铁谱分析技术在商业化实验室油液监测活动中的作用

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1、铁谱分析技术在商业化实验室油液监测活动中的作用，2004年，福州　齐开生（上海润凯油监测有限公司200135）                                                  摘  要   通过油液分析对特定摩擦学系统的润滑和磨损状态进行合理评估，是油液监测活动的核心内容。本文简要介绍了商业化油液分析实验室状态监测活动的特点，通过具体案例重点介绍了铁谱分析技术在设备磨损状态监测中的独特作用。1前言   油液分析商业实验室的日常任务包括油液检测与油液监测两种类型。二者的根本区别在于，前者着眼于油液本身，而后者的服务对象则是以油液为润滑或工作介质的摩擦学系统

2、；前者重在提供准确的测试数据，后者则要针对特定的摩擦学系统，合理选择和进行有关油液分析项目，并在此基础上对其润滑和磨损状态进行评估。   然而，要实现对某一特定设备润滑和磨损状态的评估，首先需要建立有关油液分析参数及信息与相应摩擦学系统状态之间的关系，而这种关系的建立，一般来说，一方面要求对有关摩擦学系统的结构和边界条件具有足够的了解，同时需要在及时获取设备故障和维修信息的基础上对大量的油液检测数据进行统计分析以建立有效的监测模型。   但作为商业化的油液分析实验室，面临的客户五花八门，既有相对稳定的老客户，又有零散客户和新客户，而不同客户的要求和所能提供的信息也千差万别；监测对象更是种

3、类繁多，既有高、中、低速不同类型、不同功率范围、不同用途、不同制造商生产的柴油机和各种型号的汽油机，也有各种液压设备、工程机械、压缩机和传动装置等。面对如此众多且各具特色的客户和服务对象，如何建立油液分析结果与设备状态之间的关系，怎样才能有效开展油液监测工作，实在是一个非常值得认真探讨的问题。一般来说，通过油液分析进行机械设备状态监测，首先需要根据设备的特点和监测目的制定合理的监测计划，包括选择测试项目和方法、确定取样方法和周期等；然后根据监测计划按周期连续取样、测试，并根据对测试结果的分析对设备状态做出评价和提出维修（保养）建议；而有关设备维修和运行情况的及时反馈对于修正下一步的判断至

4、关重要，是整个监测计划的重要一环。   但由于油液监测技术在我国起步较晚，加上管理体制等方面的原因，目前国内对油液监测技术及其价值的认识远没有达到普及的程度，故在油液监测商业化服务活动中，经常还会遇到由于发现问题而送检的零散油样，而且这种情况下用户又特别需要得到及时帮助，这就对我们的分析和诊断工作提出了严峻的挑战。从油液监测的目的来说，不外乎润滑状态和磨损状态或二者兼顾。事实上，润滑状态和磨损状态两者是密不可分的，良好的润滑状态自然有利于减少磨损，而异常磨损，不管是什么原因，当发展到一定程度时，必然会反过来促进油品的劣化。但从问题的本质出发，对多数设备而言，对磨损状态的关注具有终极性。而

5、这也正是单纯针对磨损状态的日常油液监测计划具有可行性和合理性的根本原因，大量利用光谱或光谱加铁谱等磨粒分析的手段实现磨损状态有效监测的报道充分说明了这一点[1-7]。   但由于测试手段本身的局限性，仅利用光谱分析进行磨损监测一般要求有相对较高的取样密度，因为其实现磨损状态监测的原理主要是基于数据的统计分析。而对于取样间隔相对较长，在设备寿命周期内油样数量很少，甚至是非连续采集的油样来说，仅利用光谱，或甚至加上直读铁谱等测试手段，如果没有此前基于大量统计数据建立的界限值作参照，实际上是不可能真正实现磨损状态监测的。故对于相对孤立的零散油样来说，尽管设备的润滑状态在很大程度上可根据油品的物

6、理及化学指标相对新油的变化进行评估，设备磨损状态的判断却没那么简单。   在商业化油液监测活动中，上述情况绝非偶然；甚至对于已建立了长期合作关系的用户来说，在监测计划执行初期，也会面临同样的问题。这种情况下，分析铁谱等能够对磨粒进行直观分析的手段往往能够发挥至关重要的作用。2铁谱分析在磨损状态监测中的应用实例   铁谱分析是利用高梯度磁场将润滑油中所含磨损颗粒及其他微粒从液相中分离出来，并通过对各种微粒的形态、大小、成分、数量和粒度分布等特性的定性观察和定量测量，分析并获取有关摩擦副和润滑系统磨损和工作状态的重要信息的一项摩擦学应用技术。   关于铁谱分析与光谱分析两种技术之间在磨粒分析

7、方面的差异和互补性，笔者在文献[1,2,4]中曾有论述。商业化油液分析来自不同领域的广泛案例为这一问题的讨论提供了更为生动而对比强烈的素材。案例一：某大型工程机械齿轮传动装置。油样理化分析指标正常，光谱分析结果如表１所示。表１　光谱分析结果主要磨损及污染元素FeCuPbAlCrNiMoSi测定值（mg/kg）130.32.03.00.00.21.69.7   对于大型工程机械来说，以上各磨损金属元素的浓度很低，由此很容易得出磨损正常