第4章 油样分析技术共39页文档
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通常可以获得两组读数：
➢大磨粒：>5微米(DL) ➢小磨粒：<1-2微米(DS)
它是一个趋势监测仪器，通过对 定期采集的油样进行检查，实现 设备的状态监测。
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4.2 油样光谱分析技术
发射光谱技术
分析仪器：光电直读光谱仪 功能：利用原子发射光谱技术测定
润滑油中各种金属元素的浓度。 组成： (1)激发光源：采用电弧，激发原子并
产生光辐射； (2)分光系统：光栅分光，形成按波长
顺序排列的光谱； (3)检测系统：检测光谱中谱线的波长
和强度。
光电直读光谱仪
的油膜起润滑作用,否则会造成烧瓦。
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4.1 油样分析概述
润滑油分析
设备磨损是零部件失效的重要原因，影响设备使用寿命。 磨损颗粒携带了非常丰富的有关磨损状态的信息。
机械设备在不同的磨损状态下，会产生各种不同数量、尺 寸、形状和种类的磨粒。这些信息反映了不同的磨损形式 和机理，以及磨损程度。 油样分析基本原理： 设备磨损过程中产生的磨粒会进入润滑油中，随其在机器 中循环流动, 通过对润滑油中的磨粒进行分析，可以判断机 械设备的磨损部位、磨损程度和磨损状态。
4.3 油样铁谱分析技术
铁谱分析技术（Ferrography）
20世纪70年代出现的一种新的机械磨损观测方法。 1970年提出原理，1971年研制出铁谱仪和铁谱显微镜； 检测磨粒范围广，应用广泛。 铁谱技术定义
利用高梯度强磁场将润滑油中所含的磨损微粒分离出来， 按其粒度大小依次排列沉淀到玻璃基片上或玻璃管中，并 通过对微粒形态、大小、成分以及粒度分布的定性和定量 观测，获得机器磨损过程的各种信息，从而分析设备的磨 损机理、判断设备的磨损状态。
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4.3 油样铁谱分析技术
铁谱技术的工作内容
油样的采集和处理； 分离磨粒，制备铁谱片； 磨粒的识别与分析。 铁谱仪(Ferrograph)：实现铁谱
技术的基本工具，分类如下；
➢分析式铁谱仪 ➢直读式铁谱仪 ➢旋转式铁谱仪 ➢在线式铁谱仪
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4.3 油样铁谱分析技术
直读式铁谱仪
功能：定量测量润滑油中铁磁磨 粒的浓度。
4.1 油样分析概述 磨损的诊断
设备磨损的诊断
磨损程度的判断 依据：颗粒的大 小、密度。 方法：铁谱分析
磨损部位的判断 依据：成分
方法：光谱分析
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第四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
4.2 油样光谱分析技术
基本概念
定义：油样光谱分析技术是根据润滑油中各种金属元素吸 收或发射光谱的不同，分析润滑油中金属磨粒的成分和含 量，判断零部件的磨损情况，进而对设备故障进行诊断和 预测，为设备科学检修提供依据。
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4.1 油样分析概述
油样分析方法
（1）光谱分析技术
➢适用于10μm以下的磨粒分析； ➢能鉴别磨粒的成分及数量； ➢不能获得磨粒的形貌信息；
（2）铁谱分析技术
➢适用于100μm以下的磨粒分析； ➢可对磨粒进行定性和定量分析；
（3）磁塞检测法
➢适用于100μm以上的磨粒分析；
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大功率柴油机拉缸 前从润滑油中分离
出的 球形颗粒（扫描电 子显微镜图像）：
产生机理： 金属表面粘着磨损， 局部接触点瞬间高 的闪温使材料处于 熔融状态，在迅速 冷却中重结晶形成。
作为柴油机拉
缸的重要判据。
柴油机轴瓦产生的 疲劳磨损颗粒： 由表面接触疲 劳形成，X射线能
谱分析可见主要成 分为Fra Baidu bibliotek合金
柴油机中的滑动磨损 颗粒：
由表面擦伤形成 可见明显的擦痕
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4.2 油样光谱分析技术 (1)激发：
➢ 石墨电极通15KV高压电 ➢ 金属元素受激发放出射线 ➢ 光线经光纤传至入射狭缝
发射光谱仪工作原理
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4.2 油样光谱分析技术 (2)分光：
➢ 光线经光栅后被分为不同 波长的谱线；
➢ 各元素特征谱线照射到对 应的出射狭缝；
➢ 光电倍增管：将光信号变 为电信号；
发射光谱仪工作原理
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4.2 油样光谱分析技术 (3)检测：
➢ 经积分电路处理，形成与 光强度成正比的电压；
➢ 由电压计算出元素的浓度 ➢ 每个元素对应一个通道，
包括一个狭缝、光电倍增 管和积分电路；
发射光谱仪工作原理
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4.2 油样光谱分析技术
光谱分析技术的特点
优点: ➢ 油样无需处理，分析速度快，短时间内便可测定十几种到
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4.1 油样分析概述
油样分析技术
定义：油样分析技术是一种磨损颗粒分析技术，它是根据 润滑油中磨损颗粒的成分、数量、形貌和大小来分析设备 的磨损部位、磨损类型和磨损程度，并对设备故障和寿命 进行预测。
油样分析的内容 (1)油样成分分析：确定磨损部位； (2)磨粒浓度分析：判断机器磨损的严重程度； (3)磨粒形态分析：判断磨损机理，即磨粒产生的原因。
第四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
4.1 油样分析概述 设备磨损和润滑
机械设备的磨损：金属表面间的相对运动使摩擦副表面分 子逐渐脱落，产生大量磨损颗粒，使零部件原有的尺寸、 几何形状和表面质量发生变化。
润滑油的作用：减少摩擦，防止磨损，延长机器的寿命。 例如：滑动轴承工作时，轴瓦与转轴之间要求有一层很薄
➢分析内容：成分（磨损部位）、含量（磨损程度） ➢对有色金属磨粒比较适用；
分类：
➢原子吸收光谱分析技术 ➢原子发射光谱分析技术 （应用较广）
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4.2 油样光谱分析技术
发射光谱技术
基本原理: ➢ 根据原子物理学理论，原子在电弧等激发下，从基态跃迁
到高能量的激发态；当由激发态回到基态时，以发射光子 的形式将所吸收的能量辐射出去。 ➢ 不同元素的原子放出的光的波长不同，称为特征波长。经 过分光系将辐射线按波长顺序排列，得到光谱； ➢ 测量各特征波长的谱线和强度，可以判断某种元素的存在 与否及其含量； ➢ 进而判断产生这些元素的磨损部位和磨损程度。
数十种元素的含量值； ➢ 结果准确度高，重复性好。 缺点 ➢ 价格较贵，生产现场难以推广； ➢ 对润滑油中的大颗粒不敏感， ➢ 不能获得磨屑存在形式(如形态，大小等)，故在判断磨损
类型和预报灾变发生的能力方面存在不足。
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第四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
➢大磨粒：>5微米(DL) ➢小磨粒：<1-2微米(DS)
它是一个趋势监测仪器，通过对 定期采集的油样进行检查，实现 设备的状态监测。
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4.2 油样光谱分析技术
发射光谱技术
分析仪器：光电直读光谱仪 功能：利用原子发射光谱技术测定
润滑油中各种金属元素的浓度。 组成： (1)激发光源：采用电弧，激发原子并
产生光辐射； (2)分光系统：光栅分光，形成按波长
顺序排列的光谱； (3)检测系统：检测光谱中谱线的波长
和强度。
光电直读光谱仪
的油膜起润滑作用,否则会造成烧瓦。
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4.1 油样分析概述
润滑油分析
设备磨损是零部件失效的重要原因，影响设备使用寿命。 磨损颗粒携带了非常丰富的有关磨损状态的信息。
机械设备在不同的磨损状态下，会产生各种不同数量、尺 寸、形状和种类的磨粒。这些信息反映了不同的磨损形式 和机理，以及磨损程度。 油样分析基本原理： 设备磨损过程中产生的磨粒会进入润滑油中，随其在机器 中循环流动, 通过对润滑油中的磨粒进行分析，可以判断机 械设备的磨损部位、磨损程度和磨损状态。
4.3 油样铁谱分析技术
铁谱分析技术（Ferrography）
20世纪70年代出现的一种新的机械磨损观测方法。 1970年提出原理，1971年研制出铁谱仪和铁谱显微镜； 检测磨粒范围广，应用广泛。 铁谱技术定义
利用高梯度强磁场将润滑油中所含的磨损微粒分离出来， 按其粒度大小依次排列沉淀到玻璃基片上或玻璃管中，并 通过对微粒形态、大小、成分以及粒度分布的定性和定量 观测，获得机器磨损过程的各种信息，从而分析设备的磨 损机理、判断设备的磨损状态。
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4.3 油样铁谱分析技术
铁谱技术的工作内容
油样的采集和处理； 分离磨粒，制备铁谱片； 磨粒的识别与分析。 铁谱仪(Ferrograph)：实现铁谱
技术的基本工具，分类如下；
➢分析式铁谱仪 ➢直读式铁谱仪 ➢旋转式铁谱仪 ➢在线式铁谱仪
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4.3 油样铁谱分析技术
直读式铁谱仪
功能：定量测量润滑油中铁磁磨 粒的浓度。
4.1 油样分析概述 磨损的诊断
设备磨损的诊断
磨损程度的判断 依据：颗粒的大 小、密度。 方法：铁谱分析
磨损部位的判断 依据：成分
方法：光谱分析
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第四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
4.2 油样光谱分析技术
基本概念
定义：油样光谱分析技术是根据润滑油中各种金属元素吸 收或发射光谱的不同，分析润滑油中金属磨粒的成分和含 量，判断零部件的磨损情况，进而对设备故障进行诊断和 预测，为设备科学检修提供依据。
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4.1 油样分析概述
油样分析方法
（1）光谱分析技术
➢适用于10μm以下的磨粒分析； ➢能鉴别磨粒的成分及数量； ➢不能获得磨粒的形貌信息；
（2）铁谱分析技术
➢适用于100μm以下的磨粒分析； ➢可对磨粒进行定性和定量分析；
（3）磁塞检测法
➢适用于100μm以上的磨粒分析；
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大功率柴油机拉缸 前从润滑油中分离
出的 球形颗粒（扫描电 子显微镜图像）：
产生机理： 金属表面粘着磨损， 局部接触点瞬间高 的闪温使材料处于 熔融状态，在迅速 冷却中重结晶形成。
作为柴油机拉
缸的重要判据。
柴油机轴瓦产生的 疲劳磨损颗粒： 由表面接触疲 劳形成，X射线能
谱分析可见主要成 分为Fra Baidu bibliotek合金
柴油机中的滑动磨损 颗粒：
由表面擦伤形成 可见明显的擦痕
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4.2 油样光谱分析技术 (1)激发：
➢ 石墨电极通15KV高压电 ➢ 金属元素受激发放出射线 ➢ 光线经光纤传至入射狭缝
发射光谱仪工作原理
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4.2 油样光谱分析技术 (2)分光：
➢ 光线经光栅后被分为不同 波长的谱线；
➢ 各元素特征谱线照射到对 应的出射狭缝；
➢ 光电倍增管：将光信号变 为电信号；
发射光谱仪工作原理
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4.2 油样光谱分析技术 (3)检测：
➢ 经积分电路处理，形成与 光强度成正比的电压；
➢ 由电压计算出元素的浓度 ➢ 每个元素对应一个通道，
包括一个狭缝、光电倍增 管和积分电路；
发射光谱仪工作原理
14
4.2 油样光谱分析技术
光谱分析技术的特点
优点: ➢ 油样无需处理，分析速度快，短时间内便可测定十几种到
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4.1 油样分析概述
油样分析技术
定义：油样分析技术是一种磨损颗粒分析技术，它是根据 润滑油中磨损颗粒的成分、数量、形貌和大小来分析设备 的磨损部位、磨损类型和磨损程度，并对设备故障和寿命 进行预测。
油样分析的内容 (1)油样成分分析：确定磨损部位； (2)磨粒浓度分析：判断机器磨损的严重程度； (3)磨粒形态分析：判断磨损机理，即磨粒产生的原因。
第四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
4.1 油样分析概述 设备磨损和润滑
机械设备的磨损：金属表面间的相对运动使摩擦副表面分 子逐渐脱落，产生大量磨损颗粒，使零部件原有的尺寸、 几何形状和表面质量发生变化。
润滑油的作用：减少摩擦，防止磨损，延长机器的寿命。 例如：滑动轴承工作时，轴瓦与转轴之间要求有一层很薄
➢分析内容：成分（磨损部位）、含量（磨损程度） ➢对有色金属磨粒比较适用；
分类：
➢原子吸收光谱分析技术 ➢原子发射光谱分析技术 （应用较广）
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4.2 油样光谱分析技术
发射光谱技术
基本原理: ➢ 根据原子物理学理论，原子在电弧等激发下，从基态跃迁
到高能量的激发态；当由激发态回到基态时，以发射光子 的形式将所吸收的能量辐射出去。 ➢ 不同元素的原子放出的光的波长不同，称为特征波长。经 过分光系将辐射线按波长顺序排列，得到光谱； ➢ 测量各特征波长的谱线和强度，可以判断某种元素的存在 与否及其含量； ➢ 进而判断产生这些元素的磨损部位和磨损程度。
数十种元素的含量值； ➢ 结果准确度高，重复性好。 缺点 ➢ 价格较贵，生产现场难以推广； ➢ 对润滑油中的大颗粒不敏感， ➢ 不能获得磨屑存在形式(如形态，大小等)，故在判断磨损
类型和预报灾变发生的能力方面存在不足。
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第四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术