單批次油液光譜分析數據的應用方法

張軍博，李向東，曾蕾蕾，張 浩

(中石化勝利油田分公司技術檢測中心，257000)

一、光譜分析技術

光譜分析技術的應用，是在一段較長的時間周期內，完成對同一臺設備，不同換油時間里連續取樣分析，利用大量油樣的測試結果，建立起監測基線。一旦在以后的監測過程中發現某一種或幾種元素偏離這條基線，增長趨勢加速，就意味著含有該元素的摩擦副出現了異常磨損，應予以檢修。

光譜分析的特點是操作簡單，試驗速度快，分析時間短；但是需要經過長期的跟蹤監測后才能夠建立起對比基線，前期投入費用較大。對于孤立一次的取樣分許數據，由于沒有標準去衡量判斷，無法得出具有指導意義的建議。這些特點決定了該技術只能長期的在全油田精密、大型、稀有、關鍵設備上使用，成為一種“貴族待遇”，那些應用范圍廣，但是原值較低的資產則納入不到監測范圍內。

二、推廣應用前景及制約因素

對于已納入監測范圍的設備，如注水泵、特種作業車輛、集輸、石化、發電等專用設備等，數量龐大，進一步推廣該技術的空間巨大。

從油田設備的管理角度看，在設備進行檢查或年審時，需要做出整體性能的定量評價，如果引入光譜分析技術，會提高評估的技術含量，更容易發現管理中的薄弱環節。

光譜分析的應用前景廣闊，阻礙它進一步推廣的難點是監測基線的建立，制約了這項技術的發展。

三、對于單批次光譜分析數據的方法

在沒有監測基線時，如果能夠從單批次光譜試驗數據中，分析出設備的運行狀態，將突破這項技術的瓶頸制約，增加分析技術的實用性。針對不同設備的特點，通過工作經驗累積可歸納出，在沒有監測基線的條件下幾種單批次光譜數據的分析方法：

1.相似設備類比法

這種方法適用于廠家相同、型號一樣、使用工況和投產年限類似的設備。1個鉆井的3臺柴油機、同一艘船的左右舵機都可以成為類比的對象。例如，在實踐中發現兩臺齒輪箱的光譜試驗數據，相關元素的濃度見表1。

表1 光譜分析數據 μg/g

從表1中可以看出，1#齒輪箱的銅含量比2#齒輪箱的銅含量高出近5倍，可以斷定1#齒輪箱的磨損程度高于2#齒輪箱。在這個基礎上，再輔助以其他的故障診斷方法，可以有效的提高預知維修的可靠度。初步的出結論后，使用單位在檢修期間重點對該齒輪箱進行了檢查，發現一個傳動齒輪發生了磨損。在對油液分析的原理有了進一步的了解后，主動在他們所管理的設備中推廣了光譜分析技術。

2.絕對值判斷法

對設備的一次取樣，雖然不能判斷其將來的磨損趨勢，但如果各種由磨損產生的金屬元素的絕對值很小，可以基本判定在當時的條件下，設備的磨損處于正常的范圍內。表2為某特種車輛車隊的一組設備，在換油時間、工作負荷、使用潤滑油品個不相同的情況下，磨損元素濃度的絕對值都比較小，這能從一個側面反映出該單位換油及時，對設備的管理和保養到位。光譜分析數據能夠有效避免人為的主觀因素，更客觀地說明設備的管理情況。有了光譜分析的監督作用，各單位對設備潤滑情況管理的更加深入和細致，有效地提高了設備的使用壽命。

表2 光譜分析數據 μg/g

3.摩擦副主要元素判斷法

對于沒有監測基線可以參考的設備，僅從光譜的元素含量很難確定設備的磨損狀態。特別是光譜的數值處于經驗值的邊緣狀態時。如1臺空壓機對其進行光譜分析后，作為由摩擦副產生的主要元素鐵、銅、鉛等含量都處于一個相對較高，卻不是很明顯的水平。進過了光譜的篩選之后，就可以重點針對摩擦副主要元素進行其他的如鐵譜等分析手段，進一步確定設備的現狀。

四、結束語

更多的分析方法，根據現場的情況不同，可進行積極的探索。按照設備的類比和型號分類，把檢測設備的分析數據建立數據庫，是積累分析經驗，為其他相似設備提供參考依據的重要手段。特別應該重視的是，在應用單批次試驗數據進行設備狀態分析時，一定要仔細了解設備的基礎資料、換油周期等信息，盡量提高單次數據使用的成功率。

[1]藍文謹.設備綜合管理發展簡述[J].中國設備工程.2011(7)∶27-28.