船舶設備油液監測取樣技術要求研究初探

劉永翔　胡平+　何一波

摘 要：通過分析研究船舶設備油液監測取樣技術要求的必要性，歸納闡述了船舶設備油液油液取樣的一般規則，提出了船舶設備油液的取樣部位、取樣方法、取樣規程、取樣工況、取樣周期、取樣瓶及取樣量、取樣記錄及取樣標簽、取樣注意事項等一系列技術要求。

關鍵詞：船舶設備；油液監測；取樣技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.027

0 引言

研究和實踐均證明，機械設備80%的故障都與摩擦副的磨損有關，磨損失效是設備最常見、最主要的失效形式。在設備的使用過程中，由于摩擦副的表面磨損，會產生磨損微粒，還有因機械負荷、壓力與溫度的作用而生成的微粒，再加上外界污染的顆粒，大多數微粒呈懸浮狀態存在于機械設備的潤滑系統中。機械設備在不同的運轉階段，潤滑油的衰敗程度和磨損狀態會有所不同，產生的磨損微粒具有各自的特征，這些特征可以通過磨損微粒的數量、尺寸、分布與形貌等表征出來。所以，潤滑油中包含著機械設備故障特別是磨損狀態的重要且豐富的信息。油液分析技術通過采集機械設備中的潤滑油樣品，利用各種分析手段，檢測樣品的理化性能和油樣中所攜帶的由機械設備摩擦副形成的磨損微粒，獲得油樣的理化性能參數和磨粒尺寸、形貌、濃度和成分等數據信息，定性和定量地評價被測設備的磨損狀態，并預測其發展趨勢。

然而，要使油液分析獲得正確結果和準確判斷的首要條件是從系統中采集反映系統實際工況的油樣。目前對船舶機械設備磨損監測的方法和手段中，比較成熟的有發射光譜分析、鐵譜分析技術、傅立葉變換紅外光譜分析、理化指標分析和污染度分析。它們都是利用分析潤滑油的油品衰敗狀況和油中磨粒的信息，進行磨損狀態監測和故障診斷的。但油液中的組分、磨損顆粒及污染雜質，在整個系統的油液中分布是不均勻的，它們以不連續的分散相存在。特別是潤滑油中的磨損顆粒，它的濃度和尺寸分布是隨機器的運轉工況及其它多方面的影響而變化的，這就給取出具有代表性的油樣帶來了困難。因此，潤滑油的取樣是油液監測技術中首要且十分重要的環節，是油液分析技術成敗的關鍵一步。如果每次取樣都有代表性并符合規范，那么各個油樣所提供的有關設備磨損狀態的信息就具有了可比性，診斷的依據就是可靠的，結論自然是正確的。否則油液分析將失去了前提和基礎，結論自然是不可靠的。因此，研究船舶設備油液監測取樣技術要求具有十分重要的意義。

1 船舶設備油液油液取樣的一般規則

取樣技術是油液分析技術的關鍵環節之一。通過分析所取油樣中的磨粒，可以監測、判斷和預測機械設備的技術狀態。因此，取樣人員所取的油樣必須是含有表征設備主要磨損部位信息的有代表性的動態油樣。處于運動狀態的設備，其潤滑系統中磨粒的產生，以及存留部位都是隨機變化的，磨粒的濃度及磨粒的大小、分布也是隨機變化的，而且整個潤滑系統中的磨粒也并非均勻分布，而是不連續的分散存在，這都給取樣帶來困難。因此，必須十分重視取樣技術，按照取樣操作規范取樣，保證所取油樣能正確反映設備磨損的真實情況。

磨損部位產生的磨粒，在潤滑系統的循環中可能流失，這是由種種原因造成的。例如：濾器的濾清作用，油路、油箱中磨粒的沉降或吸附作用，氧化及化學腐蝕作用，機械的碾碎作用，以及潤滑油的流失損耗作用等等。取樣時要考慮到設備運轉狀態，潤滑油中磨粒濃度的動態平衡，因為磨粒產生的速率對機械設備的早期預報極具參考價值。

2 船舶設備油液取樣部位

最常見的取樣位置是機器設備潤滑系統中油液潤滑各摩擦部位后濾器前的一點，通常選擇滑油回油管路、滑油泵出口濾器前壓力管路、油底殼、循環滑油柜等處。在回油管路上取樣時，應盡量避免從管子底部取樣，而且在取樣時，應先放掉一部分油，以清洗油閥，保證取得動態的油樣，不能取不流動的“死油”。 在油箱中取樣時，主要影響因素是磨粒的沉降效應，以及小磨粒的懸浮狀態，取樣時通常將取樣管插入到油面高度一半略下的深度，而且最好固定在同一深度上取樣，除非不得已一般情況下不得從油箱底部取油或放油。

舉例來說，12VE230主機的最佳取樣位置是在滑油抽出泵出口與濾器前的管路上壓力表接頭處，安裝專用的取樣閥取樣，135型柴油機則可以從油底殼滑油量油口處插入取樣管（圖1，圖2）。

3 船舶設備油液取樣方法

3.1 取樣閥取樣

在選取的取樣點安裝專用取樣閥、利用壓力表的放氣閥、循環油柜的放油閥、油底殼的放油閥和油柜液位標尺沖洗閥等部位取樣，均屬于取樣閥取樣。

3.2 取樣器取樣

使用專用的取樣器、取樣管和取樣瓶從油底殼、油箱或循環油柜中抽取油樣，屬于取樣器取樣。

4 船舶設備油液取樣規程

4.1 取樣閥取樣

（1）打開取樣瓶蓋將取樣瓶和蓋放在合適的地方，避免污染瓶及瓶蓋；

（2）打開取樣閥，先放掉一些油，以沖掉取樣閥出油口處、連接管路或油箱底部堆積的沉積物和管路中的“死油”；

（3）將取樣瓶放置在取樣閥下（不得將取樣瓶口與閥接觸！），當油液充滿到瓶子的3/4處，關閉放油閥，如果取樣過滿立即倒掉部分油樣；

（4）擰緊取樣瓶蓋，防止泄露（在擰取樣瓶蓋之前，嚴禁用任何物品擦拭取樣瓶，以防污染），填寫取樣標簽。

4.2 取樣器取樣

（1）確定取樣部位；

（2）根據設備取樣口的位置，選擇取樣管的最佳長度；

（3）將取樣管的一端安裝在取樣器上，旋緊防止漏氣，打開取樣瓶蓋，將取樣瓶口旋緊在取樣器上，瓶蓋放在合適的地方，以防污染；

（4）將取樣管的另一端插入油箱中油面高度一半略下的深度，拉動取樣器的活塞桿，從油箱中抽取油液；

（5）反復拉動取樣器的活塞桿，將油吸入到取樣瓶中，直到油液充滿到瓶子的3/4處；endprint

（6）將取樣瓶從取樣器上擰下，擰好取樣瓶蓋，防止油液泄露。

5 船舶設備油液取樣工況

5.1 運行中取樣

正常監測取樣必須在設備運轉，負荷和熱狀態穩定的情況下進行取樣。

5.2 停機后立即取樣

如機械設備必須停機取樣，則應停機后立即取樣，停機超過半小時后不得取樣。

6 船舶設備油液取樣周期

取樣間隔時間的確定取決于被監測機械的狀態特點，以及取樣分析的目的，或對設備故障診斷、狀態監測的準確程度。經驗表明，不同的機械設備，不同的運轉周期，不同的磨損狀態都應有不同的取樣間隔時間。應根據被監測機械設備的實際情況確定最佳間隔時間，間隔時間太短分析測量的數據變化甚微，浪費人力物力，間隔時間太長，則使分析測量準確度降低。

通常，對正常工況工作的設備，在設備運轉初期（或大修后重新運轉初期）磨合期階段，由于磨損狀態變化大，間隔時間應短一些。在設備正常運轉階段（正常穩定磨損）階段，因磨損狀態變化甚小，取樣間隔時間應長一些。設備經過較長時間運轉，進入磨損過程的后期（劇烈磨損）階段，因磨損狀態變化較大，取樣間隔應縮短。總之，要摸清設備的磨損規律，合理地確定取樣間隔時間。

船舶設備采集油樣的時間間隔應按照規定的取樣間隔來執行，沒有規定的船舶設備可每工作100小時左右取樣一次，每個季度至少取樣一次。當發現設備出現故障征兆或潤滑油變質嚴重時應隨時取樣，盡量爭取取到有代表性的能夠充分反映當時設備運行狀態和技術狀態的油樣。

7 船舶設備油液取樣瓶及取樣量

取樣瓶應為無色透明的清潔玻璃瓶或專用塑料瓶。

目前常用的容積為220ml的專用塑料取樣瓶，既可用于取樣閥取樣又可用于取樣器取樣。

在取油時，應使油樣液面到取樣瓶上的取樣范圍刻度線處，在保證取樣量足夠的同時，又不要取樣太滿，取樣瓶要保留一定的容積空間，以便分析前加熱搖勻。

8 船舶設備油液取樣記錄及取樣標簽

取樣后要及時詳細地登記取樣瓶上的標簽，準確記錄船舶舷號、設備名稱及其編號、取樣部位、設備工作時數、滑油牌號等重要信息，如有異常情況或添換過油液時，應當在備注欄中填寫清楚。（表1）

9 船舶設備油液取樣注意事項

（1）防止“死角”處取樣。潤滑油流經每一磨擦表面后，就含有相應的磨粒信息，而沒有流經磨擦表面的油，或停留在零件某“死角”處的油，不含有代表性的磨粒。尤其是用取樣器取油時，禁止取樣管下端與油箱底部接觸，以防將油箱底部的沉淀物吸入到油樣瓶中。

（2）防止油樣過滿。取樣時切記勿將油樣裝滿，否則無法使油樣搖均勻，所取的油樣為廢油樣，代表性不強。現場若不小心取滿，可在熱狀態下倒出一部分。

（3）保持取樣潔凈，避免污染油樣。未使用的取樣器材存放在干凈、封閉的包裝箱內；取樣瓶瓶蓋要避免被環境污染；避免取樣管口與任何可能產生污染的物體接觸等。取樣管可重復使用，在取新油樣前，應當先用一廢油瓶至少抽至一半容積，以清洗取樣管，然后再使用干凈的新取樣瓶進行取樣。

（4）取樣后要及時詳細填寫取樣卡所規定的全部內容，取樣人須簽名以對所取油樣負責 。

（5）管理中要將設備的工作時數、所發生的故障、修理或更換零部件情況以及更換或添加新滑油的情況及時記錄在設備文書上，以備查。

10 船舶設備油液油樣送檢

取樣之后船舶機電部門應進行登記，按照有關要求填寫“船舶設備監測單”，連同油樣及時送設備質量監測單位。

參考文獻：

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作者簡介：劉永翔（1978—），男，山東蘭陵人，本科，講師，研究方向：艦船裝備維修。endprint