2024 年油液分析技術完整版

油液分析技術又稱為設備磨損工況監(jiān)測技術，是一種新型的設備維護技術,它利用油液所攜帶的設備工況信息來對設備的當前工作狀況以及未來工作狀況作出判斷，從而為設備的正確維護提供了有效的依據(jù)，達到預防性維修的目的。 油液在設備中的各個運動部位循環(huán)流動時，設備的運行信息會在油液中留下痕跡，這些信息主要包括以下三個方面:

1、油液本身的物理和化學性質的變化

2、油液中設備磨損顆粒的分布

3、油液中外侵物質的構成以及分布

設備潤滑與磨損狀態(tài)監(jiān)測(以下簡稱油液監(jiān)測）是設備開展?jié)櫥芾怼⒃O備狀態(tài)維修的重要基礎工作,是提高設備可靠性、保證設備安全運行的重要手段。

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

油液分析技術，就是抽取在用油油樣并測定其劣化變質程度及油液中磨損磨粒的特性，來分析判斷機械零部件的磨損過程，部位，磨損機理,失效類型及磨損程度等，得到機械零部件運轉的信息.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。油樣分析技術通常包括油液理化性能分析技術，鐵譜分析技術，光譜分析技術,顆粒技術技術，磁塞技術等.

對設備故障所作的統(tǒng)計資料表明：

設備的失效80％是因為潤滑故障導致異常磨損所引起;

柴油機中大約70％是因為油品污染引起，而其中50％是磨損造成的；

滾動軸承中大約40％的失效與損壞是由于潤滑不當而導致;

齒輪中大約51％的故障與潤滑不良和異常磨損有關;

液壓系統(tǒng)中大約70%的故障來自于液壓介質被污染,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；

油液分析技術的步驟：

1.收集設備原始資料、考察設備現(xiàn)場

2.制定監(jiān)測計劃和取樣規(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)測診斷報告

7。收集反饋意見

8。提出設備維護建議

油液監(jiān)測能做什么？

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

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

幾種油液分析方法：

鐵譜分析技術

鐵譜分析技術利用高梯度強磁場的作用，將油樣中所含的機械磨損威力有序地分離出來,并借助不同的儀器對磨屑進行有關形狀,大小，成分，數(shù)量級粒度分布等方面的定性和定量觀測,從而判斷機械設備的磨損情況，預測零部件的壽命。鐵譜分析技術的主要內容包括油液

取樣技術，鐵譜制譜技術，磨粒分析技術等。鐵譜分析技術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)分缺乏嚴格的物理意義，如果實驗數(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,能夠方便迅速而準確地測定油樣內大小磨粒的相對數(shù)量，因而能對機械狀態(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烈依賴個人經驗的技術，結論的正確與否與分析者的個人經驗關系極大，這也是這項技術仍在推廣之中的原因之一。 
    利用分析鐵譜技術，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械設備潤滑,液壓系統(tǒng)中油液所含磨損顆粒的成分及含量的變化,同時也可以準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,故可根據(jù)光譜檢測結果來判斷零部件磨損狀態(tài)及發(fā)展趨勢，診斷機器故障.

光譜分析油樣主要用來檢測零件磨損而產生的懸浮的細小金屬微粒的成分和尺寸,分析速度快，操作簡單,分析費用低.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的化學組分。由于各種元素原子結構的不同,在光源的激發(fā)作用下，可以產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，進行光譜定性分析,根據(jù)特征譜線強度求出元素含量，進行光譜定量分析。

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到測量試油內金屬含量濃度的目的，如果測量和數(shù)據(jù)處理由微機控制,則速度更快。.

此外,還有原子吸收式光譜技術,x射線熒光光譜儀等。

其他油液檢測技術,

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,其檢測的項目包括油液降解產物,添加劑耗損和外界侵入的化學污染物等.紅外光譜儀測試速度快,并且能同時檢測油液多方面的質量指標,適用于對使用中油液的性能進行狀態(tài)檢測和趨勢分析.

自動顆粒計數(shù)技術

自動顆粒計數(shù)技術可自動地對樣液中的顆粒尺寸測定和計數(shù),不需從樣液中將固體分離出來.

自動顆粒計數(shù)技術中所用的儀器主要是自動顆粒計數(shù)器。自動顆粒計數(shù)器按工作原理分為遮光型，光散射型和電阻型等，應用普遍的是遮光型。該技術可以鑒別顆粒的大小，并有計數(shù)器計數(shù)，可以同時對不同尺寸范圍內的顆粒計數(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，可以早期預報機械中部件的磨損。自動顆粒計數(shù)技術課用于實驗室內進行的污染分析，在線污染檢測及現(xiàn)場油液污染測定。

其他油液分析技術還有，重量分析技術，顯微鏡計數(shù)技術，顯微鏡比較分析技術，濾器堵塞技術，掃描電子顯微鏡技術，圖像分析技術.

油液分析現(xiàn)狀

20世紀40年代,美西部鐵路部門先開始對鐵路機車進行油液分析，取得了巨大的效益,50年代,美軍開始對其噴氣發(fā)動機實施油液光譜分析，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80年代開始進行油液分析工作，已對飛機，艦船，大型工程車輛等實施油液分析，并已成立了大批油液分析實驗室，有些部門和行業(yè)還建成了專業(yè)的油液監(jiān)測技術中心，頒布了一系列油液分析行業(yè)標準，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發(fā)動機的嚴重故障隱患，準確診斷了柴油機主軸瓦，活塞銷座，離合器軸承異常磨損等多起船舶故障,節(jié)約維修經費達幾十億元.、

我國的油液分析主要依靠各專業(yè)實驗室，主要分析對象是各類大型機械設備的潤滑系統(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。

隨著高新技術的發(fā)展,我國的油液分析工作有了長足的進步，但無論在管理上還是在技術上,都不能很好的滿足機械設備的快速更新?lián)Q代和日趨復雜的要求，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,造成實驗室整體布局不合理，技術力量分散，各單位間技術交流和合作渠道不順暢,嚴重制約我國油液分析整體水平的提高。2，在技術上我國目前的油液分析工作主要以實驗室儀器分析為主，不能滿足外場快速分析診斷的需求。同時，由于這些儀器大都依賴于進口，其相配套的智能診斷軟件往往并不能適用于我國機械設備，嚴重制約了診斷的準確性。

對策：

建立全國性油液分析體系，實現(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構聯(lián)合起來,建立全國性的油液分析體系。這樣,不僅可以避免重復投資，還可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，也便于集中優(yōu)勢力量，解決重大或急需的技術難題。全國聯(lián)合油液分析技術保障中心可依托現(xiàn)有的專業(yè)技術中心組建，地區(qū)性專業(yè)實驗室負責本地區(qū)激動保障和深層次油液分析.為盡快實現(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驗室儀器,這些儀器普遍比較昂貴，分析所需時間較長,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)成為被檢測設備的組成部分,通常采用嵌入式傳感器，對油樣進行連續(xù)分析。另一類是系統(tǒng)獨立于被檢測設備，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)的特點是能及時反映機械設備信息，機動性好，操作簡單,適用于外場，價格普遍較低,便于大批量配備.

研究適應于我國機械設備的智能油液分析技術。我國的油液分析一線人員往往文化程度有限，且流動性大,而依賴我國現(xiàn)有的油液分析儀器對機械設備進行準確故障定位，需摩擦學，模式識別等專業(yè)知識和長期經驗積累。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確，虛警率搞,因此，迫切需要進一步研究智能油液分析技術,實現(xiàn)高精度的自動油液分析和故障診斷。智能油液分析技術的研究重點有兩個,一是磨粒自動識別方法，二是各種機械設備的油液分析判斷標準.

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

油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術的發(fā)展趨勢

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

磨粒自動識別技術的開發(fā).將信息處理技術，計算機軟硬件技術,人工智能技術和視覺工程的最新成果與之結合,針對磨粒的特征探索有效地識別機制與方法。

設備智能磨損監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。在基于摩擦學系統(tǒng)的基礎上，采用信息提取處理技術,通過對磨粒圖像的自動識別與分析,建立高層智能識別與專家診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)設備磨損狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，使整個信息流程系統(tǒng)化，智能化和自動化。

狀態(tài)監(jiān)測與設計制造的良性反饋.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，而且要使設備的狀態(tài)監(jiān)測用于指導產品的設計與制造。設備在運行中可能發(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備的可靠性設計和制造提供了依據(jù)。但在設備可靠性設計中如何利用這些信息，將是我們需要進一步研究的課題。

設備主動預防性維護策略的研究。生產工程中推廣的“潔凈生產技術"是環(huán)境保護意識的重大變革.它一改過去“先污染，后治理"的陳舊觀念，而是控制生產過程中得污染物排放。打到潔凈生產.“預防為主，查找病因，不治已病治未病"的中華醫(yī)學理論，正是設備主動預防性維護的真實寫照。從生產設備失效的發(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，逐漸產生材料磨損，性能下降,最終導致故障停機。如果從分析，監(jiān)測導致設備發(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，使設備工作于良好的工作工況環(huán)境中，它將大幅度地延長設備的使用壽命,降低維修費用，亦是設備維修思想的根本變革。