2024 年油液分析技術(shù)完整版

油液分析技術(shù)又稱為設(shè)備磨損工況監(jiān)測技術(shù)，是一種新型的設(shè)備維護(hù)技術(shù),它利用油液所攜帶的設(shè)備工況信息來對設(shè)備的當(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，這些信息主要包括以下三個(gè)方面:

1、油液本身的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化

2、油液中設(shè)備磨損顆粒的分布

3、油液中外侵物質(zhì)的構(gòu)成以及分布

設(shè)備潤滑與磨損狀態(tài)監(jiān)測(以下簡稱油液監(jiān)測）是設(shè)備開展?jié)櫥芾?、設(shè)備狀態(tài)維修的重要基礎(chǔ)工作,是提高設(shè)備可靠性、保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段。

油液監(jiān)測技術(shù)就是通過對設(shè)備在用潤滑油的理化性能指標(biāo)、磨損金屬和污染雜質(zhì)顆粒的定期跟蹤監(jiān)測，及時(shí)了解掌握設(shè)備的潤滑和磨損狀態(tài)信息，診斷設(shè)備磨損故障的類型、部位和原因，為設(shè)備維修提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)維修和潤滑管理，從而預(yù)防設(shè)備重大事故發(fā)生的發(fā)生,降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用.

油液分析技術(shù)，就是抽取在用油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)械零部件的磨損過程，部位，磨損機(jī)理,失效類型及磨損程度等，得到機(jī)械零部件運(yùn)轉(zhuǎn)的信息.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),顆粒技術(shù)技術(shù)，磁塞技術(shù)等.

對設(shè)備故障所作的統(tǒng)計(jì)資料表明：

設(shè)備的失效80％是因?yàn)闈櫥收蠈?dǎo)致異常磨損所引起;

柴油機(jī)中大約70％是因?yàn)橛推肺廴疽?，而其?0％是磨損造成的；

滾動(dòng)軸承中大約40％的失效與損壞是由于潤滑不當(dāng)而導(dǎo)致;

齒輪中大約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；

摩擦消耗的能源占總能源消耗的1/3—2/3；

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

油液監(jiān)測能做什么？

潤滑狀態(tài)評價(jià):通過對設(shè)備在用潤滑油的定期跟蹤監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備用油的劣化及污染原因，為設(shè)備提供合理潤滑方式和換油周期；

磨損故障診斷：通過對設(shè)備在用油中磨損金屬顆粒分析，預(yù)測設(shè)備主要摩擦副的故障情況,診斷故障部位、原因和程度，指導(dǎo)設(shè)備視情維修；

幾種油液分析方法：

鐵譜分析技術(shù)

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)械磨損威力有序地分離出來,并借助不同的儀器對磨屑進(jìn)行有關(guān)形狀,大小，成分，數(shù)量級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)分為大顆粒和小顆粒，其讀數(shù)分別以Dl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)作出初步的診斷。如果不但要了解磨損微粒的數(shù)量及分布情況,而且要觀察分析磨粒的形態(tài),表面形貌和成分等因素,作出較準(zhǔn)確地診斷，就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)，可將磨損顆粒分為以下幾種： 
    1.粘著擦傷磨損顆粒 
    2.疲勞磨損顆粒 
    3.切削磨損顆粒 
    4.有色金屬顆粒 
    5。污染雜質(zhì)顆粒 
    6。腐蝕磨損顆粒 
    由于不同的磨損顆粒代表不同的磨損類型，因此很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，診斷機(jī)器故障.

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.檢測尺寸范圍一般小于10um

原子發(fā)射光譜分析是根據(jù)原子所發(fā)射的光譜來測定物質(zhì)的化學(xué)組分。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.通過檢查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縱金屬元素的濃度的工作原理是：用電極產(chǎn)生的電火花作光源,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)處理由微機(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。

其他油液檢測技術(shù),

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,對油液中的化合物進(jìn)行定性和定量的分析.傅立葉變換紅外光譜儀已廣泛用于油液分析,其檢測的項(xiàng)目包括油液降解產(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)用普遍的是遮光型。該技術(shù)可以鑒別顆粒的大小，并有計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，可以同時(shí)對不同尺寸范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)以得到粒度分布的情況。這樣可以測試到大的顆粒的發(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)課用于實(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)，顯微鏡計(jì)數(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)，圖像分析技術(shù).

油液分析現(xiàn)狀

20世紀(jì)40年代,美西部鐵路部門先開始對鐵路機(jī)車進(jìn)行油液分析，取得了巨大的效益,50年代,美軍開始對其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施油液光譜分析，50年代至60年代早期，美軍和空軍普遍開展裝備油液監(jiān)控工作，70年代,美軍就有12000種航空部件，20000種船用部件采用油液監(jiān)控。

我國從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行油液分析工作，已對飛機(jī)，艦船，大型工程車輛等實(shí)施油液分析，并已成立了大批油液分析實(shí)驗(yàn)室，有些部門和行業(yè)還建成了專業(yè)的油液監(jiān)測技術(shù)中心，頒布了一系列油液分析行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，取得了一大批高水平的研究成果。通過油液分析，已成功消除了幾十起飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重故障隱患，準(zhǔn)確診斷了柴油機(jī)主軸瓦，活塞銷座，離合器軸承異常磨損等多起船舶故障,節(jié)約維修經(jīng)費(fèi)達(dá)幾十億元.、

我國的油液分析主要依靠各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，主要分析對象是各類大型機(jī)械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，采用的儀器主要是光譜分析儀和污染度測定儀。

隨著高新技術(shù)的發(fā)展,我國的油液分析工作有了長足的進(jìn)步，但無論在管理上還是在技術(shù)上,都不能很好的滿足機(jī)械設(shè)備的快速更新?lián)Q代和日趨復(fù)雜的要求，與國外相比，存在較大差距，主要存在如下問題：1，在管理上缺乏統(tǒng)一的部署和集中管理,造成實(shí)驗(yàn)室整體布局不合理，技術(shù)力量分散，各單位間技術(shù)交流和合作渠道不順暢,嚴(yán)重制約我國油液分析整體水平的提高。2，在技術(shù)上我國目前的油液分析工作主要以實(shí)驗(yàn)室儀器分析為主，不能滿足外場快速分析診斷的需求。同時(shí)，由于這些儀器大都依賴于進(jìn)口，其相配套的智能診斷軟件往往并不能適用于我國機(jī)械設(shè)備，嚴(yán)重制約了診斷的準(zhǔn)確性。

對策：

建立全國性油液分析體系，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)，各部門的聯(lián)合。我國可參照joap組織，將各部門的油液分析機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來,建立全國性的油液分析體系。這樣,不僅可以避免重復(fù)投資，還可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，也便于集中優(yōu)勢力量，解決重大或急需的技術(shù)難題。全國聯(lián)合油液分析技術(shù)保障中心可依托現(xiàn)有的專業(yè)技術(shù)中心組建，地區(qū)性專業(yè)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)本地區(qū)激動(dòng)保障和深層次油液分析.為盡快實(shí)現(xiàn)全國油液分析聯(lián)合，必須首先建立和健全油液分析管理和技術(shù)法規(guī)體系。

研制隨行式油液分析系統(tǒng)。目前，我國油液分析主要依賴各種實(shí)驗(yàn)室儀器,這些儀器普遍比較昂貴，分析所需時(shí)間較長,且不能用于外場，必須研制隨行式油液分析儀器。所謂隨行式油液分析系統(tǒng)可分為兩類:一類是系統(tǒng)成為被檢測設(shè)備的組成部分,通常采用嵌入式傳感器，對油樣進(jìn)行連續(xù)分析。另一類是系統(tǒng)獨(dú)立于被檢測設(shè)備，通常是便攜式小型化儀器，在現(xiàn)場完成油樣分析.此類系統(tǒng)的特點(diǎn)是能及時(shí)反映機(jī)械設(shè)備信息，機(jī)動(dòng)性好，操作簡單,適用于外場，價(jià)格普遍較低,便于大批量配備.

研究適應(yīng)于我國機(jī)械設(shè)備的智能油液分析技術(shù)。我國的油液分析一線人員往往文化程度有限，且流動(dòng)性大,而依賴我國現(xiàn)有的油液分析儀器對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確故障定位，需摩擦學(xué)，模式識別等專業(yè)知識和長期經(jīng)驗(yàn)積累。目前，我國雖然已研制了一批油液分析專家系統(tǒng)，但故障定位還不夠準(zhǔn)確，虛警率搞,因此，迫切需要進(jìn)一步研究智能油液分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)油液分析和故障診斷。智能油液分析技術(shù)的研究重點(diǎn)有兩個(gè),一是磨粒自動(dòng)識別方法，二是各種機(jī)械設(shè)備的油液分析判斷標(biāo)準(zhǔn).

建立全國性油液分析信息和遠(yuǎn)程診斷網(wǎng)絡(luò)。建立油液監(jiān)測信息和遠(yuǎn)程診斷網(wǎng)絡(luò)不僅可以緩解我國油液分析點(diǎn)多，但油液分析專家有限的矛盾，還可為油液分析技術(shù)人員和決策者提供及時(shí)掌握情況和進(jìn)行技術(shù)交流互助的信息平臺。目前,我國的信息化基礎(chǔ)建設(shè)已初具規(guī)模，互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)電話交換網(wǎng)已遍布全國，且近年來我國遠(yuǎn)程診斷技術(shù)也有了長足的進(jìn)步,因此，建立這樣的網(wǎng)絡(luò)是可行的.

油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)必將朝著集成化,智能化，在線化方向發(fā)展,其發(fā)展趨勢如下：

磨粒自動(dòng)識別技術(shù)的開發(fā).將信息處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù),人工智能技術(shù)和視覺工程的*新成果與之結(jié)合,針對磨粒的特征探索有效地識別機(jī)制與方法。

設(shè)備智能磨損監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。在基于摩擦學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用信息提取處理技術(shù),通過對磨粒圖像的自動(dòng)識別與分析,建立高層智能識別與專家診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備磨損狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，使整個(gè)信息流程系統(tǒng)化，智能化和自動(dòng)化。

狀態(tài)監(jiān)測與設(shè)計(jì)制造的良性反饋.油液分析狀態(tài)監(jiān)測不僅要直接參與設(shè)備的維修管理，即將監(jiān)測診斷與維修管理融為一體，而且要使設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測用于指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。設(shè)備在運(yùn)行中可能發(fā)生故障,故障的程度，故障發(fā)生的頻率，故障原因以及維修情況等信息為設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)和制造提供了依據(jù)。但在設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)中如何利用這些信息，將是我們需要進(jìn)一步研究的課題。

設(shè)備主動(dòng)預(yù)防性維護(hù)策略的研究。生產(chǎn)工程中推廣的“潔凈生產(chǎn)技術(shù)"是環(huán)境保護(hù)意識的重大變革.它一改過去“先污染，后治理"的陳舊觀念，而是控制生產(chǎn)過程中得污染物排放。打到潔凈生產(chǎn).“預(yù)防為主，查找病因，不治已病治未病"的中華醫(yī)學(xué)理論，正是設(shè)備主動(dòng)預(yù)防性維護(hù)的真實(shí)寫照。從生產(chǎn)設(shè)備失效的發(fā)生及其發(fā)展過程來看,往往是由于系統(tǒng)根源性參數(shù)出現(xiàn)異常以后，逐漸產(chǎn)生材料磨損，性能下降,*終導(dǎo)致故障停機(jī)。如果從分析，監(jiān)測導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障的根源性參數(shù)入手，并采取有效地措施糾正根源性異常工況，使設(shè)備工作于良好的工作工況環(huán)境中，它將大幅度地延長設(shè)備的使用壽命,降低維修費(fèi)用，亦是設(shè)備維修思想的根本變革。