油液监测技术的应用及推广

油液监测技术的应用及推广

机械设备失效的方式主要有磨损、腐蚀和断裂等，其中磨损失效所在地占的比例达60%~80%。大量统计数字表明，柴油机故障的85%以上与润滑有关。因此监测设备的润滑与磨损状况，预测磨损过程的发展，及时发现故障征兆及查明生产故障的原因，采用相应的解决措施是一件很有意义的工作。通过采用油品分析技术可以实现这一目的，这是一项对设备在用润滑油进行理化指标测试、污染分析、光谱分析、红外光谱分析与铁谱分析等全面的综合分析的技术。

利用油品分析技术指导设备维修与工况监测是实现设备现代化科学工作者管理的重要手段和可靠保证，因而在能源、冶金、石油、化工、铁路、航空、机械制造等重要工业和交通部门日益受到高度重视，并已开始在实践中推广应用。

一、油品分析的主要内容与作用

在工况监测中，油品分析主要包括两方面内容：

（一）性能的检测。质量指标（即理化指标）的测试和油品中添加剂变化趋势的分析。

（二）磨损颗粒及污染物质的定性与定量分析。包括磨损微粒的总量，尺寸分布，化学成份和微粒的几何形状。

前者主要针对油品本身的质量而言，后者主要针对设备磨损状况。只有通过对上述两方面的分析结果进行综合比较，反复验证，才能有效地提高故障诊断的准确性。

1、油品的理化分析

良好的润滑条件可大大减缓设备的磨损，使设备处于正常运转状态。特性主要反映在以下几个方面；粘度、闪点、倾点和凝点、水分、酸碱度、机械杂质、防锈性、防腐性、抗泡和抗乳化性能、氧化和水解安定性、胶粘性等。在工况监测中，油品理化分析多长时间一次要根据具体情况确定，如钻井用PZ12V190型柴油机每运行300~500小时取样化验一次。某些液压设备和运输机械每季度检验一次，精密机床用油每半年化验一次等等。无论何种设备，如已发现故障征兆或取得的分析数据异常时，必须考虑增加取样次数，缩短油样分析周期。

2、油品的发射光谱分析

发射光谱主要用于分析油品中所含的金属元素的种类及数量。一般而言，油品金属元素含量是一定的，当磨损产生的金属颗粒被带入润滑系统中，油中的金属元素含量就会增高。因此测试油中金属元素的含量及变化趋势，可以有效的对设备状态进行监测。设备工况监测中，在设备投入使用前，应对所选用的进行各种指标测试，包括其中的金属元素含量，并应做好记录和存档保留，这对以后换油、油的质量检验及设备发生故障后原因的查找十分有用。目前发射光谱在国内外应用都很广泛，并且取得了良好应用效果。其特点是分析速度快、准确性高、信息范围广，易于和计算机相联组成自动监测系统。

3、红外光谱分析

红外光谱（FT—IR）也称作振动光谱，它主要用于对有机化合物的基团结构进行分析，但它只能反映分子结构信息，对原子质点、溶

解态离子和金属颗粒都不敏感。润滑油是由基础油加多种添加剂调制而成。基础油主要有矿物油和合成油二大类，添加剂的品种就更多了。性能主要取决于构成它的各组分的性能，油品的失效、更换取决于各组分的变化程度，这种变化主要是化学变化，是因物质的分子结构发生变化引起的，因此，仅通过理化分析是无法准确判断的，此时利用红外光谱是最直接、最有效也是最迅速的一种方法。

4、铁谱分析

铁谱仪（Ferrograph）包括分析式铁谱仪、直读式铁谱仪、在线铁谱仪和旋转式铁谱仪等，它的出现弥补了发射光谱无法分析大尺寸和高含量金属元素的缺点。与发射光谱相比，铁谱可直接观测油中金属颗粒的尺寸、几何形态、颜色、数量及分布状况等，将发射光谱和铁谱二种方法结合在一起使用，既可定性又可定量，即可监测发现小尺寸颗粒为主的正常磨损状态，又可监测以大尺寸颗粒为主要特征的异常磨损状，将工况监测水平推向了一个新的高度。

此外，对每台设备根据每月监测情况建立了润滑状态监测曲线，发现有明显突变的就再取样进行铁谱分析和光谱分析，以进一步查找原因，避免设备故障的发生。当设备已出现某些明显的故障征兆，但尚未达到失效停机的程度时应加密取样立即进行铁谱分析，以便迅速判断出现的磨损类型与磨损程度。若发现已有异常磨损，对设备影响较大，应立即停机检修，避免恶性事故的发生。若在铁谱分析中未发现大尺寸磨粒，可再回过头来做理化与光谱分析，仔细进行判断。在

实践中应对每种设备的抽样妥善保存，并在使用前实测质量指标，记录存档，备查验时用。

润滑检测效益分析

油品分析技术对于设备分布广，数量多的专业化的钻井企业而言非常适用。例如我客户钻井企业设备数量多，工作环境恶劣，设备润滑管理工作难度较大，但采用油品检测分析技术对设备润滑状态进行监测后，大大改变了这种状况，设备润滑管理工作有了很大提高，具体表现在以下一些方面：

首先设备用油质量，由于采用了油品检测技术，保证了设备使用合格的润滑油品。过去公司钻井队时有柴油机油道被堵，积碳严重，拉缸、烧瓦等重大事故发生，但对润滑油质量进行监测后，未发生类似事故，仅这一项就为公司节约近20~30万元。

其次由于采用了油品检测技术，实行了按质换油制度，各种设备的换油周期得到了延长。例如我客户190型12V柴油机从过去700小时定期换油周期，到目前换油周期已普遍达到800小时以上，有的换油周期还达到了1200小时左右。按过去柴油机寿命10000小时记，每台柴油机一个大修周期内可减少换油2次，约400升，折合人民币约2000元。

此外，采用合理润滑还可防止设备润滑事故的发生，保证设备使用合格润滑油，保证设备使用合格的软化冷却水，延长了设备使用寿命。

油品分析技术的发展前景

通过油品分析，开展设备的工况监测，可以大大延长设备的使用寿命，还可将定期换油改为按质换油，避免了不必要的换油浪费。利用油品分析技术开展工况监测实用性强，经济效益显著，越来越受到人们的重视。

设备是企业赖以生存的物质基础，加强设备管理，努力做到设备管理现代化、科学化，保证设备有效安全地运行，降低设备故障发生率，提高设备利用率，企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。设备预测维修是设备现代化管理的一个重要手段，认真开展设备工况监测工作，并把它建立在科学基础上，对促进企业生产发展，提高企业经济效益和社会效益有着积极的意义。相信在不久的将来，在我国，应用油品分析进行工况监测的领域和部门将更广泛。