油液分析
油液分析技术的原理及应用
油液分析技术的原理及应用1. 引言油液分析技术是一种通过对油液中的成分进行检测和分析，以确定油液的质量、污染程度和性能的方法。
油液分析技术在工业领域中具有广泛的应用，特别是在润滑油和液压油领域中。
本文将介绍油液分析技术的原理以及在不同领域中的应用。
2. 油液分析技术的原理油液分析技术的原理基于对油液中不同成分的物理、化学性质进行检测和分析。
主要的原理包括以下几个方面：2.1 光谱分析光谱分析是一种通过测量油液中特定波长的光线被吸收或发射的方法来确定油液中成分的技术。
常用的光谱分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱和荧光光谱等。
这些方法可以用于检测油液中的有机化合物、金属元素和其他物质。
2.2 粘度测定粘度是油液流动阻力的一种度量，是指流体在外部力作用下变形的抵抗能力。
粘度测定是通过测量油液在一定温度下通过特定管道或装置的流动速度来确定油液的粘度。
粘度测定可以用来评估油液的流动性能和污染程度。
2.3 污染物检测污染物检测是油液分析技术中的重要内容，它可以用来确定油液中的杂质、悬浮物、水分和氧化产物等污染物的含量。
常用的污染物检测方法包括离子色谱法、气相色谱法和质谱法等。
2.4 温度测量温度是油液性能的重要参数之一，不同温度下油液的性质和性能会发生变化。
温度测量可以用于评估油液的热稳定性和蒸发性能。
常用的温度测量方法包括热电阻法、红外测温法和热电偶法等。
3. 油液分析技术的应用油液分析技术在各个领域中都有广泛的应用，下面将分别介绍在润滑油和液压油领域中的应用：3.1 润滑油领域•油液质量评估：通过油液分析技术可以评估润滑油的质量，包括粘度、清洁度、酸值和碱值等参数的测定。
•润滑性能评估：油液分析技术可以评估润滑油的润滑性能，包括摩擦系数、磨损量和摩擦磨损特性的测试。
•润滑油寿命评估：通过油液分析技术可以评估润滑油的使用寿命，包括氧化稳定性、抗磨性和抗乳化性等指标的测试。
3.2 液压油领域•油液过滤检测：通过油液分析技术可以评估液压油中的固体颗粒、水分和氧化物等污染物的含量，以确定油液的过滤效果。
油液分析
油液分析油液分析是一种对润滑油和液压油进行分析和评估的方法。
通过对油液的化学成分、物理性质以及污染物含量等方面进行测试和检测，可以准确了解油液的性能和健康状况，进而指导设备的维护和保养。
油液分析的目的是通过监测油液中的各种指标，及时发现油液的异常情况，从而避免设备的故障和损坏，提高设备的可靠性和稳定性。
同时，油液分析还可以帮助延长润滑油和液压油的使用寿命，节约维护成本，提高设备的性能和效率。
油液分析主要包括以下几个方面的内容：1. 化学成分分析：化学成分是油液性能的重要指标之一。
通过化学成分分析，可以了解油液中各种元素和化合物的含量和比例，从而判断油液的类型和质量。
2. 物理性质分析：物理性质是油液的基本特征，直接关系到油液的使用性能和适用范围。
常见的物理性质包括粘度、凝固点、密度等，通过检测这些指标，可以评估油液是否符合要求。
3. 污染物分析：油液中的污染物是引发设备故障和损坏的主要原因之一。
常见的污染物有颗粒物、水分、氧化物等，这些污染物会降低油液的润滑性能和热性能，导致设备失效和损坏。
4. 磨损颗粒分析：通过对油液中的磨损颗粒的形状、大小、组成等进行分析，可以判断设备的磨损情况和寿命，帮助制定相应的维护方案。
5. 密封性能分析：油液在设备中的密封性能直接关系到设备的运行效果和使用寿命。
通过分析油液中的气体和溶解氧的含量，可以判断油液的密封性能和是否存在泄漏问题。
油液分析具有如下几个优势：1. 预防维护：油液分析可以通过检测油液中的各项指标，及时发现设备中存在的问题，从而采取相应的预防措施，避免设备故障和损坏。
2. 节约成本：油液分析可以帮助延长润滑油和液压油的使用寿命，减少更换频次，节约维护成本。
同时，通过及时发现油液中的污染物和磨损颗粒等问题，可以避免由此引起的设备故障和维修费用。
3. 提高设备性能：合理的油液分析可以为设备提供正确的润滑和保护，提高设备的性能和工作效率。
根据油液分析的结果，可以及时进行必要的调整和改进，进一步提高设备的稳定性和可靠性。
液压系统油液污染监控与分析
液压系统油液污染监控与分析对液压系统油液监测中的的污染监控越来越成为日常维护的重要环节，对于保障设备正常运行和防止重大故障的发生起着积极的作用。
01对油液中金属磨屑的监控与分析75%~85%的系统故障归因于系统中的颗粒污染。
而在油液的颗粒污染物中，金属磨屑占有20%-70%比率。
金属磨屑主要来自于元件的磨损，因而对油液中的金属磨屑进行检测可以获得有关系统内元件磨损的信息。
油液中金属磨屑的种类、形貌和含量等信息可反映元件的磨损形式、部位和程度，并能预测可能发生的故障和元件的剩余寿命，为采取必要的维修措施提供依据。
由此可见，对油液中的金属磨屑的监测是液压元件磨损检测和故障诊断的有效方法和措施。
对油液中金属磨屑的检测通常可采用光谱分析、铁谱分析、颗粒计数分析、常规理化分析和磁塞检测等方法。
并对原始数据进行数据处理、特征信息提取、以及图表分析、趋势分析和综合评价。
光谱分析能够方便地检测出油液中各种金属元素的含量；铁谱分析法可以利用显微镜观察磨屑的形貌和尺寸，可分辨磨屑的种类；颗粒计数法可直接读出不同大小颗粒的数值，直观、方便；利用光密度计可检测磨屑的相对含量；磁塞法是利用设置在系统中的磁性元件拦截和吸附油液中的金属磨屑。
当金属磨屑积累到一定量时，会通过控制系统发出电信号。
02对油液监测中的污染监控与分析对液压系统油液污染的控制，无论是防止污染物进入系统，还是采用合理的技术手段对油液进行过滤净化，都不能完全去除系统油液中的污染物。
在确定元件的污染耐受度之后，定期对油液的污染度进行检测，采取合理、有效的措施控制，确保油液的清洁度。
使得系统油液的污染度与关键液压元件的污染耐受度之间达到一定平衡。
唯有如此，元件的寿命和可靠性才能得以保证。
对油液监测中的污染监测是液压系统日常维护工作的重要环节。
定期的检测与维护，能够有效防止故障的发生。
按工况检测结果进行维修是经济而有效的方法。
一般采用便携式监测仪器对设备进行实时监测，如振动、噪声监测、温度监测，对油液污染度的颗粒含量分析或铁谱分析。
油液分析技术及主要检测参数
油液分析技术及主要检测参数不论是现场测试还是实验室检测，确定设备和油液的健康状况都需要检测好几个参数。
下面是对每个参数的介绍和典型的测试方法.粘度测试粘度是润滑油最重要的物理特性.粘度决定了润滑油的承载能力和循环能力. 通常情况下，润滑油的粘度越高承载力就越强，同时循环性就越差，因此，任何润滑油在使用时，都必须在高粘度和低粘度之间寻求平衡。
除了润滑性能之外，保证润滑油在任何情况下都具有流动性是非常重要的。
在使用过程中，一些污染物比如水、燃料、氧化和烟炱都会影响润滑油的粘度。
因此，粘度是设备润滑系统中最重要测试参数之一。
重力低落–最常用的测量运动粘度的技术方法是可控制温度的重力低落法，通常，单级油测量的是40 ℃的粘度,多级油测量的是40和100 ℃的粘度. 测量使用的毛细管粘度计是基于粘度和时间之间的关系。
润滑油粘度越高，流过毛细管的时间越长。
目前，市面上有几种标准化的毛细管粘度计在使用。
实验室大多使用玻璃毛细管; 现在最新的现场测试运动粘度的粘度计采用的是开合式铝制毛细管。
这些粘度计的毛细管设计，有的是直流的，有的是逆流的。
在直流式毛细管中, 油样贮藏室位于测量标的下方。
在逆流式毛细管中，油样贮藏室位于测量标的上方。
逆流式毛细管可以测量不透明的油样，而且有的毛细管还有第三个测量标。
三个测量标，两个连续的流动时间，逆流式毛细管可以测试不透明的油样，有些毛细管还有第三个测量标。
两个连续的流动时间和三个测量标，确保了测量的精度。
颗粒分析颗粒计数是设备状态监测的一个重要方面，监测污染颗粒数量和污染程度的工具有很多，无论是来自与外界的污染还是设备本身的磨损。
至于哪种工具是最合适的，取决于特定的应用和颗粒的类型。
例如，保持液压系统的清洁是很重要的，即使是污染程度很低的物质也会堵塞制动器和阀门，导致系统故障。
与液压系统相比，由许多可拆卸部件组合在一起的反转齿轮和传动系统能承载的磨损颗粒要多一些。
颗粒直接成像直接成像系统里面有一个配置CCD阵列的固态激光器，可以对捕捉到的颗粒直接成像，如左图所示。
油液污染分析的取样技术
状物 ，取样 管端部 应 与油 箱底部 油 泥线保 持 足够 的 间 隙 ，并 避 免 与 油箱 侧壁 接 触 ， 以防吸 人 其 上 的脏 物 。
实 际 上 ，有 些 现 场 取 样 人 员 有 一 种 错 误 认 识 ，认 为 系 统 中最 脏 的油液就 是最 具代表 性 的油 样 ，以至于得 出 错 误 的结 果 。 另 外 ，他 们 不 太 注 意 取 样 点 周 围 环 境 对 油 样 的 影 响 。 例 如 ，某 炼 铁 厂 在 对 一 改 造 的 高 炉 炉 顶
■ 许 杰 峰 罗 文 胡 立 新
【 要】取 得有 代表性 的样液 是油 液 污染 分析过程 中的 关键 一 步 ．本 文着 重介 绍取样 时应 注 意的 摘
几 个 问题 。
【 美蕾词 】 污 染 分 析
取 样
为 了 分 析 液 压 或 润 滑 系 统 油 液 的 污 染 情 况 ，需 从
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状态监测与诊断技术
分 油 ，以清洗 取 样 阀 ，防止前 次取样 时残 留在 阀 内和 沉 积在 管壁 上 的磨粒 进 入油样 ，保 证取 得动 态 有规 的准确 性 ．应 采用 一
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状态 监测与 技术 诊断
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油液污染分析 的取样 技术
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第三章 油液性能分析
3.1 油液物理性能指标的检测
3.1.3水分测定 3.1.3.1 基本概念 水分表示油液中含水量的多少，用重量百分比或体积 百分比表示 润滑油中的水分，一般呈游离水、乳化水、溶解水三 种状态存在。在温度变化的情况下，游离水与溶解水 可以互相转化
(14)
3.1 油液物理性能指标的检测
式中： t 为t温度下的运动粘度，单位 mm2 / s
c 为粘度计常数
t 为油样平均流动时间，单位s
(10)
3.1 油液物理性能指标的检测
3.1.1.3检测目的 ①划分油品的牌号 ②设备选用润滑油的依据 ③判断设备润滑状态、确定是否换油的依据
(11)
3.1 油液物理性能指标的检测
(8)
3.1 油液物理性能指标的检测
GB/T265－88方法测定时注意 ①毛细管玻璃粘度计要定期校准 ②测定时毛细管玻璃粘度计内的 油液中不允许有气泡或油流分段 ③毛细管玻璃粘度计必须保持垂 直
(9)
t c t
3.1 油液物理性能指标的检测
运动粘度的计算公式：
t ct
④倾点是鉴别多级机油的重要参数，鉴别伪劣产品的重 要指标
(23)
3.1 油液物理性能指标的检测
3.1.6机械杂质测定
3.1.6.1基本概念 润滑油中不溶于汽油或苯的沉淀和悬浮物，经过滤而 分出的杂质，称为机械杂质 润滑油的机械杂质，主要是润滑油在使用、贮存和运 输中混入的外来物，如灰尘、泥砂、金属碎屑、金属 氧化物和锈末等
设备油液监测
第三章 油液性能检测
第三章 油液性能检测
概述 油液性能检测的目的是鉴定新油的质量、控制用油错误、 监控在用油在使用中性能的变化以达到设备正常的润滑， 保证设备可靠的运行 油液根据使用程度不同，可以分为新油、在用油和废油 三类，对不同类型的油液，油液性能和检测项目有着不 同的要求 新油的性能指标是保证设备在寿命期间工作的油液指标， 它是根据装备的结构、使用条件和使用环境条件而制定 的，是监测生产与储运过程中油液的质量标准，可用于 新油质量的检查与验收,也是表征油液的初始质量水平
油液分析诊断技术
理化指标 颗粒计数
光谱
铁谱
借助高梯度、强磁场的铁谱仪将油液中的金 磨粒尺寸、数量、形貌、成分 借助高梯度、 磨粒尺寸、数量、 形貌、 属磨粒有序地分离出来， 属磨粒有序地分离出来，通过分析这些磨损 颗粒的形貌、大小、数量、成分， 颗粒的形貌、大小、数量、成分，从而对机 械设备的运转工况、 械设备的运转工况、关键部件的磨损状态及 磨损机理进行判断
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。
3
油样分析技术是借助对该系统有代表性油 样的分析来实现机器状态监测和故障诊断的， 样的分析来实现机器状态监测和故障诊断的 ， 它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、 状态监测的新技术 ， 尤其在发动机 、 齿轮传 轴承系统、 液压系统等方面， 动 、 轴承系统 、 液压系统等方面 ， 该技术取 得了显著的效益，获得了广泛的应用。 得了显著的效益，获得了广泛的应用。
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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 。
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四、油品理化分析
它是通过检测油液本身的性能及其组成， 它是通过检测油液本身的性能及其组成，掌 握油液在使用过程中的变化情况。 握油液在使用过程中的变化情况 。 油液质量的 好坏， 将直接影响机器的正常状态， 好坏 ， 将直接影响机器的正常状态 ， 因此检测 油液品质的变化是设备诊断的一种常用手段。 油液品质的变化是设备诊断的一种常用手段。 分类： 分类：油液物理化学性能的分析和油液中化 学组分的分析。 学组分的分析。
油液分析技术的基本原理
油液分析技术的基本原理油液分析技术是一种通过对润滑油或润滑液体进行分析来评估机械设备状态的方法。
它可以帮助用户了解润滑油的性能和质量，从而及时发现设备故障、预防设备损坏，并优化设备的维护计划。
油液分析技术的基本原理主要包括：1. 物理性质分析：通过测量润滑油的粘度、溶解度、密度、电导率等物理性质，来了解润滑油的基本特征。
粘度是润滑油流动性的度量，可以反映润滑油是否受到污染或劣化。
溶解度可以用来检测润滑油中的污染物和杂质含量。
密度可以反映润滑油的纯度和稳定性。
电导率可以用来评估润滑油中是否有电解质或水分的存在。
2. 化学成分分析：通过测试润滑油中的化学成分，如添加剂、氧化物、磨损金属颗粒、水分等，来评估润滑油的质量和污染程度。
添加剂可以改善润滑油的性能，稳定润滑油的化学性质，抵抗氧化和腐蚀。
氧化物是润滑油氧化的产物，会导致润滑油性能下降。
磨损金属颗粒可以反映机械设备的磨损程度。
水分是润滑油的主要污染物之一，会导致润滑油降解和腐蚀。
3. 粒径分析：通过检测润滑油中的固体颗粒的尺寸和形状，来判断设备的磨损情况和润滑油的过滤效果。
固体颗粒的尺寸和形状可以提供关于设备磨损情况和设备使用的环境信息。
如果润滑油中的固体颗粒过多或尺寸变大，说明设备磨损严重或过滤系统效果不好。
4. 气体分析：通过测量润滑油中的溶解气体含量，如氧气、二氧化碳、氢气等，来评估润滑油的氧化程度和设备的密封性能。
很多气体是润滑油中氧化和腐蚀的产物，它们的存在可以预示设备的故障。
油液分析技术主要通过采集润滑油样品，使用仪器和设备对样品进行测试和分析。
通过对测试结果的分析，可以判断润滑油的质量和性能，进而确定设备的工作状态和维护需求。
油液分析技术可以及早发现机械设备的故障和损坏，提前采取维护措施，减少停机时间和维修成本，提高设备的可靠性和使用寿命。
总结起来，油液分析技术主要通过测量和分析润滑油的物理性质、化学成分、粒径和气体含量来评估机械设备的状态。
油液分析
按仪器分光系统分：棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪；
电感耦合等离子体(ICP)
光谱定性分析
定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱
元素的分析线、最后线、灵敏线
分析线： 复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条
特征谱线检验，称其为分析线；
最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；
灵敏线： 最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条
铁谱分析利用高梯度强磁场的作用，将油样中所含的机械磨
损微粒有序地分离出来，并借助不同的仪器对磨屑进行有关 形状、大小、成分、数量及粒度分布等方面的定性和定量观 测，从而判断机械设备的磨损状况，预测零部件的寿命。
原子吸收光谱仪的工作原理
1-阴极灯；2-火焰；3-出射狭缝；4-表头；5-放大器；6-光电管； 7-分光器；8-入射狭缝；9-油样；10-喷雾器；11-燃烧器
吸光度（吸收度）A：
与待测元素吸收辐射的基态原子总数N、吸收层厚度L成正比
A=lgIo/It=k· N· L
实际分析工作中要求测定的是样品中待测元素的浓度，
原子吸收光谱分析，由于其灵敏度高、干扰小、 分析简便快速，已成为金属元素分析的最有力工 具之一，而且在许多领域已成为标准分析方法。 主要有四个方面：理论研究、元素分析、有
机物分析，金属化学形态分析。
原子吸收光谱分析方法特点：
1．选择性强 由于原子吸收光谱仅发生在主线系，而且谱
线很窄，谱线重叠概率较发射光谱要小得多，所以光谱干扰 较小，选择性强，而且光谱干扰容易克服。在大多数情况下， 共存元素不对原子吸收光谱分析产生干扰。由于选择性强， 使得分析准确快速。
或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线；
油液分析报告
油液分析报告1. 引言油液分析是一种常用的技术手段，用于对机械设备的润滑油进行检测和分析，以评估设备的健康状况和预测潜在故障。
本报告旨在对某一台设备的润滑油进行分析，并根据分析结果提出相应的建议。
2. 油液样本信息•机械设备类型：XXX设备•润滑油品牌：XXX•油液样本编号：XXX•采样日期：XXX3. 分析结果3.1 油液性质分析根据对样本中润滑油的性质进行分析，得出以下结论：•运动粘度：分析结果显示，运动粘度处于正常范围内，表明润滑油在工作温度下具有良好的润滑性能。
•闪点：闪点测试结果显示，润滑油的闪点处于标准范围内，符合安全要求。
•密度：润滑油的密度测试结果显示，密度值正常，无异常情况。
综上所述，从油液性质分析结果来看，润滑油的基本性质符合要求，没有明显异常现象。
3.2 污染分析对油液中的污染物进行检测和分析，结果显示：•酸值：油液的酸值测定结果显示，酸值偏高，可能存在氧化或酸性物质的存在，建议及时更换润滑油。
•水分含量：水分含量测试结果显示，水分含量较高，可能导致油液性能下降和机械设备的腐蚀，建议进行水分排除和更换润滑油。
•金属颗粒：金属颗粒测试结果显示，金属颗粒含量超过标准限值，可能存在摩擦磨损或原材料颗粒等问题，建议进行设备检修和更换润滑油。
综上所述，从污染分析结果来看，润滑油存在酸值偏高、水分含量过高和金属颗粒超标等问题，需要及时采取相应措施。
3.3 润滑性能分析对润滑油的基本性能进行评估分析，结果显示：•摩擦系数：摩擦系数测试结果显示，润滑油的摩擦系数在标准范围内，具有良好的润滑性能。
•腐蚀特性：腐蚀特性测试结果显示，油液具有一定的腐蚀特性，可能导致设备的腐蚀和损坏，建议更换具有良好腐蚀特性的润滑油。
•抗氧化性能：抗氧化性能测试结果显示，润滑油的抗氧化性能较差，可能导致润滑油在使用过程中氧化严重，建议及时更换润滑油。
综上所述，从润滑性能分析结果来看，润滑油的摩擦系数、腐蚀特性和抗氧化性能存在一定问题，建议采取相应措施进行改善。
《油液分析技术》课件
油液分析技术的优点
1 可靠性高
油液分析技术能准确评估设备的健康状况和寿命，帮助预防故障和维修。
2 精度高
通过精确的分析和测试，油液分析技术提供准确的数据和可靠的结论。
3 可降低维护成本
通过提早检测设备问题和优化润滑管理，油液分析技术可以降低维护成本和停机时间。
油液分析技术的挑战和解决方案
1
噪声和干扰问题ຫໍສະໝຸດ 噪声和干扰可能影响油液分析的结果。解决方案是使用先进的过滤和校准技术。
2
数据量的问题
大量的数据需要处理和分析。解决方案是使用自动化软件和智能算法来处理和解 释数据。
3
数据分析和处理问题
复杂的数据需要专业的分析和解释。解决方案是培训和雇佣专业的油液分析师。
油液分析技术的前景
未来发展趋势
油液分析技术将继续发展，引入更先进的仪器和分 析方法，提高准确性和效率。
油液分析技术的应用
机械设备领域的应用
油液分析技术可用于监测和评估机械设备的润滑系统，提高设备的可靠性和寿命。
电力设备领域的应用
油液分析技术可用于监测变压器和发电机的油液状态，提前预测潜在故障。
航空航天领域的应用
油液分析技术可用于追踪航空航天系统的性能和健康状况，确保航空安全和设备可靠性。
油液分析技术的常用方法
《油液分析技术》PPT课 件
油液分析技术是一种关键的工业检测方法，通过对油液样本进行实验室测试 和分析，可以提供有关机械设备、电力设备和航空航天系统的关键信息。
什么是油液分析技术？
油液分析技术是一种通过实验室测试和分析油液样本的方法，以获得关于机械设备、电力设备和航空航天系统 等的关键信息。它包括激光粒度测量法、电离子色谱法、红外光谱法和热分析法。
油液分析技术的探讨及应用
油液 分析诊 断技术 是 通过 对设 备 润滑 系统 的油
样进行 分析 ， 而判 断 设 备 运行 状 态 的一 种 监 测技 从
测技 术 ： 动 信号监 测 诊断 技术 、 振 声信 号监测 诊 断技 术、 温度信 号 监测诊 断技术 、 滑油 的分析诊 断 技术 润 和其 它无 损 检 测 诊 断 技 术 ¨ 。每 种 技 术 均 可 单 独
进 行 了 一 些 探 讨 。 同 时 ， 举 了油 液 分 析 技 术 在 设 备 状 态监 测 中 的应 用 ， 便更 好 的认 识 油 液 分 析 技 术 。 列 以 关 键 词 油 液 分 析 ； 备 状 态 监 测 ； 法 ； 点 ； 展 现 状 和 趋 势 设 方 特 发
中 图 分 类 号 ： Ｈ１ ７ ２ ２ Ｔ １． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ３ １ （ ０ １ ０ ０ ２ ０ １７ — ８ ８ ２ １ ） ４— ０ ４— ３
少机械设 备 的磨损 ， 常是 在运 动表 面 添加润 滑剂 。 通
因此 ， 润滑 油 中含 有 丰富 的摩擦 学信 息 ， 对润 滑油 进
行 分析 和监 测就显 得 相 当重 要 了 ， 油液 监 测 技 术 也 就应运 而生 。油 液 分 析技 术 最 早 可 以追 溯 到 ２ ０世 纪４ ０年代 。
第 ４期
总 第 ｌ ４期 ９
８ 月
冶 金 丛 刊
Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ ＣＡＬ ＣＯＬＬＥＣＴＩ ＯＮＳ
Ｓｔｍ ．１ ４ ｉ ９
ＮＯ． ４
２ １ ０ １ 年
Ａｕ ｕｓ ２ ０ １ ｇ １ １
油 液 分 析 技 术 的探 ｕｅ ｕ ｎ ｚｏ ７ ０ ｕｎ ｄ ｎ ） ｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｇ ａ ｇｈ ｕ５ ０ ０ ，Ｇ ａｇ ｏ ｇ ｉ １
油液颗粒污染度分析实验方法
油液颗粒污染度分析实验方法引言随着液压油液分析技术在液压系统污染控制中的广泛运用，液压系统油液中固体颗粒污染物的分析逐渐成为研究的重点对象。
目前国内外对液压系统固体污染颗粒的研究方法主要是:颗粒计数法,通过检测颗粒尺寸、浓度和尺寸分布来确定系统油液污染度等级。
称重法，仅以取样的固体颗粒的总重量来对算油液污染度,不能直观反映颗粒的形状尺寸及分布特征,只适应于对油液污染度的判断的精度要求不是很高的场合。
在油液固体颗粒物的分析技术的基础上,我们可以对油液中的固体颗粒进行定期的抽样检测，对油液中固体颗粒污染物的数量、尺寸、尺寸分布以及颗粒形状等进行分析,建立油液中颗粒物特性与系统磨损的关系来获取系统的故障原因。
1颗粒污染度研究背景研究表明",造成系统故障的75%乃至90%是由于油液中污染颗粒引起，颗粒物种通常磨损金属颗粒占75%,粉尘占15%,其他杂质占约10%。
这些颗粒对设备的危害最大,还会产生“链式反应”,加剧磨损。
颗粒污染度判定标准主要有NAS1638《液压油污染度等级标准》ISO4406《液压传动油固体颗粒污染等级代号法》ISO11218《航空航天液压油液清洁度分级》和SAEAS 4059《航空航天流体动力液压油清洁度合。
在油液固体颗粒物的分析技术的基础上,我们可以分类》等。
而其中ISO4406被我国等效采用为GB/T14039《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》,NAS固体颗粒污染物的数量、尺寸、尺寸分布以及颗粒形状1638被我军方采用为GJB420A《飞机液压系统用油液污染度分级》。
2装载机液压系统颗粒污染物磨损及阻塞的机理2.1污染颗粒阻塞机理当污染颗粒尺寸大于或等于间隙尺寸时,颗粒无法通过间隙。
这时颗粒物会直接卡在间隙口部,堵塞间隙,使油液无法继续通过,造成系统突然卡死的情况。
当污染物尺寸小可以通过,但是间隙处的区域的流动速度很缓慢时,颗粒物会沉积于此,长时间后会淤积成大颗粒,阻塞间隙最后卡死或阻塞造成故障。
油液颗粒分析常见方法
多种油液颗粒分析方法显微镜法：光学显微镜法能够测定出油液中颗粒污染物的尺寸分布和浓度,并可大致辨别污染物的类型。
但此方法计数耗费时间,人为的测试经验影响大。
计算机图像处理技术与光学显微镜法的结合产生了计算机颗粒图像法。
此方法解决了光学显微镜法人工计数存在的不足 ,大大提高了报告精度。
但所需装置复杂,设备昂贵,至今未能推广应用。
自动颗粒计数器法：颗粒计数法多用在实验室进行油液污染度的测定 ,常用在大型重要的设备中 ,例如汽轮机油、变压器油等 ,是目前最精确的方法之一。
这种仪器采用一定大小的测试粉尘微粒进行定期校准 ,而测试粉尘的真正粒径大小分布目前颇有争议 ,因此测试的结果是否精准仍然有待研究。
目前使用的仪器有遮光型、光散射型和电阻型自动颗粒计数器。
遮光型颗粒计数器在测定系统油液污染度时比较常用。
它的主要特点是利用光电传感器测取信号。
由陕西普洛帝生产的PLD 系列产品可直接测定油液中颗粒污染物的大小及数目,从而确定油液的污染等级,测定精确度高但精度也容易受油中气泡、水珠等影响。
在测定污染严重的油液时必须进行稀释。
光散射型自动颗粒计数器应用夫琅和费衍射理论及迈尔理论对接收到的信号进行分析计算,就可得到颗粒的尺寸及其分布。
对小颗粒较敏感 ,比较适用于测定液体中的微小颗粒。
目前最先进的电阻型自动颗粒计数器是 Coulter Multi2 size颗粒分析仪。
它能提供颗粒所有参数的精确测量数据,但由于此类仪器要求颗粒悬浮液为导体,仅适用于水基工作液。
随着新标准 ISO11171和ISO4406-1999以及ISO 16889的颁布和实施 ,有关如何报告油液固体颗粒污染度及过滤器过滤性能等方面都已经并将继续产生显著的变化。
颗粒计数器的准确性将进一步提高,有利于提高油液污染度的测试精确度。
普洛帝PMT-2油液颗粒都检测仪，采用英国普洛帝技术—“第八代光阻测量颗粒”，并采用油液行业经典方法NAS1638和ISO4406，并可根据用户的要求，内置用户所需多种标准。
光谱仪在油液分析中的应用
光谱仪在油液分析中的应用符小敏龚立平华叙清(东莞东城东兴热电有限公司，广东东莞523127)廛围科夔强旁要]机器油液分析是实施设备状态监控和进行设备故障维修的重要使能技术，也是经济、有效地使用和管理机器与油液的关键技术。
光谱锻可用于检测和定量分析油液中的小悬浮微粒或溶解于天然或合成石油产品中的元素，是具有较高精确度及重复}生的快速实验室用油液郴器，具有快速、准确、方便的特点。
饫键阔]、光谱仪；机器油液分析；燃料分析1油液分析机器油液分析以油液分析为手段，对机器运行状态和故障的发生与发展实施动态跟踪、分析和诊断。
器油液分析对象目前主要是润滑油和液压油，较少涉及燃料油(燃气涡轮发动机燃料除外)和润滑脂。
2射光谱学原理发射光谱学(O ES)是一项用于检查和定量分析材料中组成元素的技术。
O ES利用每个元素都有其特有的原子结构的事实。
当吸收到附加的能量时，每个元素发出特有波长的光，或颜色。
因为没有两个元素有相河的光谱线，所以元素能够被分辨出来。
发射光谱线的亮度与对应的元素在油样中的数量成正比，这样可以确定元素的浓度。
在通常情况下，激发之前，每个元素的电子以它的最低能量旋转，称为“基态”。
在激发过程中，辐射源的能量被传递给油液或燃料，导致样品汽化。
原子中的电子吸收能量并暂时被迫离开其原予核而到达一较高的、不稳定的运行轨道。
在达到此不稳定状态后，电子释放所吸收的能量并返回基态或稳定状态。
所释放的能量是一特定值，与受激原子内电子跃迁的能量变化值相对应。
能量以光的形式发出。
此光线有一固定的频率或波长(频率与波长成反比)，其由电子跃迁时的能量决定。
由于有些复杂原子的许多不同电子可能会有多种不同的能量跃迁，所以会发出许多不同波长的光线。
这些光谱线唯一地对应于某种元素的原子结构。
光谱线的强度正比于样品中被测元素的浓度。
如果在样品中存在不止一种元素，则对应每个元素将分别会出现明显不同波长的光谱线。
为了辨别和定量分析在样品中出现的元素，必须分开这些谱线。
三、油液分析内容、程序及方法
一、油液分析的意义油液分析是通过对设备运转中润滑油的物理、化学性质进行测试和分析，从而评价液体状况和机械设备的健康程度。
油液分析的主要目的是根据对润滑油的检测结果，提供足够的技术数据，为设备维护和维修提供有效的指导，及时发现设备健康状态的变化并进行及时有效的维修，有效的降低设备的维修费用及损失。
二、油液分析的内容1.物理性质测试：我们可以通过测试油液的颜色、气味、粘度、密度、水分、杂质、沉淀物、涂层等方面来判断油液的基本性质。
例如，油液颜色变深或者混杂杂质，都意味着油液的基本性质发生了变化，需要及时切换油液或是进行清洗。
2.化学性质测试：除了检测油液的物理性质，我们还可以通过测试油浸入的纸片指标、磁滤器残留物、耐酸值、碱度、渗透值、铜腐蚀等方面来探测油液中各种化学成分的含量，尤其是检测油液中金属元素含量是否超标。
过高的金属元素含量可能导致设备摩擦产生的热量增大，从而增加设备故障的风险。
3.磨损检测：最常用的技术是设置震动传感器来探测设备运行过程中的震动状态，根据震动状态的特征，识别设备运行过程中的磨损和损坏部位以及其严重程度，及时排除故障。
还可以通过检测设备各部件的磨损痕迹，来预测设备的损坏状态和预测预警。
三、油液分析程序1.设备识别：首先需要识别润滑油被质检的设备，了解设备类型和工作环境，从而制定适合该设备的油液分析计划。
2.油液取样：要保障样品的准确性和代表性，必须按照规定方法进行样品采取。
在采取油液样品之前，需要充分注意样品采取器和采样用具的清洁程度。
3.油样处理：通常取样后可在短时间内进行初步检测，如检测漏气、杂质、颜色等，如果在现场时间允许，则可根据工作条件进行油样预处理，即采用适当的化学对油样进行处理。
4.物理性质检测：油液中还存在各种离子物和人工添加剂，这些物质对油液有着直接影响，因此需要针对其物理性质进行检测。
物理性质的学科涉及到物理、化学、工程学和机械工程学等众多学科。
5.化学性质检测：需要将油液放入酸碱试滴管或其它试管中，逐滴加入试液，并按照化学反应的准则来分别记录其反应结果。
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油液分析技术油夜分析技术又称为设备磨损工况监测技术，是一种新型的设备维护技术，它利用油液所携带的设备工况信息来对设备的当前工作状况以及未来工作状况作出判断，从而为设备的正确维护提供了有效的依据，达到预防性维修的目的。
油液在设备中的各个运动部位循环流动时，设备的运行信息会在油液中留下痕迹，这些信息主要包括以下三个方面：1、油液本身的物理和化学性质的变化2、油液中设备磨损颗粒的分布3、油液中外侵物质的构成以及分布设备润滑与磨损状态监测（以下简称油液监测）是设备开展润滑管理、设备状态维修的重要基础工作，是提高设备可靠性、保证设备安全运行的重要手段。
油液监测技术就是通过对设备在用润滑油的理化性能指标、磨损金属和污染杂质颗粒的定期跟踪监测，及时了解掌握设备的润滑和磨损状态信息，诊断设备磨损故障的类型、部位和原因，为设备维修提供科学依据，指导企业进行设备的状态维修和润滑管理，从而预防设备重大事故发生的发生，降低设备维护费用。
油液分析技术，就是抽取在用油油样并测定其劣化变质程度及油液中磨损磨粒的特性，来分析判断机械零部件的磨损过程，部位，磨损机理，失效类型及磨损程度等，得到机械零部件运转的信息。
磨损磨粒的特性主要指磨粒的含量，尺寸，成分，形态，表面形貌及粒度分布等。
油样分析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，颗粒技术技术，磁塞技术等。
对设备故障所作的统计资料表明：设备的失效80%是因为润滑故障导致异常磨损所引起；柴油机中大约70%是因为油品污染引起，而其中50%是磨损造成的；滚动轴承中大约40%的失效与损坏是由于润滑不当而导致；齿轮中大约51%的故障与润滑不良和异常磨损有关；液压系统中大约70%的故障来自于液压介质被污染，污染度等级过高所致；摩擦消耗的能源占总能源消耗的1/3-2/3；油液分析技术的步骤：1.收集设备原始资料、考察设备现场2.制定监测计划和取样规范3.按规范取样4.样品分析5.数据处理6.提交监测诊断报告7.收集反馈意见8.提出设备维护建议油液监测能做什么？润滑状态评价：通过对设备在用润滑油的定期跟踪监测，及时发现设备用油的劣化及污染原因，为设备提供合理润滑方式和换油周期；磨损故障诊断：通过对设备在用油中磨损金属颗粒分析，预测设备主要摩擦副的故障情况，诊断故障部位、原因和程度，指导设备视情维修；几种油液分析方法：铁谱分析技术铁谱分析技术利用高梯度强磁场的作用，将油样中所含的机械磨损威力有序地分离出来，并借助不同的仪器对磨屑进行有关形状，大小，成分，数量级粒度分布等方面的定性和定量观测，从而判断机械设备的磨损情况，预测零部件的寿命。
铁谱分析技术的主要内容包括油液取样技术，铁谱制谱技术，磨粒分析技术等。
铁谱分析技术中主要使用的仪器是铁谱仪，铁谱仪根据对磨粒的分离，检测的方法不同，分为分析式，直读式，旋转式，在线式等。
直读铁谱仪依据颗粒的沉积位置不同，将磨损颗粒大致区分为大颗粒和小颗粒，其读数分别以Dl和Ds表示，但这种区分缺乏严格的物理意义，如果实验数量多，其趋势线可以反映零件磨损的变化。
直读式铁谱仪主要用来直接测定油样中磨粒的浓度和尺寸分布,只能做定量分析,能够方便迅速而准确地测定油样内大小磨粒的相对数量,因而能对机械状态作出初步的诊断.如果不但要了解磨损微粒的数量及分布情况,而且要观察分析磨粒的形态,表面形貌和成分等因素,作出较准确地诊断,就需要使用分析式铁谱仪.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。
利用分析铁谱技术，可将磨损颗粒分为以下几种：1.粘着擦伤磨损颗粒2.疲劳磨损颗粒3.切削磨损颗粒4.有色金属颗粒5.污染杂质颗粒6.腐蚀磨损颗粒由于不同的磨损颗粒代表不同的磨损类型，因此很容易从磨损颗粒的特征看出设备的主要磨损类型。
除了要分析磨损颗粒的特征外，还必须分析磨损颗粒的尺寸和数量，只有这样，才能正确地判断设备的磨损状态。
光谱分析光谱分析油样可以有效地检测机械设备润滑,液压系统中油液所含磨损颗粒的成分及含量的变化,同时也可以准确地检测油液中添加剂的状况及油液的污染程度.油液中各磨损元素的浓度与零件的磨损状态有关,故可根据光谱检测结果来判断零部件磨损状态及发展趋势,诊断机器故障.光谱分析油样主要用来检测零件磨损而产生的悬浮的细小金属微粒的成分和尺寸,分析速度快,操作简单,分析费用低.检测尺寸范围一般小于10um 原子发射光谱分析是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学组分.由于各种元素原子结构的不同,在光源的激发作用下,可以产生许多按一定波长排列的谱线组,称此为特征谱线.通过检查谱线上有无特征谱线的出现来判断该元素是否存在,进行光谱定性分析,根据特征谱线强度求出元素含量,进行光谱定量分析.采用光电直读光谱仪测定润滑油中的各纵金属元素的浓度的工作原理是:用电极产生的电火花作光源,激发油中的金属元素辐射发光,将辐射出的线光谱由出射狭缝引出,由光电倍增管将光能变成电能,再向积分电容器充电,通过测量积分电容器上的电压达到测量试油内金属含量浓度的目的,如果测量和数据处理由微机控制,则速度更快..此外,还有原子吸收式光谱技术,x射线荧光光谱仪等.其他油液检测技术,红外光谱分析红外光谱分析是通过测量各种化合物在红外光谱区吸收的特定波长光线的能量,对油液中的化合物进行定性和定量的分析.傅立叶变换红外光谱仪已广泛用于油液分析,其检测的项目包括油液降解产物,添加剂耗损和外界侵入的化学污染物等.红外光谱仪测试速度快,并且能同时检测油液多方面的质量指标,适用于对使用中油液的性能进行状态检测和趋势分析.自动颗粒计数技术自动颗粒计数技术可自动地对样液中的颗粒尺寸测定和计数,不需从样液中将固体分离出来.自动颗粒计数技术中所用的仪器主要是自动颗粒计数器。
自动颗粒计数器按工作原理分为遮光型，光散射型和电阻型等，应用最普遍的是遮光型。
该技术可以鉴别颗粒的大小，并有计数器计数，可以同时对不同尺寸范围内的颗粒计数以得到粒度分布的情况。
这样可以测试到大的颗粒的发展趋势，可以早期预报机械中部件的磨损。
自动颗粒计数技术课用于实验室内进行的污染分析，在线污染检测及现场油液污染测定。
其他油液分析技术还有，重量分析技术，显微镜计数技术，显微镜比较分析技术，滤器堵塞技术，扫描电子显微镜技术，图像分析技术。
油液分析现状20世纪40年代，美西部铁路部门率先开始对铁路机车进行油液分析，取得了巨大的效益，50年代，美海军开始对其喷气发动机实施油液光谱分析，50年代至60年代早期，美陆军和空军普遍开展装备油液监控工作，70年代，美海军就有12000种航空部件，20000种船用部件采用油液监控。
我国从20世纪80年代开始进行油液分析工作，已对飞机，舰船，大型工程车辆等实施油液分析，并已成立了大批油液分析实验室，有些部门和行业还建成了专业的油液监测技术中心，颁布了一系列油液分析行业标准，取得了一大批高水平的研究成果。
通过油液分析，已成功消除了几十起飞机发动机的严重故障隐患，准确诊断了柴油机主轴瓦，活塞销座，离合器轴承异常磨损等多起船舶故障，节约维修经费达几十亿元。
、我国的油液分析主要依靠各专业实验室，主要分析对象是各类大型机械设备的润滑系统和液压系统，采用的仪器主要是光谱分析仪和污染度测定仪。
随着高新技术的发展，我国的油液分析工作有了长足的进步，但无论在管理上还是在技术上，都不能很好的满足机械设备的快速更新换代和日趋复杂的要求，与国外相比，存在较大差距，主要存在如下问题：1，在管理上缺乏统一的部署和集中管理，造成实验室整体布局不合理，技术力量分散，各单位间技术交流和合作渠道不顺畅，严重制约我国油液分析整体水平的提高。
2，在技术上我国目前的油液分析工作主要以实验室仪器分析为主，不能完全满足外场快速分析诊断的需求。
同时，由于这些仪器大都依赖于进口，其相配套的智能诊断软件往往并不能完全适用于我国机械设备，严重制约了诊断的准确性。
对策：建立全国性油液分析体系，实现各行业，各部门的联合。
我国可参照joap 组织，将各部门的油液分析机构联合起来，建立全国性的油液分析体系。
这样，不仅可以避免重复投资，还可以实现优势互补，也便于集中优势力量，解决重大或急需的技术难题。
全国联合油液分析技术保障中心可依托现有的专业技术中心组建，地区性专业实验室负责本地区激动保障和深层次油液分析。
为尽快实现全国油液分析联合，必须首先建立和健全油液分析管理和技术法规体系。
研制随行式油液分析系统。
目前，我国油液分析主要依赖各种实验室仪器，这些仪器普遍比较昂贵，分析所需时间较长，且不能用于外场，必须研制随行式油液分析仪器。
所谓随行式油液分析系统可分为两类：一类是系统成为被检测设备的组成部分，通常采用嵌入式传感器，对油样进行连续分析。
另一类是系统独立于被检测设备，通常是便携式小型化仪器，在现场完成油样分析。
此类系统的特点是能及时反映机械设备信息，机动性好，操作简单，适用于外场，价格普遍较低，便于大批量配备。
研究适应于我国机械设备的智能油液分析技术。
我国的油液分析一线人员往往文化程度有限，且流动性大，而依赖我国现有的油液分析仪器对机械设备进行准确故障定位，需摩擦学，模式识别等专业知识和长期经验积累。
目前，我国虽然已研制了一批油液分析专家系统，但故障定位还不够准确，虚警率搞，因此，迫切需要进一步研究智能油液分析技术，实现高精度的自动油液分析和故障诊断。
智能油液分析技术的研究重点有两个，一是磨粒自动识别方法，二是各种机械设备的油液分析判断标准。
建立全国性油液分析信息和远程诊断网络。
建立油液监测信息和远程诊断网络不仅可以缓解我国油液分析点多，但油液分析专家有限的矛盾，还可为油液分析技术人员和决策者提供及时掌握情况和进行技术交流互助的信息平台。
目前，我国的信息化基础建设已初具规模，互联网和自动电话交换网已遍布全国，且近年来我国远程诊断技术也有了长足的进步，因此，建立这样的网络是完全可行的。
油液分析状态监测技术的发展趋势计算机技术的发展为油液分析状态监测技术的发展提供了良好的契机。
油液分析状态监测技术必将朝着集成化，智能化，在线化方向发展，其发展趋势如下：磨粒自动识别技术的开发。
将信息处理技术，计算机软硬件技术，人工智能技术和视觉工程的最新成果与之结合，针对磨粒的特征探索有效地识别机制与方法。
设备智能磨损监测与诊断系统。
在基于摩擦学系统的基础上，采用信息提取处理技术，通过对磨粒图像的自动识别与分析，建立高层智能识别与专家诊断系统，实现设备磨损状态监测与故障诊断，使整个信息流程系统化，智能化和自动化。