设备油液监测技术现状与发展研究

李智婷

摘要:通过设备油液监测技术的运用，可及时了解设备状态，制定相应的预防预测性检修措施，变事后维修、周期性维修到根据监测信息实施主动维修，进而降低设备故障率，延长设备的使用寿命，避免设备因频繁维修或盲目换油而造成的浪费。本文以某矿区为例，从油液监测的内容、方法、监测结果、油液磨粒形成机理等方面介绍了油液监测技术，并阐述了油液监测技术在实现设备按质换油及预防采煤设备机电事故中的重要作用。

关键词:油液监测;主动维修;润滑管理;故障预防

1设备油液监测技术内涵

油液监测技术，是以油液分析为手段，通过对在用油液的磨粒检测、污染度检测、理化性能检测、元素分析等，对机械设备进行在用油使用状况实施动态监控、预测与诊断，并提出管理措施和维修决策的技术。引进油液监测技术，对设备进行监测，及时了解设备状态，制定相应的预防预测性检修措施，从以前的事后维修、周期性维修到现在的根据监测信息实施主动维修。从而降低设备故障率，延长设备的使用寿命，避免设备因频繁维修或者盲目换油而造成的浪费。

2油液监测的流程

检测机构根据工业企业各生产单位生产情况制定取样计划，各单位机电科设备润滑管理人员将取样计划下发至各生产区队、车间，生产单位按照计划时间从设备被监测点位取样，送至检测机构。检测机构接收油样并填写任务单，被监测油样附带检测任务单流转到实验室，实验室专人负责样品接样检测并出具检测报告。

3取样点位、周期和取样要求

3.1取样点位和周期取样点位

经过长期的检测和摸索对油液监测点位进行确定，对主要采煤设备如长臂采煤机(摇臂、行星轮、牵引、破碎、液压)、连采机(滚筒、截割、耙爪、行走、液压)、掘锚机(截割头、耙爪、行走、运输)、刮板机(机头减速器、机尾减速器)、转载机减速器、破碎机减速器、胶带机等进行了重点监测。取样周期:综采设备取样周期确定为15天，连采和运转的主要设备周期为2个月，洗煤厂的主要设备监测周期为3个月。当油液监测报告显示为异常时，区队对被监测点位进行换油并重点监护此点位噪声、温度等信息，此时取样周期缩短为3天。

3.2取样要求

各单位取样人员应在停机后半小时内取样，如停机超过半小时，必须重新启动设备，至少运转5～15min，使油液达到均匀后再取；应始终固定在同一位置取样，井下设备目前从放油口处取样，有条件的可安装取油阀门；取油前，取油孔周围应擦拭干净，有油堵的取样点，松动油堵，放掉适量的油，冲洗后再接取油样；每个部位取样量应在100mL及以上。

4油液监测的内容及案例

4.1油液主要物理化学性能

4.1.1水分

润滑油中水分的存在，会破坏润滑油形成的油膜，使油液润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀作用，从而锈蚀设备，使油品容易产生沉渣。因此，润滑油中尽量做到水分检测结果零痕迹。润滑油中混入水后会造成乳化和破坏油膜，加速对摩擦副的腐蚀并使润滑裂化，特别对有添加剂的油液含水会使添加剂乳化。所以，水含量也属于油液劣化的重要指标^[1]。油中的水分如果超标乳化，就必须对监测部位采取换油措施，以减少对部件的腐蚀，设备维护人员应尽快找出被监测部位油液乳化的原因，并进行维修。

4.1.2机械杂质

依靠自动颗粒计数器，或者按GB/T 511等测定方法有效检测机械杂质的含量，可以确定油液的污染等级。针对自动颗粒计数器而言，可以对润滑油里面的污染颗粒数量进行定量检测，从而确定污染的等级。这通常用于液压系统中，也可以用于较为干净的润滑油系统油液检测当中，但是无法分析污染源。机械杂质主要为润滑油里面无法溶于汽油、苯以及乙醇的沉淀物，这类杂质大多数为砂石或者铁屑，甚至是添加剂里面的有机金属盐。测定机械杂质中各元素含量属于油脂化验工作中的重要项目，也属于诊断设备故障的重要理论基础。油中的杂质一般分为正常、清洁以及污染三个等级，一般针对杂质含量等级轻微的点位，采取更换滤芯进行油液清洁，达到污染等级的油液要及时更换新油，以免造成设备故障^[3]。

4.2油液磨粒分析铁谱技术

利用铁谱技术按磨粒大小依序沉积和排列并实现直接观察机械磨损产物。无论从磨屑的单体特征，如形状、大小、成分、表面纹理等，还是磨粒的群体特性，如总量、粒度分布等，都带有有关机械摩擦副和润滑系统状态的丰富信息，这类信息的获取，不需要通过传统的拆卸方式，并且能够为主动维修提供可靠依据。借助PQL铁屑指数，检测润滑脂以及在用油里面铁磁性的磨损金属颗粒数量，完成定性分析工作，能比较准确地判断出油中的磨损颗粒浓度变化情况，从而分析设备磨损量以及磨损的浓烈程度。光谱分析则是按照物质光谱来对物质进行鉴别，同时确定其化学组成以及相对含量的手段^[4]。在具体的工作之中，通过分析油样中磨损金属颗粒元素的成分和浓度可判断设备部件磨损的情况，通过分析添加剂元素和污染元素可判断在用油添加剂损耗度和油液污染程度。

4.3典型磨损颗粒的识别

图1 磨损颗粒

4.3.1正常磨损颗粒

正常磨损颗粒的形态呈鳞片状，磨粒有着光滑的表面，机械磨合期间还常出现一些长条状和扁平状的磨粒，也属于正常磨损颗粒。

4.3.2切削磨损颗粒

切削磨损颗粒的形态一般呈曲线状、螺旋线状、环状和条状等。由零件的尖锐刃边产生的磨粒通常粗大，当润滑表面间存在坚硬的夹杂物或磨料时会产生细小线性切削磨损颗粒。

4.3.3疲劳磨损颗粒

疲劳磨损颗粒主要产生有3种，包括：①疲劳剥块，块状，表面光滑有麻点；②球形磨粒，表面光滑球形；③层状颗粒，极薄，表面有孔洞、折皱、裂纹等缺陷。

4.3.4铁的氧化物颗粒

铁的氧化物分为红色氧化物和黑色氧化物。

4.3.5腐蚀磨损颗粒

腐蚀磨损颗粒是极细和极均匀的亚微米级黄褐色的颗粒，没有金属光泽，很难区分单个颗粒。

4.3.6有色金属颗粒

有色金属颗粒的特征是颗粒不按磁场方向排列，而以随机方式沉淀，大多数偏离铁磁性磨损颗粒链或处在相邻两链之间，并往往带有有色金属本身的特征颜色^[5]。

4.3.7严重滑动磨损颗粒

磨粒尺寸较大，表面有明显的划痕和开裂迹象，棱边平直，有时表面有回火色。

结语：

油液监测技术在该矿区经过了20多年的矿井实践应用，预报过多次设备故障，减少故障停机、实现采煤设备主动维修提供了重要的依据。随着科技的发展，油液在线监测系统可以和油液监测系统厂家合作，对生产设备润滑状态实行实时监测，这样既可以避免因现场取样不规范、典型磨损颗粒沉底而具有代表性，或检测人员经验不足对监测结果的影响，又可以及时发现设备故障隐患，随时实施维修，提高设备生产效率。

参考文献：

[1]王凯.油液监测技术的发展及其在设备管理中应用[J].设备管理与维修,2018(22):187-189.

[2]胡炼,韩凤梅,陈峰,孔令新,郭兴建.油液监测技术在石化旋转设备故障诊断中的应用[J].石油化工设备,2014,43(S1):53-56.

[3]孙成杰,丁冬梅,陆沁莹,陆泽波.油液污染度分析在油液监测技术中的应用[J].润滑油,2017,32(01):36-38.

[6]陈学峰,李加唐.在线油液监测技术及其应用[J].机械工程与自动化,2014(06):204-205.