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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。

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。

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。

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.ppt

绝密★启用前黑龙江省大庆市2019年初中升学统一考试语文考生注意：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时用黑色字迹的钢笔或签字笔在答题卡相应位置作答，在试题卷上作答无效。

3.考试时间120分钟。

4.全卷共三道大题，25小题，总分120分。

一、基础知识积累与运用（24分）1.根据拼音写汉字，要求规范、工整、美观。

（2分）我天天望着窗口常春藤的生长。

看它怎样伸开柔软的卷须，攀住一根缘引它的绳索，成一茎枯枝；看它怎样舒开折叠着的嫩叶，渐渐变青，渐渐变老。

我细细观赏它纤细的脉络、嫩芽，我以（y à）苗助长的心情，巴不得它长得快，长得茂绿。

下雨的时候，我爱它淅沥的声音，婆（su ō）的摆舞。

2.下列词语中加点字注音全部正确的一项是（）（2分） A .龟．（gu ī）裂翩跹．（xi ān ）跌宕．（d àng ）退避三舍．（sh ě） B .龌龊．（chu ò）渊薮．（s ǒu ）畸．（j ī）形焚膏继晷．（gu ǐ） C .睥睨．（n ì）聒．（gu ō）噪濒．（p ín ）危锱．（z ī）铢必较 D .驯．（x ùn ）良粗犷．（ku àng ）苔藓．（xi ǎn ）探骊．（l í）得珠 3.下列加点成语使用错误的一项是（）（3分）A .一个民族要想飞速发展，既不能夜郎自大，也不能妄自菲薄．．．．。

B .三个月前，我看过电影《流浪地球》，电影中的场景仍历历在目．．．．。

C .这些正值豆蔻年华．．．．的男同学，站在阳光下，浑身散发着青春的气息。

D .在学生的眼里，谭老师讲课绘声绘色．．．．，不仅妙语连珠，而且很有幽默感。

4.下列句子没有语病的一项是（）（3分）A .学习有三忌：一忌上课不可分心，二忌课后不能巩固，三忌不能学以致用。

B .通过观看世界女排联赛中国女排战胜了意大利这场比赛，使我受到很大鼓舞。

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。

第4章油样分析技术

制谱与读谱过程合二为一，分析过程简便快捷；
信息量有限，只提供磨屑体积信息，无形貌和来源信息；适合于快速分析和初步诊断。
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4.3 油样铁谱分析技术
铁谱分析技术的特点
检测磨粒尺寸范围宽，能及时判断机器的磨损变化；铁谱仪比光谱仪价格便宜，可适用于不同设备；获得的信息全面，包括成分分析、定性分析和定量分析；缺点：
光电直读光谱仪
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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，
8
第四章
油样分析技术
1 2
3
油样分析概述油样光谱分析技术油样铁谱分析技术
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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环节。
• （1）取样 • 取样就是用取油工具从管线上或油箱中抽取润滑油（或液压油）
样。取样操作必须保证所取的油样含有能反映机器工况变化的
磨损颗粒，只有这样才能通过铁谱分析做出正确的判断。因此，
取样时应遵循以下几条原则：
• ①应尽量选择在润滑油过滤之前并避免从死角、底部取样； • ②应尽量选择在机器运转时，或刚停机时取样； • ③应始终在同一位置、同一条件下（如停机则应 • 在相同的时间后）和同一运转状态（转速、载荷 • 相同）下取样；
•
DS——代表1~2μm磨损颗粒的光密度值。
• 对于分析式铁谱仪，其定量分析式为
• I'S=(A'L+A'S)(A'L-A'S)=A'L2-A'S2 • 式中 I'S——磨损烈度； • A'L、A'S——大、小磨粒覆盖面积。
精品课件7Fra bibliotek• 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。
目录
一、铁谱分析技术
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
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
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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。
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• （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。
2. 铁谱分析法测定的主要内容：
（1）磨粒浓度和大小
（2）磨粒形貌（反应磨粒产生原因和机理）
（3）磨粒成分（反应产生的部位）
3.铁谱分析法的特点：
• 较宽的尺寸检验范围；
• 同时获得磨粒的多种精信品课件息。
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1、铁谱分析技术的基本原理和方法
• 铁谱分析技术的基本原理和方法就是用铁谱仪把混于润滑油（或液压油）中的磨屑和碎屑分离出来，并按其尺寸大小依次、不重叠地沉淀到一块透明的基片上（即制作谱片），在显微镜下观察，以进行定性分析（指对磨粒的形态特征、尺寸大小及其差异等表面形貌及成分进行监测和分析）。利用加装在铁谱显微镜上的光密度计，还可以对谱片上大小磨粒的相对含量进行定量分析，也可用计算机对磨屑进行图像处理，以获取磨屑的有关参数。摩擦学的研究表明，磨粒的类别和数量的多少及
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• ④取样周期应根据机器的性质和对状态检测要求来确定。机器在新投入运行或刚经解体检修，其取样间隔应短，通常应隔几小时取样一次，以监测分析整个磨合过程；机器进入正常运行阶段后，取样间隔可加大；此后，当发现磨损发展很快时，又应缩短取样时间间隔。
• （2）制谱
• 制谱就是用铁谱仪分离油样，将其中的铁磁性颗粒沉积于玻璃基片上，经固化和清洗后完成。为便于油液中磁性金属颗粒的沉积，对所取油样应进行稀释，即在油样中加入一定比例有机溶剂（例如四氯乙烯），油样与四氯乙烯的体积混合比通常为3:1。
• 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。精品课件
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• 对于直读式铁谱仪，其定量分析式为
• ID=(DL+DS)(DL-DS)=DL2-DS2
• 式中 ID——磨损烈度；
•
DL——代表大于5μm磨损颗粒的光密度值；
• （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。
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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
收集干粉中铁磁性颗粒的气动式铁谱仪。
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1、分析式铁谱仪简介
• 分析式铁谱仪是最先研制出来的铁谱仪器，由制谱仪、铁谱显微镜和加装在铁谱显微镜上的光密度测定仪三部分组成。分析式铁谱仪的工作原理图如图1所示。
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• 取自机械润滑系统的油样，用微量泵输送到放置在强磁场装置上方且呈一定倾斜度（约1~3o）的玻璃基片上（也称铁谱基片）。油样流过高磁场区时，由于高梯度磁场的作用，磨粒将按一定的规律排列沉积在基片上。经清洗残油和固定颗粒的处理之后（用四氯乙烯），制成铁谱片。
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• 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。
• 增加的速度与摩擦面材料的磨损程度及磨损速度
• 有直接的关系；而磨粒的形态、颜色及尺寸等则
• 与磨损类型、磨损进程有密切关系。因此铁谱分
• 析法在判断磨损故障的部位、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。精品课件
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2、铁谱分析的流程
• 铁谱分析程序一般包括取样、制谱、观察与分析、结论4个基本