2024 年油液分析技術(shù)完整版

油液分析技術(shù)又稱(chēng)為設(shè)備磨損工況監(jiān)測(cè)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(lái)對(duì)設(shè)備的當(dāng)前工作狀況以及未來(lái)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(huì)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(rùn)滑與磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)油液監(jiān)測(cè)）是設(shè)備開(kāi)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(cè)技術(shù)就是通過(guò)對(duì)設(shè)備在用潤(rùn)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(cè)，及時(shí)了解掌握設(shè)備的潤(rùn)滑和磨損狀態(tài)信息，診斷設(shè)備磨損故障的類(lèi)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(rùn)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(cè)定其劣化變質(zhì)程度及油液中磨損磨粒的特性，來(lái)分析判斷機(jī)械零部件的磨損過(guò)程，部位，磨損機(jī)理,失效類(lèi)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(duì)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?rùn)滑故障導(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(rùn)滑不當(dāng)而導(dǎo)致;

齒輪中大約51％的故障與潤(rùn)滑不良和異常磨損有關(guān);

液壓系統(tǒng)中大約70%的故障來(lái)自于液壓介質(zhì)被污染,污染度等級(jí)過(guò)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(chǎng)

2.制定監(jiān)測(cè)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(cè)診斷報(bào)告

7。收集反饋意見(jiàn)

8。提出設(shè)備維護(hù)建議

油液監(jiān)測(cè)能做什么？

潤(rùn)滑狀態(tài)評(píng)價(jià):通過(guò)對(duì)設(shè)備在用潤(rùn)滑油的定期跟蹤監(jiān)測(cè)，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(rùn)滑方式和換油周期；

磨損故障診斷：通過(guò)對(duì)設(shè)備在用油中磨損金屬顆粒分析，預(yù)測(cè)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(chǎng)的作用，將油樣中所含的機(jī)械磨損威力有序地分離出來(lái),并借助不同的儀器對(duì)磨屑進(jìn)行有關(guān)形狀,大小，成分，數(shù)量級(jí)粒度分布等方面的定性和定量觀測(cè),從而判斷機(jī)械設(shè)備的磨損情況，預(yù)測(cè)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(duì)磨粒的分離，檢測(cè)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(shì)線可以反映零件磨損的變化。

直讀式鐵譜儀 主要用來(lái)直接測(cè)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(cè)定油樣內(nèi)大小磨粒的相對(duì)數(shù)量，因而能對(duì)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(lái)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(lài)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(lèi)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(lèi)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(cè)機(jī)械設(shè)備潤(rùn)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(cè)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(cè)結(jié)果來(lái)判斷零部件磨損狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)，診斷機(jī)器故障.

光譜分析油樣主要用來(lái)檢測(cè)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(jiǎn)單,分析費(fèi)用低.檢測(cè)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(lái)測(cè)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(zhǎng)排列的譜線組，稱(chēng)此為特征譜線.通過(guò)檢查譜線上有無(wú)特征譜線的出現(xiàn)來(lái)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(cè)定潤(rùn)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(guò)測(cè)量積分電容器上的電壓達(dá)到測(cè)量試油內(nèi)金屬含量濃度的目的，如果測(cè)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(cè)技術(shù),

紅外光譜分析

紅外光譜分析是通過(guò)測(cè)量各種化合物在紅外光譜區(qū)吸收的特定波長(zhǎng)光線的能量,對(duì)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(cè)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(cè)試速度快,并且能同時(shí)檢測(cè)油液多方面的質(zhì)量指標(biāo),適用于對(duì)使用中油液的性能進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)和趨勢(shì)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(duì)樣液中的顆粒尺寸測(cè)定和計(jì)數(shù),不需從樣液中將固體分離出來(lái).

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(duì)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(cè)試到大的顆粒的發(fā)展趨勢(shì)，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(cè)及現(xiàn)場(chǎng)油液污染測(cè)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(mén)先開(kāi)始對(duì)鐵路機(jī)車(chē)進(jìn)行油液分析，取得了巨大的效益,50年代,美軍開(kāi)始對(duì)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(kāi)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(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)行油液分析工作，已對(duì)飛機(jī)，艦船，大型工程車(chē)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(mén)和行業(yè)還建成了專(zhuān)業(yè)的油液監(jiān)測(cè)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(guò)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(xiāo)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(guó)的油液分析主要依靠各專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，主要分析對(duì)象是各類(lèi)大型機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)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(cè)定儀。

隨著高新技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)的油液分析工作有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但無(wú)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(guó)外相比，存在較大差距，主要存在如下問(wèn)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(guó)油液分析整體水平的提高。2，在技術(shù)上我國(guó)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(chǎng)快速分析診斷的需求。同時(shí)，由于這些儀器大都依賴(lài)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(guó)機(jī)械設(shè)備，嚴(yán)重制約了診斷的準(zhǔn)確性。

對(duì)策：

建立全國(guó)性油液分析體系，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)，各部門(mén)的聯(lián)合。我國(guó)可參照joap組織，將各部門(mén)的油液分析機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來(lái),建立全國(guó)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(shì)互補(bǔ)，也便于集中優(yōu)勢(shì)力量，解決重大或急需的技術(shù)難題。全國(guó)聯(lián)合油液分析技術(shù)保障中心可依托現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)技術(shù)中心組建，地區(qū)性專(zhuān)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(guó)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(guó)油液分析主要依賴(lài)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(zhǎng),且不能用于外場(chǎng)，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(lèi):一類(lèi)是系統(tǒng)成為被檢測(cè)設(shè)備的組成部分,通常采用嵌入式傳感器，對(duì)油樣進(jìn)行連續(xù)分析。另一類(lèi)是系統(tǒng)獨(dú)立于被檢測(cè)設(shè)備，通常是便攜式小型化儀器，在現(xiàn)場(chǎng)完成油樣分析.此類(lèi)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(jiǎn)單,適用于外場(chǎng)，價(jià)格普遍較低,便于大批量配備.

研究適應(yīng)于我國(guó)機(jī)械設(shè)備的智能油液分析技術(shù)。我國(guó)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(lài)我國(guó)現(xiàn)有的油液分析儀器對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確故障定位，需摩擦學(xué)，模式識(shí)別等專(zhuān)業(yè)知識(shí)和長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累。目前，我國(guó)雖然已研制了一批油液分析專(zhuān)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(shí)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(guó)性油液分析信息和遠(yuǎn)程診斷網(wǎng)絡(luò)。建立油液監(jiān)測(cè)信息和遠(yuǎn)程診斷網(wǎng)絡(luò)不僅可以緩解我國(guó)油液分析點(diǎn)多，但油液分析專(zhuān)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(tái)。目前,我國(guó)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(guó)，且近年來(lái)我國(guó)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)也有了長(zhǎng)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(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為油液分析狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)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(shì)如下：

磨粒自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的開(kāi)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(jué)工程的最新成果與之結(jié)合,針對(duì)磨粒的特征探索有效地識(shí)別機(jī)制與方法。

設(shè)備智能磨損監(jiān)測(cè)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(guò)對(duì)磨粒圖像的自動(dòng)識(shí)別與分析,建立高層智能識(shí)別與專(zhuān)家診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)與設(shè)計(jì)制造的良性反饋.油液分析狀態(tài)監(jiān)測(cè)不僅要直接參與設(shè)備的維修管理，即將監(jiān)測(cè)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(cè)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(shí)的重大變革.它一改過(guò)去“先污染，后治理"的陳舊觀念，而是控制生產(chǎn)過(guò)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(xiě)照。從生產(chǎn)設(shè)備失效的發(fā)生及其發(fā)展過(guò)程來(lái)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,最終導(dǎo)致故障停機(jī)。如果從分析，監(jiān)測(cè)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(zhǎng)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。