油液监测与设备故障诊断技术分析

参考文献
（Ф2.0mm）和小焊接电流。
[1]DL/T 869-2010.火力发电厂焊接技术规程[S].
3 焊接设备
[2]GB8732-1988.汽轮机叶片用钢[S].
ZX7-315 逆变电焊机采用直流正接，焊接电流 50-55A。
[3]DL/T 819-2002.火力发电厂焊接热处理技术规程[S].
出相关的评价。
3 油液监测在设备故障诊断技术中的应用
任何机械设备的运转都需要润滑油来润滑，而机械设备出现故障
大部分都是源于润滑油的失效，虽然在设备运转的费用消耗中，润滑油
所占的比例非常微小，但是由于润滑油的质量不合格或者是在使用的
过程中性能发生改变，对于设备造成的故障率却占据了很大的比例。所
以说必须对设备的在用油状况进行监测，提高润滑油的质量，减少换油 的周期，节省维修的费用，提高设备的使用寿命。所以对于润滑油的使 用状况要加强监测，及时发现问题，提早采取有效的措施预防和处理。
性质，有较好的耐腐蚀性能和热强性能，特别是其减振性很好。2Cr13 的 将叶片与引弧板的连接焊缝锯开，然后用磨光机和锉刀将叶片修复好。
碳含量较高，含 Cr 量也高达 13%，这种钢的可焊性较差，在空气中冷却 f.焊后用石棉被或超细棉保温，让其缓慢冷却到 100℃，紧接着进行焊后
即能生成马氏体组织，所以焊前必须预热，焊后及时热处理。
扰。d.把末级叶片转在平焊位置进行施焊，焊接时不能在叶片引弧，焊接
2 焊接规范
引弧应在专用的引弧板上引弧，待电弧稳定后再逐渐引入坡口，焊接时
2.1 材质：2Cr13 不锈钢的化学成份（%）
焊条不做横向摆动，采用多层多道焊，以连弧焊为宜，收弧时要填满弧
C
Si Mn
0.16~0.25 1.0 1.0
P 0.035
法。b.采取焊接的方法处理断裂、扭曲的叶片。切断部分包括变形部分， 缓慢上升，预热范围在焊缝二侧 30~50mm 左右，预热温度控制用红外
大约是叶片的 1/2 位置，工艺难点是对口的错口值 δ。＞10%，角变形 θ≤ 线测温仪测温控制。c.由Ⅰ类高压合格焊工担任，焊接时现场无外界干
3°。c.末级叶片断的拉筋要更换，向外变形的拉筋可以整形。
1 引言
失巨大。煤矿企业建立健全油液监测体系应做好以下三项工作。
随着科技的发展，各项先进的生产技术应用到煤矿生产中，提升了
4.1 配备品质精良、功能齐全的各类油品检查仪器设备，具备检测
煤矿生产的效率。在各种机械设备运行的过程中，如何保障其能够安全 项目多、数量大、速度快等特点，为快速判断故障提供准确及时的数据。
1 焊前准备
考虑新旧叶片的配合问题，要对新叶片多余重量从顶部去除，确认
1.1 检查缺陷
新配叶片的重量及坡口尺寸完全符合要求，方可对口施焊，焊接时中间
a.第一级隔板上，一静叶片有 20×9×2mm 的楔形沟痕。b.末级一叶片 应放入青壳纸，防止加工与焊接时上下叶片损伤。施焊前需进行试焊，
断裂 50~60mm，两个叶片变形>300mm。c.末级叶片的三处外拉筋发生局 施焊的样板要和实际焊接尺寸相符，并对试件进行硬度及着色检验，合
4 坡口的加工要求
[4]DL/T 714-2000.汽轮机叶片超声波检验技术导则[S].
坡口开成 V 型，坡口角度 60°~70°，钝边为 0.5mm，根部对口间隙不 [5]DL438-2009.火力发电厂金属技术监督规程[S].
小于 1mm，如图：
[6]DL/T 715-2000.火力发电厂金属材料选用导则[S].
抗磨性和极压性等。
力，考虑到经济性，以最少的检测项目达到最佳监测效果;对于具有国家
2.2 油液铁谱检测。铁谱检测是目前煤矿企业中使用最为广泛的一 标准以及 ISO 和 ASTM 等国际标准的检测方法，应严格按照标准方法
种油液检测方法，主要应用到的设备是铁谱仪。在机械高速运转的过程 进行检测，以保证监测诊断结论的科学性和合理性。
部变形，部分拉筋孔有 1~1.5mm 的间隙。d.叶片断裂和严重扭曲部位均 格后，方可进行正式施焊。
发生在外拉筋的接头处。
5 焊接工艺
1.2 缺陷的处理方法：
a.焊前需把铬 207 焊条经 300℃左右烘焙 1 小时。b.叶片预热由操
a.第一级隔板上，一静叶片上发生的楔形沟痕，采用挖补处理的方 作熟练的气焊工担任，用氧乙炔局部均匀预热 300℃左右，预热温度要
S 0.030
Ni
Cr
0.60 12.0~14.0
坑，以免产生火口裂纹。e.焊接时应注意要熔合良好，避免根部未焊透， 层间未熔合，气孔、夹渣、裂纹、咬边等缺陷。焊缝的加强面应在 1mm 左 右为宜，在焊缝清理过程中发现缺陷应立即修补。若焊缝温度降低在限
末级叶片的材质为 2Cr13 马氏体不锈钢，具有较高的韧性，冷变形 制温度以下时，需重新加温至 300℃左右后方可施焊。焊接工作结束后，
摩擦学性能指标可以准确预测设备发生磨损故障的发展趋势。
4 油液监测与诊断技术在煤矿的应用
作为煤矿企业，机械设备所处的工矿条件恶劣，机械设备损坏严
重，影响到正常生产与安全，有必要建立完善的监测体系以提高设备完 好率，减少不必要的投入。特别有时监测不到位，小事故酿成大事故，损
拆解后行星架上已经被磨平 的螺栓帽
2.4 颗粒计数。颗粒计数主要是对液压油中的固体颗粒进行统计， 通知矿方机电人员对该设备进行检查。矿方机电人员检查发现左摇臂
其中包括了在机械运转时产生的磨损颗粒。将这些颗粒以粒径为标准 进行分类，然后根据规定的标准进行计数，从而可以获得颗粒的分布信
附图：
息，与规范标准进行对比分析，可以了解到油液中的污染程度，从而做
谱片，然后通过铁谱显微镜和相关软件对其进行定性和定量的分析。这 题的过程中不断发挥专业人员的技术价值。
种监测方法的效率比较高，所以在煤炭行业中应用的比较广泛，通常使
5 案例
用旋转式铁谱仪。
神东煤炭集团+补连塔煤矿转载机减速器事故
2.3 油液光谱检测。光谱检测技术应用的比较早，并且检测的效果
事故经过：2013 年 3 月 30 日，设备管理中心油液监测人员在对补
磨损颗粒布满整个视场 超过 400 微米的滚-滑复合磨损颗
备的磨损故障为目的，其技术方法以铁谱技术为代表。目前油液分析技
术已从早期的油样分析和磨屑逐步过渡到现代在线油液监测。现代在
线油液监测技术将润滑油和机械设备视作统一的整体，强调从摩擦学
角度出发考察润滑失效和设备故障。而通过分析润滑油的理化指标和
热处理。
2.2 焊接材料：铬 202 或铬 207 不锈钢焊条熔敷金属化学成份（%）
6 焊后热处理
C
Si Mn P
S
Ni
Cr
0.12 0.90 1.0 0.040 0.030 0.70 11.0~13.5
a. 热处理必须是富有经验的气焊工担任加热。焊后热处理温度 680℃~720℃。加热范围在焊缝两侧 30~50mm，温度上升要缓慢均匀，用 红外线测温仪控制温度，温度达到要求后恒温 5 分钟左右，用石棉被或
工业技术
2014 年第 4 期 科技创新与应用
油液监测与设备故障诊断技术分析
李 娟 马嘉敏 （神东煤炭集团设备管理中心，陕西 榆林 719315）
摘 要:在煤矿生产运行的过程中，各种大型机械设备应用的比较广泛，为了保证煤矿生产的安全进行，要对主要采煤设备的运 行进行有效的监测，减少事故发生率。油液监测体系在煤矿综采设备运行中发挥了重要的作用，根据监测的信息，可以及时了解 到设备的故障，提前对设备进行预防性维修，减少故事，提高运行效率。有效的监测体系，可以提高煤矿设备的的生产效率，为提 高煤矿的生产水平奠定坚实的基础。 关 键 词:油液分析；主动维修；油液监测
行星头漏油，而且有异响，矿方立即向设备管理中心调剂部申请更换减 各项新技术和新设备会逐渐的用到煤矿生产中，为煤矿生产创造更大
[7]DL/T 752-2001.火力发电厂异种钢焊接技术规程[S].
[8]DL/T 820-2002.管道焊接接头超声波检验技术规程[S].
[9]DL/T 715-2000.火力发电厂金属材料选用导则[S].
作者简介：贾治（1971，4-），男，工程师，安徽新源热电有限公司检
修公司副总经理，籍贯：安徽省蚌埠市，专业：电厂热能动力工程。
监测内容主要包括油品自身劣化、油品污染、金属磨损颗粒和摩擦学等
四个方面。监测手段主要包括油品红外光谱分析、颗粒计数、油品性能
指标和摩擦学性能测试分析等。由于大量机械设备的故障起因于润滑
不良，因此通过对油品自身劣化和污染进行监测，有利于及时消除设备 的故障隐患，延长设备的大修周期。其次，早期油液监测以监测诊断设
较好，主要是对润滑油中的磨损颗粒的元素种类和含量进行检测，还可 连塔矿综采工作面设备油样的例行化验中，发现煤机左摇臂行星头油
以对润滑油的污染程度以及衰变过程进行监测。在目前使用较为广泛 样严重乳化、且存在超过 80μm 的滚滑复合颗粒，视场浓度超过 80%，
的光谱技术为电感耦合等离子体发射光谱法。
且存在红色氧化物颗粒，摩擦聚合物、严重滑动颗粒和切削颗粒。立即
中，会产生一定的磨损，通过对磨损颗粒进行监测，就可以充分的了解
4.3 应当建立具有丰富经验积累的高素质、高水平的专家型油品监
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到机械的磨损状况，从而进行有针对性的维修。在高梯度磁场的作用 测技术队伍。通过与高等院校和科研院所合作，培养具有扎实理论基
下，将摩擦副中产生的颗粒从润滑油中分离出来，按照一定的方法制成 础，同时具有在油液监测和诊断实际经验的监测人员，并在解决实际问
长轴尺寸超过 500μm 的 滚-滑复合磨损颗粒
长轴尺寸超过 500μm 的 疲劳磨损颗粒
通过分析润滑油性能参数的变化可以间接了解机械主要部位的工
作状态，及时准确地监测设备的工作情况。就油液监测与诊断，其主要
内容包括润滑油物理化学性能指标变化、润滑油运转参数如油压的变
化、润滑油摩擦学性能的变化。首先，油液监测是摩擦学系统监测过程，
润滑油的物理化学性能进行检测，可以了解到润滑油的使用状态，从而 种格式的油液监测报告；第三，建立基于专家知识的计算机智能诊断系
判断机械设备的运行状况。在监测的过程中，主要的指标包括运动粘 统，提高判断问题的准确性和科学性。
度、水分、酸值、闪点、凝点（或倾点）、机械杂质、抗乳化性、抗泡沫特性、
4.2 应当具有符合规范标准要求，保证测试结果足够准确的检测能
行星架边缘附着的肉眼可见 的超大磨损颗粒
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科技创新与应用 2014 年第 4 期
汽轮机叶片的焊接工艺
贾治 （安徽新源热电有限公司，安徽 蚌埠 233010）
工业技术
摘 要：公司 #3 汽轮机（N30-0.98 型单缸冲动凝汽式汽轮机）是北京重型电机厂制造生产，该机组在运行中突然振动大，轴系振 动无明显变化。2003 年 10 月停运，并对 #3 机进行专项检修，检查发现，汽轮机末级叶片振荡、变形，普遍拉金孔因振动被啃痕，有 一叶片发生断损，两叶片严重扭曲变形，而且这三处叶片外圈拉筋孔磨损扩大成椭圆状，局部拉筋断裂，其余末级叶片均有不同 程度的水蚀等异常现象，严重威胁机组的安全运行。文章主要介绍对汽轮机末级叶片的焊接工艺。 关 键 词：叶片焊接；节省时间；保证运行；提高效益
稳定的运行，是煤矿生产面临的重要问题。油液监测体系对于综采设备 硬件设施除需配备发射光谱、红外光谱、铁谱、颗粒计数等磨损污染颗
的运行可以进行有效的监测，对于潜在的安全隐患进行诊断，为煤矿的 粒监测仪器外，还需配备黏度、闪点、水分、总酸值、总碱值、倾点、泡沫、
安全生产提供了有利的条件。
不溶物、机械杂质等 10 种常规油品检测手段。软件方面:第一，建立实验
采用铬 202 或铬 207 不锈钢焊条，可以得到与母材化学成分相近 超细棉进行保温缓慢冷却。b.焊后热处理后要对焊缝进行打磨至平滑过
的焊缝金属，焊缝和热影响区的机械性能，耐腐蚀性、减振性都与母材 渡，宏观检查不得有咬边、裂纹等缺陷后，进行着色探伤检验。
相近，为了尽可能减小残余应力和热影响区，焊接时宜选用小直径焊条
2 油液监测的主要技术手段
室及监测数据局域网，将主要设备如采煤机、运输机、主通风机、空压机
2.1 油液理化性质指标监测。机械设备在运行的过程中，润滑油的 等监测数据及油品检测数据传输给机电科及主要矿领导，以便相应采
作用非常重要，是保证机械能够正常运行的基础。油液监测技术通过对 取措施;第二，建立功能齐全的数据库管理系统和报告生成系统，生成各