油品監(jiān)測技術(shù)在露天礦山設(shè)備的應(yīng)用

何照建，潘文琨，張發(fā)貴

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司采礦車間，云南文山 663701）

0 引言

隨著露天礦山設(shè)備向大型化、復(fù)雜化、自動化、高精度和高生產(chǎn)率的方向發(fā)展，對設(shè)備管理水平的要求不斷提高，管理人員需要與時俱進(jìn)，采用新技術(shù)避免設(shè)備意外失效和損壞造成經(jīng)濟(jì)損失。油品分析是通過檢測分析設(shè)備在用潤滑劑或工作介質(zhì)的性能變化和含有的磨損微粒情況，來判斷設(shè)備的潤滑和磨損狀態(tài)的技術(shù)，是一種重要的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。同時，該技術(shù)也應(yīng)用于預(yù)測故障、輔助制定維修管理策略、管理潤滑油、備件庫存管理和廢油降級使用等方面。

1 露天礦山設(shè)備管理存在的狀態(tài)監(jiān)測問題

（1）國內(nèi)潤滑油品牌過多，設(shè)備廠家指導(dǎo)在設(shè)備上應(yīng)用的專用油價格昂貴，造成設(shè)備潤滑成本過高，又缺乏有效技術(shù)分析，部分潤滑油供應(yīng)商提供的假冒產(chǎn)品給企業(yè)造成設(shè)備損壞和成本損失。

（2）設(shè)備的發(fā)動機(jī)、變速箱、液壓系統(tǒng)等重要部件的內(nèi)部零件磨損狀態(tài)不能實時監(jiān)測，憑經(jīng)驗實施保養(yǎng)或維修，因無設(shè)備狀態(tài)分析技術(shù)和數(shù)據(jù)分析支持，設(shè)備過度維修和失修現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致維修成本高和設(shè)備運(yùn)行率低。

（3）設(shè)備全壽命周期技術(shù)檔案不全，故障原因及失效部位不清，備件計劃和庫存不合理，造成備件待料停機(jī)損失，或是冗余備件占用庫存資金，影響公司效益。

2 油樣分析技術(shù)對換油周期和機(jī)械失效分析的應(yīng)用意義

引進(jìn)油樣分析及狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)作為設(shè)備管理的重要手段，可以掌握設(shè)備運(yùn)行和潤滑狀態(tài)，實行預(yù)防性維修和視情維修是維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的先進(jìn)技術(shù)，同時也是適應(yīng)設(shè)備大型化、高效化、復(fù)雜化后提升設(shè)備科學(xué)管理水平的必然選擇。

設(shè)備在用潤滑油在使用過程中因受到機(jī)械剪切、攪動、高溫、金屬催化等的作用以及外界條件如機(jī)械雜質(zhì)、粉塵、氧化物、水分等的影響而發(fā)生氧化、變質(zhì)、解聚和老化等，生成羥酸、膠質(zhì)、瀝青等氧化產(chǎn)物，油品的顏色變暗，黏度發(fā)生變化，酸值增大，腐蝕性增加，使用性能降低、壽命縮短，由此導(dǎo)致潤滑失效，所以必須及時更換新油。潤滑油的使用周期和換油周期是設(shè)備潤滑管理過程中一個十分重要的工作內(nèi)容。大多數(shù)設(shè)備廠家都在維護(hù)說明書中規(guī)定了潤滑劑的更換周期，但簡單地以運(yùn)行小時作為油的更換周期是不盡合理的。因為同一類型設(shè)備，由于工作條件不同，潤滑劑在使用中的老化變質(zhì)程度也不同。掌握油品老化傾向，定期進(jìn)行取樣分析，根據(jù)理化指標(biāo)、磨損狀況等設(shè)備性能變化來判斷油品老化程度，才能合理地確定換油周期。

通過對設(shè)備在用潤滑油的定期取樣監(jiān)測，能及時了解掌握設(shè)備在用潤滑油的劣化狀態(tài)、污染狀態(tài)和設(shè)備的磨損狀態(tài)。在用潤滑油的檢測報告，能提供設(shè)備的潤滑與磨損狀態(tài)信息，經(jīng)技術(shù)人員分析后可提出相應(yīng)的處理與解決措施，為企業(yè)設(shè)備管理人員開展?jié)櫥芾砗鸵暻榫S護(hù)提供決策依據(jù)，避免發(fā)生嚴(yán)重的潤滑故障與機(jī)械失效。

3 油品監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用實例

礦山機(jī)械設(shè)備在使用過程中會發(fā)生各種各樣的潤滑磨損故障問題，需要分析這些故障的具體原因，指導(dǎo)制定相應(yīng)的預(yù)防措施，避免同類型故障的發(fā)生。設(shè)備的潤滑磨損故障通常分為油品品質(zhì)嚴(yán)重劣化、油中存在大量異物和機(jī)械部件發(fā)生磨損，這些故障的原因主要來源于油品本身質(zhì)量、現(xiàn)場使用維護(hù)、和設(shè)備自身缺陷。通過對設(shè)備在用潤滑油的取樣、檢測及分析，得到準(zhǔn)確的技術(shù)指標(biāo)：40℃/100℃運(yùn)動黏度、閃點、水分、總堿值、光譜元素分析、鐵譜分析、紅外定量分析（積碳、氧化度、硝化物、硫化度、乙二醇含量、燃油稀釋度、抗磨劑ZDDP（二烷基二硫代磷酸鋅）含量）、總酸值、污染度等，基于上述信息加以應(yīng)用。

3.1 潤滑油選型及管理

以露天礦山礦用車輛和工程機(jī)械為例，對設(shè)備用油品牌多、種類多的發(fā)動機(jī)機(jī)油、液壓油、齒輪油進(jìn)行抽取新油送檢分析，再對機(jī)油、液壓油、齒輪油的品牌、油品規(guī)格等級進(jìn)行統(tǒng)型。經(jīng)公司的應(yīng)用實踐，發(fā)動機(jī)機(jī)油統(tǒng)型使用藍(lán)至尊15W-40牌號的機(jī)油，液壓系統(tǒng)統(tǒng)型使用長城68#抗磨液壓油，終傳動系統(tǒng)統(tǒng)型使用長城85W-90型齒輪油，經(jīng)過長期油樣跟蹤后設(shè)備潤滑效果良好，這樣就便于采購、倉儲及油品管理，有效降低采購、使用的成本。

3.2 科學(xué)延長設(shè)備潤滑油更換周期

對重點設(shè)備總成件潤滑狀況開展在用油的定期監(jiān)測，摸索分析油液各參數(shù)與設(shè)備潤滑狀況的關(guān)系及規(guī)律，多次取樣分析后進(jìn)行延長在用油的更換周期試驗，最后可根據(jù)設(shè)備實際運(yùn)行狀況確定較為合理的潤滑油更換周期。公司對礦用卡車QSX15發(fā)動機(jī)進(jìn)行機(jī)油延長保養(yǎng)周期試驗，試驗過程中，用藍(lán)至尊新油、使用至250 h的機(jī)油、使用至300 h的機(jī)油的油樣進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)：使用至300 h的機(jī)油對比使用250 h的機(jī)油油樣數(shù)據(jù)，各關(guān)鍵指標(biāo)中運(yùn)動黏度100℃、總堿值、金屬含量、添加劑（Ba，Ca，Zn，P）數(shù)值均無顯著變化，積碳含量略有上升，仍在可用范圍內(nèi)，因此使用藍(lán)至尊機(jī)油延長至300 h更換機(jī)油可行，同時還將電動液壓鏟液壓油由2000 h換油周期延長到3000 h，多次油品取樣監(jiān)測驗證了其合理性。

3.3 設(shè)備預(yù)防性維修

對康明斯發(fā)動機(jī)、艾力遜變速箱等重點大批量設(shè)備總成件運(yùn)行潤滑狀況定期監(jiān)測，分析油液中金屬含量、總堿值、運(yùn)動黏度、積碳含量、磨損金屬顆粒等參數(shù)，根據(jù)油樣中金屬含量增高程度，提前做好備件儲備，及時組織預(yù)防性維修，減少設(shè)備事故發(fā)生的概率。公司在油樣分析投入應(yīng)用后，開始摸索設(shè)備相關(guān)摩擦副經(jīng)過一定周期的運(yùn)行后，油樣中各項指標(biāo)的變化趨勢與設(shè)備內(nèi)部零件磨損量的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)分析可判斷故障和提前做事故預(yù)防處理，比如對使用（7000～8000）h的艾力遜8610HR變速箱的油樣分析時，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在異常磨損并組織拆檢后發(fā)現(xiàn)倒擋離合器銅質(zhì)擋圈磨損斷裂、行星輪架齒輪銅質(zhì)墊片過度磨損，避免了故障進(jìn)一步擴(kuò)大而導(dǎo)致設(shè)備事故發(fā)生，節(jié)約大量維修成本。對礦用車輛和工程機(jī)械差速器、輪邊減速器、液壓系統(tǒng)油樣中銅、鉻、鐵、硅、水分等含量數(shù)據(jù)分析，及時制定維修計劃和組織預(yù)防性檢修。

4 小結(jié)

針對設(shè)備管理上存在潤滑油品牌過多、設(shè)備潤滑保養(yǎng)周期不科學(xué)、設(shè)備狀態(tài)分析缺少手段等問題，通過應(yīng)用油樣分析技術(shù)，提供設(shè)備潤滑及磨損狀態(tài)分析技術(shù)支持，為礦山設(shè)備開展?jié)櫥芾怼p少用油成本、設(shè)備狀態(tài)技術(shù)分析、備件計劃管理、預(yù)防性維修等方面應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，從而使設(shè)備管理科學(xué)化、規(guī)范化、效益化。