對設(shè)備故障所做的統(tǒng)計(jì)資料表明:
設(shè)備失效80%是因潤滑故障導(dǎo)致異常磨損所引起;
滾動(dòng)軸承中約40%的失效與損壞是由于潤滑不當(dāng)而導(dǎo)致;
齒輪中約51%的故障與潤滑不良和異常磨損有關(guān);
液壓系統(tǒng)中大約70%的故障來自于液壓介質(zhì)被污染,污染度等級過高所致;
摩擦消耗的能源站總能源消耗的1/3~2/3。
油液分析概況
油液分析技術(shù)又稱設(shè)備磨損工況監(jiān)測技術(shù),它利用油液所攜帶的設(shè)備工況信息來對設(shè)備當(dāng)前工作狀況以及未來工作狀況作出判斷,從而為設(shè)備的正確維護(hù)提供了有效的依據(jù),達(dá)到預(yù)防性維修的目的。油液在設(shè)備中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位循環(huán)流動(dòng)時(shí),設(shè)備的運(yùn)行信息會在油液中留下痕跡,這些信息主要包括:油液本身物理和化學(xué)性質(zhì)的變化;油液中設(shè)備磨損顆粒的分布;油液中外侵物質(zhì)的構(gòu)成及分布。
油液分析技術(shù),就是抽取在用油的油樣并測定其劣化變質(zhì)程度及油液中磨損磨粒的特性,來分析判斷機(jī)械零件的磨損過程、部位、磨損機(jī)理、失效類型及磨損程度等,得到機(jī)械零部件的運(yùn)轉(zhuǎn)信息。磨損磨粒的特性主要指磨粒的含量、尺寸、成分、形態(tài)、表面形貌及粒度分布等。油樣分析技術(shù)通常包括油液理化性能分析技術(shù),鐵譜分析技術(shù),光譜分析技術(shù),磁塞技術(shù)等。
油液分析技術(shù)的步驟,1)收集設(shè)備原始資料、考察設(shè)備現(xiàn)場,2)制定監(jiān)測計(jì)劃和取樣規(guī)范,3)按規(guī)范取樣,4)樣品分析,5)數(shù)據(jù)處理,6)提交監(jiān)測診斷報(bào)告,7)收集反饋意見,8)提出設(shè)備維護(hù)建議。并且,抽取油樣時(shí)應(yīng)做到:在設(shè)備工作期間抽樣;取樣容器要干凈、干燥、中性,從郵箱上、中、底部取等量油混合作為試樣;取樣前不要給機(jī)箱補(bǔ)充新油。
應(yīng)該明確,油液分析方法是傳統(tǒng)的溫度檢測及振動(dòng)檢測的有利補(bǔ)充。比測溫度能更為及時(shí)地暴露隱患,因?yàn)樵跐櫥瑺铙w良好時(shí),即使及使上元件發(fā)生一般磨損或初始斷裂,軸承溫升并不顯著,除非軸承被拉跨。同時(shí),某些不易測得溫度和振動(dòng)的軸承,如立磨行星減速機(jī)中行星齒輪的軸承,很難測定某個(gè)軸承的溫度和振動(dòng),此時(shí)油液分析方法更顯必要。且在破碎或粉磨系統(tǒng)中振動(dòng)信號的檢測會受到更多振源變化的干擾,可靠性大為降低。因此,油液分析技術(shù)不能只認(rèn)為是對潤滑狀體進(jìn)行檢測而已,它在對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測方面也起著越來越必不可少的作用。
幾種油液分析方法
鐵譜分析
鐵譜分析技術(shù)利用高梯度強(qiáng)磁場的作用,將油樣中所含的機(jī)械磨損微粒有序地分離出來,并借助不同的儀器對默寫進(jìn)行形狀、大小、成分、數(shù)量及粒度分布等方面的定性和定量觀測,從而判斷機(jī)械設(shè)備的磨損情況,預(yù)測零部件的壽命。鐵譜分析技術(shù)的主要內(nèi)容包括油液取樣技術(shù)、鐵譜制譜技術(shù)、磨粒分析技術(shù)等。鐵譜分析技術(shù)中主要使用的儀器是鐵譜儀,鐵譜儀根據(jù)對磨粒的分離,檢測的方法不同,分為分析式、直讀式、旋轉(zhuǎn)式、在線式等。
直讀式鐵譜儀依據(jù)顆粒的沉積位置不同,將磨損顆粒大致區(qū)分為大顆粒、小顆粒,其讀數(shù)分別為DI和Ds表示,但這種區(qū)分缺乏嚴(yán)格的物理意義,如果實(shí)驗(yàn)數(shù)量多,其趨勢線可以反映零件磨損的變化。直讀式鐵譜儀主要用來直接測定油樣中磨粒的濃度和尺寸分布,只能做定量分析,能夠方便迅速而準(zhǔn)確地測定油樣內(nèi)大小磨粒的相對數(shù)量,因而能對機(jī)械狀態(tài)做出初步的診斷。倘若不但要了解磨損微粒的數(shù)量級分布情況,且要觀測分析磨粒的形態(tài)、表面形貌和成分等因素,做出較準(zhǔn)確地診斷,則需要使用分析式鐵譜儀。
分析鐵譜主要是借助高倍顯微鏡來觀察磨損顆粒的材料(顏色不同)、尺寸、特征和數(shù)量,從而分析零件的磨損狀態(tài)。分析鐵譜也是一種強(qiáng)烈依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的技術(shù),結(jié)論的正確與否與分析者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)關(guān)系極大,這也是這項(xiàng)技術(shù)仍在推廣之中的原因之一。利用分析鐵譜技術(shù),可將磨損顆粒分為這樣幾種:粘著擦傷磨損顆粒、疲勞磨損顆粒、切削磨損顆粒、有色金屬顆粒、污染雜質(zhì)顆粒、腐蝕磨損顆粒。
由于不同的磨損顆粒代表不同的磨損類型,因此容易從磨損顆粒的特征看出設(shè)備的主要磨損類型。除了要分析磨損顆粒的特征外,還必須分析磨損顆粒的尺寸和數(shù)量,只有這樣,才能正確地判斷設(shè)備的磨損狀態(tài)。
光譜分析
光譜分析油樣可以有效地檢測機(jī)械設(shè)備潤滑,液壓系統(tǒng)中油液所含磨損顆粒的成分及含量的變化,同時(shí)也可以準(zhǔn)確地檢測油液中添加劑的狀況及油液的污染程度。油液中各磨損元素的濃度與零件的磨損狀態(tài)有關(guān),故可根據(jù)光譜檢測結(jié)果來判斷零部件磨損狀態(tài)及發(fā)展趨勢,診斷及其故障。
光譜分析油樣主要用來檢測零件磨損而產(chǎn)生的懸浮的細(xì)小金屬微粒的成分和尺寸,分析速度快,操作簡單,分析費(fèi)用低。原子發(fā)射光譜分析是根據(jù)原子所發(fā)射的光譜來判定物質(zhì)的化學(xué)組成,由于各種元素原子結(jié)構(gòu)的不同,在光源的激發(fā)作用下, 可以產(chǎn)生許多按一定波長排列的譜線組,稱此為特征譜線。通過檢測譜線上有無特征譜線的出現(xiàn)來判斷該元素是否存在,進(jìn)行光譜定性分析,根據(jù)特征譜線強(qiáng)度求出元素含量,進(jìn)行光譜定量分析。
采用光電直讀光譜儀測定潤滑油中的各種金屬元素的濃度的工作原理是:用電極產(chǎn)生作用的原理是:用電極產(chǎn)生的電火花做光源,激發(fā)油中的金屬元素輻射發(fā)光,將輻射出的線光譜由出射狹縫引出,由光電倍增管將光能變成電能,再向積分電容器充電,通過測量積分電容器上的電壓達(dá)到測量試油內(nèi)金屬含量濃度的目的。如果測量和數(shù)據(jù)處理由危機(jī)控制,則速度更快。
此外,還有原子吸收式光譜技術(shù),X射線熒光光譜儀等。
紅外光譜分析
紅外光譜分析是通過測量各種化合物在紅外光譜區(qū)吸收的特定波長光線的能量,對油液中的化學(xué)物進(jìn)行定性和定量分析。傅里葉變換紅外光譜儀已廣泛用用于油液分析,其檢測的項(xiàng)目包括油液的降解產(chǎn)物,添加劑耗損和外界侵入的化學(xué)污染物等。紅外光譜儀測試速度快,并且能同時(shí)檢測油液多方面的質(zhì)量指標(biāo),適用于對使用中油液的性能進(jìn)行狀態(tài)檢測和趨勢分析。
自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)
自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)可自動(dòng)地對樣液中的顆粒尺寸測定和計(jì)數(shù),不需從樣液中將固體分離出來。自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)中所用的儀器主要是自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器。自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器按工作原理分為遮光型、光散射型和電阻型等,應(yīng)用最普遍的是遮光型。該技術(shù)可以鑒別顆粒的大小,并有技術(shù)其技術(shù),可以同時(shí)對不同尺寸范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)以得到顆粒分布情況。這樣可以檢測到大顆粒的發(fā)展趨勢,可以早期預(yù)報(bào)機(jī)械中部件的磨損。自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)可用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的污染分析、在線污染檢測及現(xiàn)場油液污染測定。
其他油液分析技術(shù)還有:重量分析技術(shù)、顯微鏡技術(shù)技術(shù)、顯微鏡比較分析技術(shù)、濾器堵塞技術(shù)、掃描電子顯微鏡技術(shù)及圖像分析技術(shù)等。
摘自《潤滑油品導(dǎo)購》2013年5月號,由深圳優(yōu)寶惠www.tuiheisu.com.cn整理提供,EUBO提供全球領(lǐng)先潤滑解決方案!
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