油液監測與設備故障診斷技術分析

李娟　馬嘉敏

摘 要：在煤礦生產運行的過程中，各種大型機械設備應用的比較廣泛，為了保證煤礦生產的安全進行，要對主要采煤設備的運行進行有效的監測，減少事故發生率。油液監測體系在煤礦綜采設備運行中發揮了重要的作用，根據監測的信息，可以及時了解到設備的故障，提前對設備進行預防性維修，減少故事，提高運行效率。有效的監測體系，可以提高煤礦設備的的生產效率，為提高煤礦的生產水平奠定堅實的基礎。

關鍵詞：油液分析；主動維修；油液監測

1 引言

隨著科技的發展，各項先進的生產技術應用到煤礦生產中，提升了煤礦生產的效率。在各種機械設備運行的過程中，如何保障其能夠安全穩定的運行，是煤礦生產面臨的重要問題。油液監測體系對于綜采設備的運行可以進行有效的監測，對于潛在的安全隱患進行診斷，為煤礦的安全生產提供了有利的條件。

2 油液監測的主要技術手段

2.1 油液理化性質指標監測。機械設備在運行的過程中，潤滑油的作用非常重要，是保證機械能夠正常運行的基礎。油液監測技術通過對潤滑油的物理化學性能進行檢測，可以了解到潤滑油的使用狀態，從而判斷機械設備的運行狀況。在監測的過程中，主要的指標包括運動粘度、水分、酸值、閃點、凝點（或傾點）、機械雜質、抗乳化性、抗泡沫特性、抗磨性和極壓性等。

2.2 油液鐵譜檢測。鐵譜檢測是目前煤礦企業中使用最為廣泛的一種油液檢測方法，主要應用到的設備是鐵譜儀。在機械高速運轉的過程中，會產生一定的磨損，通過對磨損顆粒進行監測，就可以充分的了解到機械的磨損狀況，從而進行有針對性的維修。在高梯度磁場的作用下，將摩擦副中產生的顆粒從潤滑油中分離出來，按照一定的方法制成譜片，然后通過鐵譜顯微鏡和相關軟件對其進行定性和定量的分析。這種監測方法的效率比較高，所以在煤炭行業中應用的比較廣泛，通常使用旋轉式鐵譜儀。

2.3 油液光譜檢測。光譜檢測技術應用的比較早，并且檢測的效果較好，主要是對潤滑油中的磨損顆粒的元素種類和含量進行檢測，還可以對潤滑油的污染程度以及衰變過程進行監測。在目前使用較為廣泛的光譜技術為電感耦合等離子體發射光譜法。

2.4 顆粒計數。顆粒計數主要是對液壓油中的固體顆粒進行統計，其中包括了在機械運轉時產生的磨損顆粒。將這些顆粒以粒徑為標準進行分類，然后根據規定的標準進行計數，從而可以獲得顆粒的分布信息，與規范標準進行對比分析，可以了解到油液中的污染程度，從而做出相關的評價。

3 油液監測在設備故障診斷技術中的應用

任何機械設備的運轉都需要潤滑油來潤滑，而機械設備出現故障大部分都是源于潤滑油的失效，雖然在設備運轉的費用消耗中，潤滑油所占的比例非常微小，但是由于潤滑油的質量不合格或者是在使用的過程中性能發生改變，對于設備造成的故障率卻占據了很大的比例。所以說必須對設備的在用油狀況進行監測，提高潤滑油的質量，減少換油的周期，節省維修的費用，提高設備的使用壽命。所以對于潤滑油的使用狀況要加強監測，及時發現問題，提早采取有效的措施預防和處理。

通過分析潤滑油性能參數的變化可以間接了解機械主要部位的工作狀態，及時準確地監測設備的工作情況。就油液監測與診斷，其主要內容包括潤滑油物理化學性能指標變化、潤滑油運轉參數如油壓的變化、潤滑油摩擦學性能的變化。首先，油液監測是摩擦學系統監測過程，監測內容主要包括油品自身劣化、油品污染、金屬磨損顆粒和摩擦學等四個方面。監測手段主要包括油品紅外光譜分析、顆粒計數、油品性能指標和摩擦學性能測試分析等。由于大量機械設備的故障起因于潤滑不良，因此通過對油品自身劣化和污染進行監測，有利于及時消除設備的故障隱患，延長設備的大修周期。其次，早期油液監測以監測診斷設備的磨損故障為目的，其技術方法以鐵譜技術為代表。目前油液分析技術已從早期的油樣分析和磨屑逐步過渡到現代在線油液監測。現代在線油液監測技術將潤滑油和機械設備視作統一的整體，強調從摩擦學角度出發考察潤滑失效和設備故障。而通過分析潤滑油的理化指標和摩擦學性能指標可以準確預測設備發生磨損故障的發展趨勢。

4 油液監測與診斷技術在煤礦的應用

作為煤礦企業，機械設備所處的工礦條件惡劣，機械設備損壞嚴重，影響到正常生產與安全，有必要建立完善的監測體系以提高設備完好率，減少不必要的投入。特別有時監測不到位，小事故釀成大事故，損失巨大。煤礦企業建立健全油液監測體系應做好以下三項工作。

4.1 配備品質精良、功能齊全的各類油品檢查儀器設備，具備檢測項目多、數量大、速度快等特點，為快速判斷故障提供準確及時的數據。硬件設施除需配備發射光譜、紅外光譜、鐵譜、顆粒計數等磨損污染顆粒監測儀器外，還需配備黏度、閃點、水分、總酸值、總堿值、傾點、泡沫、不溶物、機械雜質等10種常規油品檢測手段。軟件方面：第一，建立實驗室及監測數據局域網，將主要設備如采煤機、運輸機、主通風機、空壓機等監測數據及油品檢測數據傳輸給機電科及主要礦領導，以便相應采取措施；第二，建立功能齊全的數據庫管理系統和報告生成系統，生成各種格式的油液監測報告；第三，建立基于專家知識的計算機智能診斷系統，提高判斷問題的準確性和科學性。

4.2 應當具有符合規范標準要求，保證測試結果足夠準確的檢測能力，考慮到經濟性，以最少的檢測項目達到最佳監測效果；對于具有國家標準以及ISO和ASTM等國際標準的檢測方法，應嚴格按照標準方法進行檢測，以保證監測診斷結論的科學性和合理性。

4.3 應當建立具有豐富經驗積累的高素質、高水平的專家型油品監測技術隊伍。通過與高等院校和科研院所合作，培養具有扎實理論基礎，同時具有在油液監測和診斷實際經驗的監測人員，并在解決實際問題的過程中不斷發揮專業人員的技術價值。

5 案例

神東煤炭集團+補連塔煤礦轉載機減速器事故

事故經過：2013年3月30日，設備管理中心油液監測人員在對補連塔礦綜采工作面設備油樣的例行化驗中，發現煤機左搖臂行星頭油樣嚴重乳化、且存在超過80μm的滾滑復合顆粒，視場濃度超過80%，且存在紅色氧化物顆粒，摩擦聚合物、嚴重滑動顆粒和切削顆粒。立即通知礦方機電人員對該設備進行檢查。礦方機電人員檢查發現左搖臂行星頭漏油，而且有異響，礦方立即向設備管理中心調劑部申請更換減速器。但礦里因客觀原因未能及時更換，致使事故擴大化，導致減速器Ⅰ軸損壞。

事故原因分析：在油液監測報告顯示異常的情況下，因客觀原因，礦方未能及時更換減速器，導致減速器Ⅰ軸損壞。

點評：油液分析能夠報告和預測的反映齒輪箱內部的異常磨損和可能出現的故障。嚴格按照油液分析報告進行換油或采取其他措施能夠有效較低設備故障率，提高生產效率，延長設備壽命。

6 結束語

在煤礦生產中，機械設備的應用可以有效的提高生產效率，促進煤礦企業的發展。為了保證生產能夠安全穩定的進行，對于機械設備的運行應該加強安全監測。現階段油液監測體系在煤礦綜采設備的運行中廣泛的應用，對設備的運行狀況進行監測，可以及時的發現問題，提早制定出預防對策。在油液監測體系中，應該掌握科學的監測方法，利用先進的設備和技術，對設備的運行狀態進行監測。通過油液監測體系的運用，可以有效的減少設備故障的發生幾率，減少維修成本，提高運行效率，提高設備的安全性，延長設備的使用壽命。隨著科技的不斷發展，各項新技術和新設備會逐漸的用到煤礦生產中，為煤礦生產創造更大的經濟效益，所以為了保證機械設備的安全運行，在監測技術方面還要不斷的提升，為設備的安全穩定運行提供有利的基礎，從而確保煤礦的安全生產。

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