油液分析技术课件

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三、油液分析的内容与方法
• 磨损微粒分析
• 分析内容：磨粒数量、尺寸分布、成分及形态/类型 • 分析方法：铁谱、发射光谱、颗粒计数等 • 目标：确定主要磨损部位、磨损程度和机理/原因
油品变质及污染物分析
分析内容：油变质和污染物类型及数量
变质产物：氧化物、氮氧化物、硫化物等 污染产物：水分、烟尘、燃油残物、尘埃、乙二醇等
பைடு நூலகம்
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• 磨粒识别
• 磨粒类型
• 正常磨损颗粒 • 切削磨损颗粒 • 粘着擦伤颗粒 • 疲劳磨损颗粒 • 腐蚀磨损颗粒 • 球形颗粒 • 金属氧化物
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不同检测手段的监测应用范围
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铁谱分析
机
械
工
颗粒计数器
程 师
油品摩擦学评价
设备润滑 与磨损监测
系统
设备磨损状态 油变质状况 油污染状况 设备状态评价
现场设备工程师
油样、设备背景
发射光谱分析
油品化学工程师 红外光谱分析
常规理化分析
设备润滑与磨损状态监测系统
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光密度探测头
Di Do
密
封
圈
磁
铁
驱 动 轴
输油装置
铁谱基片
油样 铁谱基片
内磁芯 外磁环
隔离套
废液杯 铜套
密封拉杆
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• 定量铁谱参数
• 磨损量：
• WPC=(Dl+Ds)/L
• 磨损烈度指数：
• Is=Dl2-Ds2
• 磨损严重性:
• Dl/Ds, (Dl-Ds)/(Dl+Ds)
分析方法：红外光谱、发射光谱、铁谱及其它方法
目标：确定油的可用度及相关的系统故障及原因 PPT学习交流
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• 常规理化指标分析
• 分析内容 ：粘度、闪点、水分、总碱值/酸值
• 不溶物/机械杂质、氧化度、腐蚀度、污染度
• 分析方法：粘度/闪点/水分仪、滴定法、斑点试验等 • 目标：确定油的可用度及相关子系统故障及原因
• 实时、快速、功能可集成
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二、油液分析的基本依据
• 油品品质在使用时的变化及影响因素
• 油品在使用过程中的氧化变质或劣化的必然性 • 环境的影响：大气、冷却和燃油等相关子系统 • 工作条件：压力、温度、剪切等促进氧化变质 • 添加剂消耗：抗氧化剂、抗磨添加剂的消耗
• 油中磨损产物特征变化及影响因素
油液分析技术
石油大学 2000年10月
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一、油液分析技术及其发展
• 油液分析技术
通过对运行设备在用润滑油的代表性样品检测 与分析，获得有关油品性能指标变化以及油中污染 和变质产物的宏观或微观物态特征变化信息，进而 确定设备润滑与磨损状态和相关的故障发生机制。
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• 油液分析技术的发展
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四、油液分析的一般程序
• 收集设备原始资料、考察设备现场 • 制定监测计划和取样规范 • 按规范取样 • 样品分析 • 数据处理 • 提交监测诊断报告 • 收集反馈意见 • 提出设备维护建议
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五、铁谱分析技术
• 分析和直读铁谱仪
• 利用高梯度磁场，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，进而确 定设备磨损的状况。
护目标与环保目标和谐统一 • 对设备的合理润滑提供咨询，实现设备的科学养护； • 为润滑油、摩擦元件等相关产品的改进和创新提供依据
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• 油液分析的技术服务模式
• 在线监测
• 实时、自动化、设备集成、单一功能目标
• 离线分析---设备诊断中心
• 全面、专业、网络化服务，信息可能失真
• 近在线分析
• 金属表面磨损产物——磨粒进入润滑系统循环， 可反映的摩擦副磨损：
• 磨损程度：磨粒数量
• 磨损类型：磨粒的类型
• 磨损发生的部位：磨粒成分及磨粒的形态
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某柴油机在用润滑油一年内的粘度和水分变化
水分(%)
0.4 0.35
0.3 0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
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• 应用：从柴油机、汽轮机到人工关节研究的广泛领域
• 在国内的应用：
• 1980年-1990年，铁路、船舶、煤炭、电力等多个行业
• 铁谱、光谱、油液理化指标综合分析
• 方向：
• 在线监测、离线监测和近在线监测技术
• 图象分析、人工智能、远程诊断、虚拟现实技术应用
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• 油液分析技术应用领域
• 机械设备状态监测与故障诊断 • 润滑材料的改进与开发 • 典型摩擦副磨损机理研究 • 机械零件的摩擦学设计 • 润滑油品技术服务 • 车辆污染控制
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• 油液分析技术的主要作用
• 确定设备合理的换油时机 • 检验设备用油品质，防止假油或油错用对设备造成损害 • 确定设备主要磨损机理及程度，实现设备资源合理调度 • 诊断正在发生或潜在故障，为设备维修决策提供依据 • 将设备维护过程与环境污染控制有机结合，达到设备维
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10 11 12
月份
粘度(cst)
165
160
155
150
145
140
135
130
125
1
2
3
4
5
6
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10 11 12
月份
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燃油系
进排气系统
环境气氛
冷却系统 油循环系统
温度
负荷
速度 ……
尘埃,砂粒 纤维,水分 烟尘,冷却剂 油泥,氧化物 变质物 硫化物 硝化物 金属微粒 ……
内燃机在用润滑油品质变化及污染影响因素
• 仪器读数：
• 大颗粒读数：Dl(Al) • 小颗粒读数：Ds(As)
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导 向
磨粒沉积带
槽
铁谱片
蠕
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动
泵
输油导管
油流
60 铁谱基片
磁铁的磁路结构
油
磁铁 废
样
液
杯
分析式铁谱仪工作原理
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油样 置于一定高度的油样试管
毛
光纤
细
管
沉积管
虹吸钮 回油管
沉积管 油样
废液 杯
Dl
光敏元件
Ds
光敏元件
磁铁
废 液
磁铁
直读式PPT铁学习谱交流仪工作原理
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• 旋转式铁谱仪
• 利用离心力和磁场的联合作用，将将油液中的磨损 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，进而确定设备磨损的状况。
• 仪器读数
• 内圈大磨粒读数 • 外圈小磨粒读数
• 1941年，美西方铁路公司首次采用
• 世界上第一台油分析光谱仪，美国Baird公司
• 铁路机车润滑磨损状态监测
• 在美国及欧洲的应用
• 美国三军联合油液分析计划（JOAP）
• 丹麦海军：核潜艇
• 海湾战争：空军飞机发动机监测
• 铁谱分析技术及其发展
• 1972，第一台商用铁谱仪，1982，国际磨损工况监控会议