海洋石油設備油液監測技術研究

吳文秀，李先兵

(長江大學機械工程學院，湖北 荊州 434023)

海洋石油設備油液監測技術研究

吳文秀，李先兵

(長江大學機械工程學院，湖北 荊州 434023)

我國海洋石油設備油液監測主要采用鐵譜分析和光譜分析，或者是鐵普和光譜綜合分析技術，在大型關鍵設備上取得了良好的經濟和社會效益，但也存在監測質量不高、從業人員潤滑知識缺乏、監測管理不到位、監測技術手段單一等問題，為此提出了改變監測管理方式、加強海油設備管理人員潤滑觀念的教育、加強設備潤滑管理基礎工作、實現油液在線監測與綜合監測等建議。

海油設備；油液監測；現狀；建議

海洋石油設備，常在大風、大浪、高溫等惡劣的環境下進行作業，經常處在超負荷狀態下進行工作，由于設備在工作過程中零件磨損嚴重，嚴重影響了設備的可靠性，停機檢修的情況時有發生，從而耗費大量的時間和資金，嚴重影響經濟效益。海洋石油設備存在的另一個比較突出的問題，就是腐蝕比較嚴重，潤滑油不僅可以起到潤滑的效果，還可以使設備隔絕空氣和海水，起到防止設備腐蝕的效果。潤滑劑在使用一段時間后，由于受多種因數的影響，其品質必然下降，甚至喪失了原有的潤滑功能。利用油液監測技術可以實時地監測在用潤滑油的品質及其變化，適時的了解潤滑劑的污染及劣化程度，根據這些變化就可以及時的掌握設備的磨損狀況，確定合理的維護措施，從而可有效降低磨損與銹蝕，延長設備的使用壽命，提高可靠性[1]。

1 油液監測技術概況

油液監測技術可以實時監測機械設備的潤滑狀態，是設備的磨損故障診斷的基礎和重要手段之一，常用的監測方法主要有理化分析、污染分析、鐵譜分析、光譜分析、紅外分析等[2-3]。這些方法原理各異，但基本都是通過對油品中金屬顆粒及水分含量等雜質和自身理化性能變化的測定來判定油品的劣化程度，從而評定設備的工作狀況和預測故障，并確定故障原因及類型，對設備的磨損情況進行診斷[4]。目前我國海洋石油設備油液監測主要采用鐵譜分析和光譜分析技術，或者是鐵普和光譜綜合分析技術，在大型關鍵設備上取得了良好的經濟和社會效益。

2 我國海洋石油設備油液監測存在的問題

1)海洋石油設備油液監測質量不高 平臺設備功率大，負荷高，多數為大型的特種作業設備，其結構一般也較為復雜，常在超負荷狀態下進行工作，且設備長期受到海水及各種污染物的腐蝕，因此設備很容易出現過度磨損甚至直接導致停機。由于設備本身磨損狀況比較突出，且一旦出現事故一般都比較嚴重，此時設備對潤滑的質量要求更高，發現故障隱患就要更及時。由于平臺上通常按照監測周期進行例行監測，而且對不同部位采取不同監測技術、不同監測周期的細化不到位，這勢必會影響到監測的質量[5]。

2)從業人員潤滑知識缺乏 許多設備操作人員對潤滑油的具體使用環境和設備工作負載考慮不周，常根據自己的經驗來判斷設備在用潤滑油的性能及變質情況，武斷地確定潤滑油的更換周期，這樣就容易出現判斷誤差而加大設備磨損，從而起不到潤滑油液應有的作用。在海洋石油平臺上，燃油是不可或缺的重要物資，其在燃燒過程中會產生很多有害物質，這些有害物質很容易串入潤滑油，引起潤滑油變質，降低潤滑油的潤滑效果從而加劇設備的磨損，但是卻有相當一部分人員對該現象的認識不夠充分[6]。

3)油液監測管理不到位 潤滑管理是一項技術性很強的工作，它包含了潤滑劑消耗定額，狀態監測、故障診斷、潤滑節能等很多內容。有時油液監測問題的產生并不是出在油液監測技術本身，而是出現在這些中間環節，如油液本身質量問題、更換周期問題、用油與設備不同步等問題。這是一個復雜的管理體系，如果管理不到位就起不到減少設備故障，提高企業效益，降低能耗的作用。

4)海洋石油設備采用的油液監測技術手段過于單一 一直以來，海洋石油設備油液監測技術的應用手段比較單一，基本都集中在光譜分、鐵譜分析或者兩者相結合的綜合分析上，過分強調磨粒以及磨損元素的趨勢變化的分析，鐵譜分析技術具有檢測范圍寬、檢測效率高等特點，使用范圍較廣。但由于鐵譜分析主要用于故障診斷，實驗繁瑣，并且譜片的結果的識別和讀取與操作者的技術及實驗經驗有很大關系[7]。而光譜分析對金屬和非金屬之間的元素很難做到準確檢測，易受光學系統參數等外部或內部因素影響，經常出現曲線非線性問題，對檢測結果準確度影響較大。

5)科技投入不足，自主創新能力差 我國油液監測技術雖然取得了很大的發展，但是與國外特別是歐美發達國家的技術相比還存在較大的差距。由于油液監測技術的研究在我國起步較晚，一直以來也沒有受到足夠的重視，科技投入的長期不足， 使得在油液技術領域內無論是在高級潤滑油本身還是在先進監測技術、設備方面都長期依賴從國外進口；近些年雖然油液監測技術受到了足夠重視，研究的寬度和深度也在不斷拓展，智能化的油液在線監測系統也在實踐中開始應用，但其核心及其集成技術仍然沒有完全掌握，應用范圍也十分有限；自主生產的油液監測設備功能較為單一，適應性較差，加之各應用企業對油液監測技術的認識不足導致整體創新能力較差。潤滑及其管理的巨大效益依賴油液監測設備的應用程度及其低成本化，在監測實踐中如何對各監測設備進行靈活巧妙的組合應用及發展適應性優良的智能化監測裝備是未來發展的重要方向[8]。

3 建 議

1)改變油液監測管理方式，實現從周期監測到實時監測的過渡 由于海洋石油平臺設備載荷大功率高，本身磨損及腐蝕比較嚴重，因設備磨損和設備腐蝕引起的故障隨時都可能發生，所以海洋石油設備的潤滑及防腐蝕問題必須得到足夠的重視。此時按固定周期的油液監測已不能完全滿足要求，設備必須得到時時監控，要根據不同部位的特點采用不同的潤滑劑及油液監測技術，利用在線監測技術時時地了解設備各個部分的潤滑狀況，及時排除設備的故障隱患[6]。

2)加強海洋石油設備管理人員潤滑觀念的教育 由于我國石油企業工作人員的設備潤滑觀念普遍落后，因此加強海油設備管理人員潤滑觀念的教育，以潤滑的觀念來武裝他們的頭腦，使他們充分認識到潤滑的重要性，才能從根本上打破我國海洋石油設備潤滑的困局。首先應該將他們以維修為重點的觀念向以養護為目標的觀念轉變；將事后維修的觀念向適時維修的觀念轉變，再者將他們落后的單純的按時換油的觀念向科學換油的觀念轉變，最終將他們武裝為具有系統潤滑知識的從業者，這樣才能為整個設備的潤滑體系打好基礎。

3)加強設備潤滑管理基礎工作 設備潤滑管理是一項技術性很強的工作,它包含了潤滑劑消耗定額、潤滑設計、狀態檢測、故障診斷與排除等很多內容，是一個復雜的體系。設備潤滑體系管理的不完善會對潤滑質量造成嚴重的影響，因此就要求企業更加注重設備的潤滑管理工作，做到對設備定期、定量潤滑的同時，還要做好設備潤滑管理的基礎工作，在研究和健全自身管理體制的同時，還要積極引進國外的先進管理經驗及技術，有計劃地推廣集中潤滑裝置，確保設備換油達到科學合理；建立完善的設備潤滑基礎檔案，最終達到讓海油部門設備的潤滑工作在完善的管理體制內高效運行。

4)深化鐵譜分析和光譜分析的綜合運用，大力推廣油液集成監測和智能化監測技術 在監測方法上不能單純依靠某一項手段分析的結果，在采用光譜分析和鐵譜分析的聯合診斷技術上，對不同的診斷設備，要根據該設備實際運行的條件、環境、工況要有所側重。在工作環境惡劣、低速重載、換油頻繁的設備中主要應以鐵譜分析為主；而對于那些工作條件相對穩定、換油周期又比較長的設備中應該以光譜分析為主。為了彌補鐵譜分析技術的不足，可采用油液自動磨粒激光分析儀進行分析，該儀器具有快速自動識別等優點[7]，是對鐵譜分析的有效補充。再利用油液監測技術的同時，應該聯合其他監測技術特別是智能化監測技術對設備進行綜合故障檢測診斷，從而達到提高故障的診斷準確率及設備可靠性的目的[9]。

5)加大科技投入，創新油液監測理論 在油液監測技術方面，相關企業及科研部門應加大投入，深化油液監測理論的研究，拓寬潤滑理論的運用，簡化監測過程，加強各個不同油液監測技術之間的聯系， 提倡聯合運用多種油液監測技術，以求得狀態監測與故障診斷的最佳效果，以綜合監測技術和智能化技術來處理設備潤滑問題。同時應進一步討論各種油液監測技術與磨損類型、磨損過程的可靠診斷間的有效關系。由于計算機技術的發展，在線油液監測技術及智能化油液診斷技術必定是未來的發展方向，開發基于油液監測的智能化診斷系統將是油液監測未來發展的重要方向之一[10]。

4 結 語

海洋石油設備作為一種特種作業設備，油液監測技術是實現預防性維修的重要手段。在今后的應用中，應該在大量實踐的基礎上，積累經驗，總結不足，積極地探索油液監測的新方法，開發潤滑油的新品種，適時地更新潤滑觀念，讓油液監測不僅在技術方面，而且在工程技術人員的思想發面都取得不斷地進步。

[1]田莉.油田大型設備的油液監測分析[J].中國設備工程，2005(9)：44-45.

[2]劉淑真，付洪瑞.油液監測技術及其方法[J].機械工程師，2009(5)：137-138.

[3]賀石中.液壓設備的潤滑磨損故障及監測診斷[J].液壓氣動與密封，2004(5)：23-24.

[4]賀石中.全新的潤滑理念及油液監測技術[J].潤滑油，2006,21(3)：1-5.

[5]張金鵬.淺析油田設備潤滑體系的建立[J].油氣冶煉，2011，31(6)：272.

[6]馮連青.石油企業設備潤滑管理[J].中國高新技術企業,2008(17): 115-116.

[7]徐金龍，粟斌，程琛.光譜和鐵譜及自動磨粒激光技術在油液監測中的應用[J].潤滑與密封，2009，34(9)：106-109.

[8]周洪澎.我國油液監測技術工業應用的歷史、現狀與展望[J].材料保護，2004(7B):154-156.

[9]張英堂， 任國金.油液監測技術的現狀及發展[J].潤滑與密封，2000,25(2)：65-66.

[10]嚴新平，謝友柏.油液監測技術的研究現狀與發展方向[J].中國機械工程,1987，8(1)：102-105.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.048

TE938

A

1673-1409(2012)12-N147-02