淺談潤滑油檢測在設備故障診斷中的應用

石 踐 肖國學

（中電投蒙東能源霍林河露天煤業股份有限公司，內蒙古 通遼 029000)

潤滑油在機械中的作用可分二類，一類作為潤滑劑，另一類為工作介質，但也要具備潤滑劑的基本性能，如液壓油和絕緣油等。一方面潤滑油的品質情況影響了機械性能，在設備運轉中性能下降等都是造成故障的重要因素；另一方面它從設備中心部位循環通過，帶出設備狀態的信息，因而對油的檢測是故障診斷的重要手段，與現用的機械方法診斷相比，它有更多的優勢。

設備振動、溫升及及鐵譜分析磨粒等設備故障診斷技術在不斷改進下漸趨成熟，但仍存在較大問題。一是預報周期期短，當振動、溫升和磨粒有發生異?，F象時使用及維修人員才能覺察，而只有發生了故障，上述情況才有異常。也就是說當得到警告時，故障已經發生了，只是此故障暫未引起宏觀破壞，仍能保持運轉而已。因而它僅起到在不拆機情況下能測知機內發生故障，提醒操作者及時采取措施防止更大的連帶故障的發生；而有時可能不一定來的及，原因是這些方法是從故障的后果監測，無法從產生故障的原因監測。二是反應故障原因不清晰。

潤滑油在使用中很多指標逐漸變差，外來污染物也增多，在某些指標變到某值及污染物含量高于標準值以上，會使設備產生故障，因而在接近標準值前發出預報，即可避免故障的損失；同時由于油本身就是故障的原因之一，又能帶出其他信息，因而對油做監測可找到一些其他故障原因，以便采取有針對性的措施，因而對潤滑油的監測應是可靠的診斷技術。為此從以下幾方面予以總結。

1 潤滑油診斷技術主要內容

潤滑油品質和性能指標的變化及它在設備運行中主要參數的變化都與設備故障有重要關系，都可為以故障診斷提供可靠依據，下面予以介紹。

1.1 油的理化指標

其變化情況如表1。

表1 潤滑油在設備運行中的變化與故障

上述指標都有標準的測定方法，達到一定數值后會導致故障發生，可從樣品指標變化情況了解設備的技術狀態。對于具體品種的油品，有相應的推薦數值，超標后要及時換油。這些數值可用以作警告值，因而能定量地進行檢測。

1.2 油的性能指標

性能指標有抗氧、抗泡、抗磨等，但因其測定方法較麻煩，又未有一個界限值，因而較少使用。

1.3 油在設備中生成沉淀物

1.4 油中污染物

油中各種污染物能造成設備故障，又能對污染物的檢測尋找故障原因。它的來源有二，一是來自設備內部，如燃料及燃燒產物，冷卻水，磨粒等；另一個是來自環境，如水，灰塵，空氣等。

1.5 磨損顆粒

一般采用光譜和鐵譜作檢測。光譜法可測定較均勻懸浮油中的小于5um以下磨料，腐蝕磨損成化合物的金屬和添加劑中的金屬元素。測各金屬元素在油中濃度操作簡單、快捷、準確，有些元素有參考界限值，由于小顆磨粒在油中懸浮較穩定，有些以化合物形式溶解在油中，因而油樣代表性好。而且在產生惡性磨損的大磨粒以前，一般有一個小顆粒濃度增大過程，因而小顆粒濃度大到某值可作警告值。鐵譜可把磨粒按大小分開排列，進行計數及觀察形貌，但其計數準確性低，以描述大顆粒形貌作故障警報為主，操作較麻煩。

1.6 油壓和油耗

油在系統中循環要保持一定的壓力，此壓力過高或過低表示設備可能有故障，低油壓本身也會造成故障。機油耗是表示設備先進性的一個綜合性指標，越低越好，它過高也預示設備會有故障。

1.7 換油期

油在使用過程中受到溫度、有害氣體、金屬催化、機械剪切等副作用，發生化學和物理變化而降解，性能下降到一定程度后可能加劇設備磨損，甚至可靠導致重大檢修事故發生，因此必須換油，若仍用舊油會大大縮短設備使用壽命?？得魉共裼蜋C公司在其發動機上實驗，把換油期從15000公里延長至50000公里，發動機壽命減少50%-80%。另一資料的行車實驗表明，換油期從10000公里延長至20000公里，齒輪尖磨損增加一倍，再延長至30000公里磨損增加5倍。因而機油過度老化是設備故障的一大原因。

在具體操作中，按使用時間或里程取油樣作分析，分析項目可分為如下四類：（1）必須檢測項目：油的理化指標，如粘度、酸值、不溶物、堿值、水含量等，超標即可預報。（2）次必做檢測項目：檢測頻率可低于上述檢測項目，主要包括光譜、紅外等檢測。（3）選做項目：在上二項數據接近警告值或有必要時做，如鐵譜、性能指標等。（4）觀察項目：油壓，油耗等有異常也應警報。

2 潤滑油診斷技術的發展

在現實設備使用過程中，設備故障診斷是機械行業的范疇，而潤滑油監測是油行業范疇。按過去大而全、小而全的傳統模式，我國大的機械行業公司都自建有油品化驗室，是為自助式，其存在問題有：項目不全、儀器利用率低、人員素質難保證，因而很難完成有效的診斷任務?，F在國外較流行的是獨立化驗室，一般為跨國聯鎖式，專為各行業做化驗服務。這類模式工作效率高，人員素質均衡，數據可靠，還有仲裁功能，是先進的模式。有人提出“油料診斷醫院”的設想，我認為提法不準確，可能提出者沒有搞清楚“醫院”的概念。醫院主要任務是治病，診斷僅是其中一個環節。而搞油料化驗的人不可能通過油的化驗監測提出故障診斷意見后還要負責排除設備故障。就診斷而言，二者也有很大區別，醫生對患者通過看、問、號脈或加上檢驗結果即可診斷，純是醫療行業的事。但通過潤滑油診斷故障的人既要了解此設備結構，又要具備潤滑油知識，還要知道此設備近況，牽扯到機械、油化學和設備管理三行業，要有多行業知識或由這三方面的人在一起綜合起來才能確診。因此由潤滑油監測結果得出的僅是從油的變化推測的意見，需其他方法互補，才能更為準確。

與其他機械方法相比，潤滑油方法也有缺點，它需有專用的化驗室，無法實現在線監測。因而近年來已發展了很多快速簡易的現場潤滑油測定方法，可在現場快速得知油的狀況，同時也進行了傳感器型的測定方法研究，能在儀表盤上觀察到油品的變化情況，可實現在線監測。近年還出現一些這方面的專家系統，有助于診斷工作的進行。

現在從事故障診斷是機械行業的事情，從業人員具有豐富的機械知識，但缺乏潤滑油知識，因而在用油液診斷工作時，往往把潤滑油作為與設備故障無關而僅是磨料攜帶介質，把注意力集中在對磨粒的分析中。典型的例子是筆者看到今年出版的一本關于設備故障診斷的書《油樣分析技術》內容僅是鐵譜、光譜、等分析方法，篇幅最大的是鐵譜。在作者的知識領域中，似乎從油中對設備故障診斷只有靠磨粒，而分辨磨粒只是鐵譜，如此狹窄的知識面妨礙了油液診斷技術的深入發展。而從事潤滑油行業的人集中精力提高油的水平，油料化學知識豐富，但缺乏機械知識，對油在機械運行中的表現僅從化學角度考慮，也有一定的局限性。從事潤滑油對設備故障診斷的人應擴大知識面，具有跨行業的知識，才能從油在使用中的監測提高對故障診斷的準確性、預知性和及時性。

3 結語

使用潤滑油的故障診斷技術可分析故障的原因和并監測設備磨損狀況，機械方面僅從故障后果作監測，相比以潤滑油的故障診斷技術有更多優勢，應作為成熟技術大力推廣。二者相互結合，能有更好的效果。從事潤滑油故障診斷的人員應擴大知識面，除了有豐富的機械知識外，還應有一定的潤滑油知識。