探究潤滑油檢測在設備故障診斷中的應用

齊麗萍 賈靜 代寧寧 鞠云忠

東營市工業產品檢驗與計量檢定中心 山東東營 257091

潤滑油在業界主要充當工作介質的作用以及潤滑液的作用。充當潤滑液的時候，潤滑油的質量就非常重要，因為其影響機械運轉的效率和性能，質量較差的潤滑油會導致機械磨損加劇、性能下降，進而導致故障頻發;此外，它能充當工作介質的原因就是潤滑油本身可以成為傳遞訊息的媒介，潤滑油進入機械后會經過機械中心的各個部件，與這些部件接觸過后就相當于攜帶了信息，然后通過測試分析潤滑油就可以掌握零件的運作情況，這與其他故障檢測方法比起來有著明顯的優勢。

溫升等通過機器檢測故障的方法隨著科技的發展變得愈加可靠和精準,但他們的一些根本性的缺點仍難以根除。主要有兩點，第一是報告遲緩，比如說使用溫升的方法檢測故障，只有在故障發生的時候工作人員才能夠發覺，也就是說當維修人員被提醒的時候，故障的發生已經無法避免，操作者所能做的僅僅是趕緊排除問題來阻止更大故障的發生，顯然，這種辦法的工作出發點就是故障的后果，而且要承擔后果產生的代價。第二是由于從故障的后果出發，所以在故障的原因分析方面顯得無能為力，模糊不清。

潤滑油在使用的過程中，由于機器會不斷吸收污染物，其本身的質量也會不斷下降，造成某些數值超標，自身會成為故障產生的原因之一，因此，在檢測到潤滑油相關數值超標時應當及時清理；同時，潤滑油又可以成為檢測判斷其他故障原因的媒介，所以做好檢測潤滑油的工作是很重要的。以下對潤滑油技術的主要內容、應用、現狀以及展望幾個方面做個總結。

1 潤滑油的一些指標

潤滑油的質量和它在機器中的相關指標的變化都與故障的出現有關，仔細研究這些指標有利于故障的發現,以下就是具體的介紹。

1.1 關于油的指標

主要包括粘度系數、空氣釋放性、中和值和閃點測試等。但由于測試方法較復雜以及難以確定一個數值，所以這類指標不常被使用。

1.2 油中的雜質

潤滑油當中的雜質可以成為導致故障的原因，也可以成為幫助檢測員找出故障的指向標。雜質既可以來源于內部，比如不充分燃燒所產生的顆粒物，也可以來自于外部，比如灰塵、空氣等。

1.3 磨損顆粒

鐵譜和光譜是常用的方法。光譜法可以精確測量上層油中直徑在5um以下的摩擦顆粒物，以及被腐蝕掉的金屬化合物微粒等非常細小的金屬元素。在檢測各個金屬微粒在潤滑油中含量的時候有諸多優勢，比如消耗時間短，精確度高等，此外由于部分金屬元素以化合物的形式存在在上層油脂中，所以形態較為穩定，代表性好。大磨損顆粒物的出現是惡性磨損的信號，但是如果使用這個方法，監測員便可以直觀的發現有小顆粒物濃度增大的現象，如果快要增大到某個極限數值的時候，這就可以相當于一種警告信號了。而鐵譜將顆粒按大小排序，雖然可以計數，但是精確度堪憂，而且一般不報告由于小顆粒造成的故障，操作過程也略顯復雜。

1.4 油壓和油耗

油在機器內流動需要適量的壓力，不正常的壓力值可能預示著機器某些零部件出現損壞。舉個例子，機油耗是一個參數指標，往往是越低表示機器正常，如果高于一定數值，則表示可能出現故障。

1.5 換油期

油在使用過程中受到灰塵、雜質、水蒸氣、氧化物等很多東西的影響從而可能發生相應的物理化學反應，會導致油料質量的下降，負面地影響機器運作，嚴重的還會導致機器報廢。因此，按照需求進行換油操作是必須的。有柴油機公司做過實驗，把15000公里一換的柴油機改成50000公里，機器的壽命銳減高達百分之八十。數據顯示，換油期從10000公里變成20000公里會導致零件磨損力度增加一倍，再延長10000公里便猛增至五倍。由此可知，機油更換工作非常重要。

在實際工作中，按照行駛里程和使用時間，檢測項目可以分為四類：①硬性檢測的項目：油的理化指標,如粘度系數、水含量、泡沫特性、不溶物等,一旦超標即可上報。②第二重要的檢測項目：檢測的重視程度和次數可以低于必須檢測的項目,主要包括紅外等檢測。③可選項：在上述數值接近警戒值但還沒到時，依情況選擇檢測，比如說性能指標等。④可觀察的項目：油壓和油耗數值異常也應立即警報。

2 為什么需要潤滑劑

①首先是可以降低摩擦造成的損耗。零件并不像表面一般光滑，如果長時間的將零件與零件之間進行摩擦，將會加大零件的損耗力度，減少使用壽命，在極端情況下會導致零件溫度升高，燒毀零件。潤滑油可以協助在零件的摩擦面形成一層膜，當機器運行的時候，零件將在膜上刮擦，減少了之間的摩擦損耗程度，相對應的摩擦產生的熱量也較低，減少了由于摩擦高溫導致的零件損壞。②充當冷卻液的作用。剛進去的潤滑液的溫度是低于機器內的溫度的，可以有效地吸收零件由于摩擦生成的大量熱量。③充當洗滌的工具。在機器內流動的潤滑液可以洗刷內部由于摩擦造成的金屬顆粒。④充當抗氧化劑的作用，潤滑液形成的薄膜可以有效阻止金屬零件與空氣、水蒸氣會促成氧化反應的物質接觸，延長零件的使用壽命。⑤密封作用。阻止氣體泄漏，增強氣缸的密封性。

3 潤滑油技術發展的缺陷

3.1 利用潤滑液來監測的實質

利用潤滑液來監測是綜合了摩擦學幾種學科而形成的一種方法，對于企業來說，可以有效的降低監測的成本，同時也保證了測試結果的準確性，是科學的監測方法[1]。

3.2 人才管理制度混亂

監測潤滑油中的雜質含量的專業技術人員是不可或缺的。只有在保證了有足量監測人員的供給的情況下，潤滑油監測的技術工作才能夠不斷接受先進思想的影響，不斷進行改革。要不斷發展潤滑油雜質監測技術的前提要求就是按照新時代的要求建立統一的、完善的員工培訓體系，只有這樣，才能不但從外部吸引人才，還能夠將已經在崗位上的員工培養成為更出色的專業人員。監測潤滑油雜質技術的管理工作是多方面的，這就說明在完善制度的過程中需要不斷考慮到來自多方面的技術問題，系統問題，管理問題，人文問題等，這些因素都會在管理工作開展的時候造成或多或少的影響。

4 潤滑油在故障檢查中的作用

4.1 首先要了解潤滑油工作的原理

雜質監測系統中有滑油油泵、備用泵、冷卻器、主泵、雙聯過濾器為齒輪箱、燃氣輪機等準備潤滑油。在整個流程中，若機器設備正常運行，則主要由主泵提供潤滑油，而在非正常運行的時候，比如說機器剛剛啟動的時候或是為降溫暫時暫停的時候由潤滑油油泵提供,或是在部分零件故障的時候由后備泵提供潤滑油。風冷紫銅翅片管散熱器可以有效地將潤滑油中的熱量散發到空氣中。溫控閥可以控制潤滑油的含量比率，使其保持在一定的溫度水平。

4.2 關于設備潤滑油監測的新方法以及實操性

檢測潤滑油節點的創新性方式使在實際操作中對確定潤滑油檢測時間的把控更加合理，很好地支持了潤滑油的定期更換工作。它能夠使機器各個部位的潤滑油的情況處于監測員的掌控下，檢測的部位更加的合理，更加能夠綜合反映潤滑油的使用情況，為更換潤滑油的時間節點的確定提供依據，顯然，這使得潤滑油的管理工作更加有秩序，更加科學，更正了之前老套的管理方式，符合科學化的機械維護規范。新的節點確定方法不是獨立使用的，要把其與其他潤滑油監測方法綜合到一起使用才能夠充分顯現它的創新性和有效性，除了專業操作要注意外，員工個人素質的要求也是不可忽視的，相關管理者和機械操作者的個人責任意識和專業能力直接與工作順利的開展相關，比如說不定時對潤滑油使用情況進行監測，并且對監測結果進行分析做出是否更換潤滑油，這些都是需要工作人員親身去實操的。資料顯示，在2017年的一次評估中，同一廠房里面的十幾臺機器，使用了最新的監測方法，監測結果與實際的情況誤差接近0%，沒有一臺機器出現大的檢測誤差，這證明檢測方法的有效性明顯。

4.3 檢測摩擦顆粒物的大小和形狀

鐵譜和光譜是常用的方法。光譜法可以精確測量上層油中直徑在5um以下的摩擦顆粒物，以及被腐蝕掉的金屬化合物微粒等非常細小的金屬元素。在檢測各個金屬微粒在潤滑油中含量的時候有諸多優勢，比如消耗時間短，精確度高等，此外由于部分金屬元素以化合物的形式存在在上層油脂中，所以形態較為穩定，代表性好。大磨損顆粒物的出現是惡性磨損的信號，但是如果使用這個方法，監測員便可以直觀的發現有小顆粒物濃度增大的現象，如果快要增大到某個極限數值的時候，這就可以相當于一種警告信號了。而鐵譜將顆粒按大小排序，雖然可以計數，但是精確度堪憂，而且一般不報告由于小顆粒造成的故障，操作過程也略顯復雜[2]。

5 潤滑油監測技術的發展歷程

從學科領域方面來看，機械故障是機械行業要解決的事，而潤滑油監控是油行業要履行的職責。按照傳統的運營模式，我國許多企業都建有專門檢驗油的化驗室，但是通常存在使用人員專業素質不高，浪費程度高等弊端，因而很難勝任高效檢驗油品的任務。而現在國外流行的是開辦獨立的化驗室，專門為各行各業提供油品監測服務，相當于做外包業務。由于這類化驗室是專職做這類工作，所以不會受到其他工作的影響，保持了專業性，人員素質高，數據可用性強。“油料診斷醫院”的建議我認為不太正確,某些人可能混淆了醫院的概念。醫院的任務是治病，而治病包括很多環節，這樣來說就又陷入了傳統經營模式的怪圈，這就相當于是要求搞油品化驗的人員完成了油品檢測后還要他們進行故障排除，這是不合理的。而且就檢測而言,醫療和工業有較大區別，醫生看病，主要就是運用了某方面的醫學知識，但利用潤滑油檢測故障的工作人員同時需要懂得機械、潤滑油等專業知識，所以多專業的人才一同工作是必須的。

用潤滑油來檢測的方法也有缺點，它需要專門建有實驗室，無法進行實時監控。為了解決這個問題，許多現場潤滑油測定方法已經被創新出來，可讓工作人員隨時知曉潤滑油的使用情況，同時還引入了儀表技術，可以在儀表上實現實時監控。這幾年還分化出了幾個這方面的學科，有利于相關方面的研究。

目前來說，機械故障問題仍然屬于機械行業從業人員管理的范疇，雖然他們在掌握機械知識方面得心應手，但是對于潤滑油往往缺乏必要的理論知識,因而在用潤滑油工作的時候可能就會過分強調對摩擦粒子的分析，而忽視了對油液本身的分析，僅僅把其作為一種載體。比如說《油樣分析技術》這本書中描述的內容包括鐵譜、光譜等方法,其中花了大力氣介紹鐵譜。在作者看來，只有通過磨粒才可以分辨故障所在，而鐵譜就是研究磨粒的最佳方法，如此先入為主的研究思維會極大限制油液診斷技術的長遠發展。從另一方面來看，潤滑油業界的人才雖有豐富的油料知識，但對機械的理解也是從化學的角度來分析,同樣具有缺陷。因此，從事油料檢測故障的人應當擴大自己的知識面，將多學科的內容進行穿插理解，只有這樣，才能更好地在機械故障排除工作中使用潤滑油檢測法分析故障的成因[3]。

6 結語

潤滑油雜質的檢測技術，因為技術、設備、管理等問題，成為了實際工業生產中必然要解決的問題。新的檢測技術有效解決了潤滑油檢測的弊端，沒有漏掉任何一個應該檢測的地方，同時對潤滑油的管理提供了寶貴的建議。它對測試節點的發現提供了可支撐的依據。隨著時代的發展，持續的工作推進將會為這種方法的有效性提供實踐性的證明。