磨损状态的重要信息。

2.2 旋转式铁谱仪旋转式铁谱仪的工作原理是利用离心力和磁场的联合作用，将油液中的磨损颗粒分离出来，按规则排列沉积在铁谱基片上；借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等，测得内圈大磨粒读数Di和外圈小磨粒讀数Do，从而确定设备磨损的状况。

铁谱分析技术简介及电力系统应用展望

铁谱分析技术简介及电力系统应用展望董志乾1，杨燕1，栾银环1，刘永良1，曹鸿雁2（1．内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司，内蒙古乌海016000；2．大庆油田热电厂，黑龙江大庆163314）摘要铁谱分析技术是鉴定和预防各类转动机械设备滚动疲劳的一种方法，是将设备中润滑油作为试样，利用高剃度磁场使流过该磁场的油样中所含的固体物质，按大小比例沉积在基片上，通过对异物颗粒的形态、大小、色泽和材质的观察，预告转动机械设备的运转状态，判别磨损程度以及发生的原因，是电力设备状态检修新兴的重要支持手段。

关键词电力润滑油摩擦铁谱应用1前言电力机械设备如汽轮机、一二次风机、电动给水泵等是一个摩擦副在运行中往往伴随几个甚至几十个副摩擦的发生，在设备运行和故障诊断中迫切需要一种更为直观的磨损状态和故障诊断方法，铁谱分析技术以摩擦产物分离的简便性，沉积的有序性，观测的多样性以及对大磨粒的敏感性等优点而在国内电力机械设备状态监测与故障诊断中暂露头角，并在电力科研院所和一些超大规模电厂中得以初步应用。

在机械设备状态监测与故障诊断技术中，它可以满足机械设备诊断的4个基本要求：指出故障发生的部位；确定故障的类型；解释故障产生的原因；预告故障恶化的时间。

它最能体现现代机械设备状态监测的发展趋势特点。

2铁谱分析方法种类2．1铁谱定性分析铁谱定性分析是使用铁谱显微镜对铁谱片上沉淀的颗粒进行形状、尺寸大小、形貌和成分的分析，建立磨损状态类型与磨损颗粒形态的相互关系，判别摩擦副的磨损程度以确定失效情况和磨损部位。

2．2铁谱定量分析铁谱定量分析是用一个或几个参数值来描述设备磨损特征和磨损状态的方法。

由于铁谱分析技术影响因素较多，尚无统一的论述。

磨损颗粒的最大尺寸与磨损方式有关，如果测量出或计算出铁谱片上大颗粒的尺寸以及它们在颗粒总数中所占的比例，就可以推断抽取油样时机器所处的磨损方式和程度，这是定量铁谱的第一个理论依据［1］。

其二，机械的磨损率是磨损工况的重要指标，机械磨损率的改变，必然导致润滑油中磨屑生成和沉积的平衡浓度改变，因此可以把铁谱片上磨屑的总数作为定量铁谱分析的另一个指标。

铁谱技术在注水泵状态监测上的应用

障诊断的领域。
１确定分析参数．铁谱技术中的定量分析方法一般都采用趋势分析法来
铁谱分析技术的基本原理是利用高梯度强磁场的作用，
表２动平衡校正步骤
步骤质量相位／。工频振值／ｍＩｚ．
２做现场动平衡时，结合相位能达到事半功倍的效果。．３现场动平衡技术能够有效用于一些有配重条件的设．备上，如在给水泵的联轴节上可用螺栓加螺帽配重，风机
序号
２４６８１０ｌ２１４１６１８２０２２２４２６２８３０３２
油样编号
６０２０９６０４０９６００１５６Ｏ０１７６１２０２６１４０２６１６０２６１９０３６１１０４６５０１２６５０１４６５０１６６７０１３６７０１５６８１０１６８０１３
２．３５
第一次校验运行
－５４
承的转子，尤其在大型风机叶轮、发电机转子的动平衡校
验上有较大优势，既可弥补静平衡误差大的缺陷，又可免
表３机组全频振值
位置
振值／ｍｔ．ｚ
Ａ水平
４１
Ａ垂直
３２
ｌＡ轴向
Ｉ３６
４０５４．ｌｌ７２６ｌ１３６１５ｌ７２７ｌ１３２０５１．
油样编号
６０００９６ｏ３０９６００１４６００１６６００１８６２０１３６２０１５６１８０３６１００４６１２０４６５０１３６５０１５６７０１０６７０１４６８０１０６８０ｌ２７．３５１５ｏ９．２１７．２８８．７６６．２１９．８７７．５９９．９２９１６．７－５３１．Ｏ１６６２７．７．８１３２２．５．８９

铁谱图像分析技术的应用研究

铁谱图像分析技术的应用研究铁谱图像分析技术的应用研究摘要铁谱图像分析技术在现代工业生产和科学研究领域中有着广泛的应用。

本文主要介绍了铁谱图像分析技术的原理和方法，并探讨了其在不同领域中的应用研究。

通过分析铁谱图像，可以获取铁基合金中的晶粒尺寸、相对含量和晶态组织等信息，从而为材料的设计、制造和加工提供了有效的依据。

同时，在表面分析、金属腐蚀和纳米颗粒制备等领域也有广泛的应用研究。

关键词：铁谱图像分析技术；晶粒尺寸；相对含量；晶态组织；材料设计Introduction铁谱图像分析技术是一种在材料学、材料科学和工程学等领域中广泛使用的分析和评估方法。

它通常使用电子显微镜和能谱仪来对材料的化学成分和结构进行定量和定性分析。

铁谱图像分析技术可以帮助人们了解物质的特殊性质，例如，晶体结构、相变行为、微观组织等。

在不同领域中，铁谱图像分析技术的应用涵盖了纳米材料、合金、涂层、构造陶瓷和高强度材料等。

Principle and Method铁谱图像分析技术是基于显微镜和相应的计算机图像处理软件。

该技术使用电子束或X射线束扫描样品表面，然后将示图的能谱和扫描电镜图像拼接起来。

然后在图像上进行自动成像采集和分析，从而评估组成、微观组织和结构特征，如晶界、晶粒、小晶体等。

成像的精度和图像视觉化的质量，对于实现高质量的铁谱图像分析技术至关重要。

Applications铁谱图像分析技术在材料学、材料科学和工程学中的应用可归结为材料设计、制造和加工。

铁谱图像分析技术可用于检测材料中的结构性问题，如晶界、晶粒尺寸、相对含量、晶态组织等，从而确定材料的物理和化学特性。

此外，该技术还提供了用于表面分析、金属腐蚀以及纳米颗粒制备等领域的新工具。

In the field of materials design, the analysis of iron spectra images is useful to identify the crystalline phase, and determine the crystal structure, size and orientation of the grain. It allows for the optimization of the microstructure and properties of the material, and then the development of new materials that can meet the desired properties. In the field of materials manufacturing, iron spectra image analysis is crucial to understanding the microstructure of the material and the production process, which helps to improve productivity and quality. Furthermore, the technology can also be used to identify defects in the surface of the material, and to observe the corrosion behavior of metals under specific conditions.In the field of nanotechnology, the analysis of iron spectra images is an important tool for the development of nanoscale materials.This process relies on the ability to manufacture nanoparticles with a high level of control over their size, composition and shape, which can then be used in a range of applications from healthcareto electronics. Iron spectra image analysis is also useful in the field of corrosion science. It allows for the observation of corrosion behavior in metals under different conditions and the identification of the factors that contribute to the corrosion process.Conclusion铁谱图像分析技术在现代工业生产和科学研究领域中应用广泛。

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。

油样的铁谱分析技术

油样的铁谱分析技术铁谱分析技术。

其基本的方法和原理是把铁质磨粒用磁性方法从油样中分离出来，在显微镜下或用肉眼直接观察，以进行定性及定量分析。

这种方法不仅可以提供磨粒的类别和数量的信息，而且还可进一步提供其形态、颜色和尺寸等直观特征。

摩擦学的研究表明，磨粒的类别和数量的多少及增加的速度与摩擦面材料的磨损程度及磨损速度有直接关系，而磨损的形态、颜色及尺寸等则与磨损类型、磨损进程有密切关系。

因此这种方法判别磨损故障的部位、严重程度、发展趋势及产生的原因等方面能发挥全面的作用。

近几年来研究和实践的结果更进一1 1步表明.铁谱分析方法比其它诊断方法，如振动法、性能参数法等能更加早期地预报机器的异常状态，证明了这种方法在应用上的优越性。

因此尽管这种方法出现较晚，但发展非常迅速，应用范围日益扩大，目前已成为机械故障诊断技术中举足轻重的方法了。

铁谱分析法主要用于铁质磨粒进行定性及定量分析•其分析磨粒尺寸的范围约0.1 —1000卩m，它包含了对故障诊断具有特殊意义的20 一200卩m尺寸范围。

一、铁谱分析原理与特点1我们知道，机械设备是由一些运动副组成的。

设备在运行过程中，两个相对运动的金属表面必然产生摩擦，摩擦产生的金屑碎片和微粒就会从金屑表面脱落而进入润滑油中。

这样，通过对油中磨粒形态、大小、成份及分布的定性和定量分析，就可获得摩擦付磨损状态的重要信息。

定性方法是利用双色显微镜特有的性能，借助其透射光、反射光、偏振光等不同照明形式和各种滤色片来观察沉积在玻璃基片上有序排列的磨粒。

依据磨粒的形态特征、表面颜色、光学特性、尺寸大小及其分布等，分析机器的工作状态、磨损类型、磨损程度，并通过分析磨粒来源推断机器的磨损部位。

定量方法是依据分析式铁谱仪的和值，或磨粒覆盖面积百分比和直读式铁谱仪的和值，或大磨粒（＞5卩m）与小磨粒（1—2卩m）及小磨粒的浓度值，绘出铁谱参数曲线，以判断机器磨损发展的进程和趋势。

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。

铁谱分析技术在轴承检测中的应用123

3.1.2 严重滑动磨粒
严重滑动磨损颗粒产生的原因同样有两种：擦伤和粘着磨损。擦伤磨粒是在高负荷和速度的情况下，磨损表面应力过高而产生的。其长轴尺寸在15μm 以上，形状因子约为 10:1，磨粒表面有划痕，且有直棱边；粘着磨损产生的磨粒是由于过高的载荷或速度产生过热而击穿油膜，使零部件表面发生粘着而产生的，大多具有表面局部氧化迹象，通常还伴有大量的氧化物存在。
3．磨粒种类、尺寸、形貌特征和故障类型的关系
不同的磨损形式会产生不同种类的磨粒，而不同种类的磨粒具有相对固定的特征。以下是对各类磨粒的分类：
3.1 不同磨损形式磨粒形貌特征
3.1.1 正常滑动磨粒正常滑动磨损磨粒主要来源于：机器的正常磨损期和磨合期。正常磨损期产生的磨粒是由于运动零部件表面的切混层发生局部剥落而形成的。通常这种磨粒呈薄片状，表面光滑，尺寸较小，棱角较少，其长轴尺寸从0.5～15μm，厚度在0.15～1μm 之间。磨粒形状因子，较大的磨粒约 10:1，而磨合期产生的磨粒，一般尺寸较大，形状不规则，是由零部件加工表面残留的磨削波纹和突起在磨损过程中被破碎而形成的。
4.3.2 提高磨粒识别的措施
(3)针对公司设备的特点，编制主要设备磨粒图谱。从而对一些典型金属(铸铁、低合金钢、中合金钢、铜合金、铝合金)的磨损颗粒的识别水平得以提高，同时也提高了故障的诊断能力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 结论
1、根据磨损颗粒大小和浓度的分析来推断设备的磨损程度； 2、根据磨粒的大小和外形来推断磨粒产生的原因和类型； 3、根据磨粒的成分来推断磨粒产生的部位； 4、根据长期和短期磨损趋势分析，能预测出设备中将要发生失效的主要部件位置，可以使设备减少维修费用、减少设备配件库存、减少设备大修次数。铁谱技术是监测设备故障和运行状态的一项有效的监测技术。

铁谱分析

达到动态平衡状态，稳定地、不断地产生正常磨粒。
正常磨损颗粒
正常磨损颗粒
非正常磨损颗粒
磨粒的特征及分类
► 切削磨损颗粒
形状：线状、卷曲状、弧状、车屑状、长条状尺寸：大磨粒---长度为25-100μm，宽度为2-5μm；小磨粒---长度小于10μm，宽度小于1μm 形成机制：大磨粒---硬表面的锐边、凸起、裂纹插入软表面，切削软表面而形成；小磨粒---
② 球形磨粒---直径1-5μm，裂纹内表面的切混层剥落及随油进入的片状磨粒，经内表面相对运动反复揉搓形成。
• 层状磨粒---表面有空穴和空洞，尺寸20-50μm或更大，长厚比约30/1，主要是剥落的磨粒附于滚动件表面，在滚动摩擦副中进一步受碾压形成。
磨粒的特征及分类
► 严重滑动磨损颗粒
形状：表面有明显的划痕和开裂迹象，棱角平直尺寸：长度大于20μm，长厚比约10/1，小于30/1 形成机制：相对滑动表面载荷和速度过大产生过高剪切力，切混层不稳定出现局部的粘附和
直读式铁谱仪
在直读式铁谱仪中，磨粒的沉积原理与分析式铁谱仪相似，只是用一根玻璃沉淀管来代替玻璃基片。制备在试管中的分析油样在重力和虹吸作用下，经过毛细管而进人沉淀管。
沉淀管
磨粒在强磁场作用下，有序地沉积在玻璃管底部，大于5μm的大磨粒首先沉积，一般沉积在沉积管的入口区为1～2μm的磨粒沉积层上覆盖着大于5μm的大磨粒；1～2μm的小磨粒沉积在较远处。沉积位置设有光束发射装置，光束穿过沉积管，被设置在沉积管另一侧的光电传感器所接收，可以直接测定磨粒浓度的读数。
αFe2O3
Fe304
磨粒的特征及分类
► 腐蚀磨损颗粒
颗粒很小，为亚微米级，显微镜最高的放大倍数也难以将其分辨出来，造成出口端10mm处覆盖面积读数高于50mm处的读数值。主要是油中的碱性添加剂耗竭，酸性产物是易腐蚀的Fe、Pb等金属腐蚀而成。

铁谱分析

铁谱分析技术的缺点：
①对于润滑油中非铁磁性颗粒检测能力低，对于柴油机等含有多种材质摩擦副的故障诊断时不准确； ②分析的规范化不够，分析结果对于操作人员的经验有较大的依赖性，若缺乏经
验容易造成误诊和漏诊。
铁谱技术的发展
铁谱技术的产生---1970年,美国麻省理工学院（MIT）的W.W.Setfert和超音公司 (Tran-sonic Inc)的V. C. Weatcott开始合作探索一种新的机械磨损观测方法,并在 1972年取得成功。这项成果发表在《Wear》上“A method for the study of wear particles in lubricating oil”。
分析所有颗粒物（磨粒）浓度、形状
分析油中所含化学元素油中磨粒的尺寸、形状、磨损种类，材质成分
大于4-10 μm
0.1-10μm 大于1μm 故障的早期检测与预防正常到故障状态的整个过程
不能识别磨粒尺寸分布
不能识别单个磨粒的化学组成、不能识别磨粒形状和大小不能识别磨粒的化学成分
诊断结果可靠性分析
外来纤维状物
黑色块状物为聚合物
但是比分析式铁谱仪的定量分析更准确, 检测过程行分析。
分析式铁谱仪
经稀释处理的油样，经微量泵输送到安放在磁场装置上方的玻璃基片的上端，基片的安装与水平面成一定倾斜角，便于沿油流动方向形成逐步增强的磁场，同时又便于油液的流动。可磁化金属磨粒在高梯度磁力、液体黏性阻力和重力联合作用下，按磨粒尺寸大小有序地沉积在玻璃基片上，并沿垂直于油样流动方向形成链状排列。
① 白色有色金属磨粒---具有非铁磁性沉积特征，沉积方向随机，长轴不一定与磁力方向一致，可能沉积在铁磁性磨粒沉积链之间，不服从铁磁性沉积尺寸的分布规律，主要有Al、 Ag、Cr、Cd、Mo、Ti和Zn； ② 铜合金磨粒---在白色反光下呈微红的黄色； ③ 铅锡合金磨粒---低倍镜下呈黑色，400或1000倍镜下可见蓝色或桔黄色的氧化斑，没有清晰的轮廓。

【2017年整理】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。

设备铁镨讲稿07-5

铁谱技术诞生于上世纪70年代的美国当时，美国麻省理工学院的W.W.Seifert和超音公司的V.C.Westcott合作研究一种新的检测机械磨损的方法，于1972年取得成功。
它一出世，首先有效地用于军事装备的磨损检测。在军舰、军机上获得意想不到的效果。
这项成果被命名为Ferrography。中国同行将它译为“铁谱分析技术”，沿用至今。
根据分离微粒、检测微粒的不同方法，有不同形式的但是原理都相同的铁谱仪。主要有三种：分析式铁谱仪（美国70年代专利）
直读式铁谱仪、旋转式铁谱仪
本讲座主要介绍TPLR型分析式铁谱仪系统
TPLR-1型分析式铁谱仪系统（实验室）含有：
分析式铁谱制谱仪-精制铁谱分析片铁谱双光显微镜、拍摄-存储系统-观测铁谱磨粒分析软件-分析、识别超声波清洗仪-洗涤电热烘干仪-干燥
（3 ）微粒分析
在经过制谱仪后，得到一片载有微粒的铁谱分析片，紧接着就是将它放到显微镜下观测分析低倍下，首先看到的是排列整齐的微粒群，因磁场的作用，它们排成“链状” 如图在200~400倍的高倍下，可清楚地看到微粒的基本形态将个体颗粒再次放大到 400~600倍观测，能看到边界和表面形貌，测量它们的各个方向的尺寸，测量单位 μm 在显微镜下，形态各不相同的微粒展现在你的眼前，尽管如此，仍可以依据它们产生的原因不同来分门别类，加以描述
上世纪60年代初，由美国宇航局发起成立了第一个国际性的机械设备故障诊断专业协会，这个组织把当时已有的机械故障诊断技术划分为三大领域：热工参数测量、油分析、振动监测随着现代科技的飞速发展，特别是计算机技术的广泛应用，人们拥有了更多的机械设备故障诊断手段，已经大大丰富了这三大领域的当初的含义。其中，油分析技术仍以它独特的优势成为人们不断关注、使用和发展的故障诊断方法。特别是将油分析技术作为不断更新现代化润滑管理的有力工具。

铁谱分析技术

机械设备的油液监测技术周文新（北京泰迪迈润滑科技有限公司 100073）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。

关键词：机械设备油液监测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）。

油液监测的目的是控制设备的磨损速率，因此应能涵盖引发异常磨损的所有因素，油液监测技术主要包括三方面的内容：● 磨损颗粒分析（简称WDA）● 污染监测与控制● 润滑油品质监测磨损颗粒分析目的是了解设备的磨损状态及原因，属于预知性维修范畴，其它两方面监测的目的是为了延长设备的使用寿命，属于主动性维修范畴。

铁谱分析技术的特点

铁谱分析技术的特点就在于它不但能定量测量润滑油系统中大、小磨粒的相对浓度，而且能直接考察磨粒的形态、大小和成分，后者则更是它的长处。

因此，在铁谱片上从数以百万计的千姿百态微观物质中准确地识别各类磨粒，便是每个运用铁谱技术开展设备故障诊断工作的人员所必须掌握的一门独特技术。

试验表明：任何机器部件的磨损过程都可以分为三个阶段，而每个阶段中产生的磨粒各具特征。

(1)磨合阶段：在一定载荷作用下，摩擦表面逐渐磨平，实际接触面积逐渐增大，磨损速度开始很快，然后减慢。

这一阶段的磨屑是各种各样的。

(2)稳定磨损阶段：经过跑合后，摩擦表面几何形状发生改变，形成了正常的磨合，磨合面形成剪切混合层，此时的磨损已稳定，摩擦表面的总磨损量与时间成正比地增加，但是单位时间的磨损量（或称磨损率）不随时间而变，此时部件磨损称为正常摩擦磨损，磨粒为正常摩擦磨损颗粒。

(3)急剧磨损阶段：磨损过程后期，磨损速度急剧增加，摩擦表面温度往往急剧增高，金属组织也发生了很大变化，机械部件精度大大降低，很快导致失效，此时机器运转还伴随着异常的噪声和振动，这一阶段是故障诊断和失效预报的关键阶段。

由于磨损的形式不同，磨屑颗粒也不同。

识别磨粒可以判断摩擦副所处的状态，在此介绍几种主要磨屑类型的识别方法。

1．正常摩擦磨损颗粒正常摩擦指机器在正常运转状态下所产生的磨损颗粒，这时的磨屑是指一些具有光滑表面的“鳞片”状颗粒，其尺寸范围为长轴尺寸从15μm到0. 5μm甚至更小，厚度在1～0.15μm 之间。

较大的磨屑长轴尺寸与厚度之比约为10:1;小磨屑长轴尺寸与厚度之比约为3：1。

鳞片状摩擦磨损颗粒的形成机理如下：在机器正常运转中，当摩擦面正常磨合时，两摩擦面上都会形成一层特殊的表层，这一表层是由两摩擦面的金属结晶组织被“打碎”再“混合”而成的。

该层厚约1μm，微晶范围约为30nm，该层显示出极高的延展性，它可沿表面滑动的距离为其厚度的数百倍，这一特殊表层被称为剪切混合层。

铁谱分析技术简介参考资料

• （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。
二、铁谱分析仪简介
铁谱仪可广泛用于各行业的内燃机、燃气轮机、齿轮箱、轴承、液压系统等大型机器和零部件进行有效的磨损检测，有统计表明，应用铁谱技术所带来的保证重大设备安全运行，减少故障发生，降低维修费用以及在摩擦学和润滑油品质评定研究领域
目录
一、铁谱分析技术简介 1、铁谱分析技术的基本原理和方法 2、铁谱分析的流程
二、铁谱分析仪简介 1、分析式铁谱仪简介 2、直读式铁谱仪简介直读式铁谱仪的特性 3、旋转式铁谱仪简介 4、在线式铁谱仪简介 5、各种铁谱仪总结
一、铁谱分析技术简介
1. 铁谱分析技术是20世纪70年代发明的一种新的机械磨损测试方法。是一种借助磁力将油液中的金属颗粒分离出来，并按照颗粒的大小排列在基片上，既能读出大小颗粒的相对浓度，也能对微粒的物理性能作出进一步分析。
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。
中，取得了显著的经济效益和社会效益。根据分离磨粒、检测磨粒的不同方法，研制了不同的铁谱仪。目前铁谱分析仪主要有三种类型：直读铁谱仪、分析铁谱仪和旋转式铁谱仪。近年来，又成功研究了在线式铁谱仪。此外，还有用于

钢铁看谱分析讲义