水泥行业油液检测

众所周知，磨损是设备零部件失效的三种主要形式（磨损、腐蚀和断裂）之一，是降低机器工作效率、准确度乃至报废的一个重要原因。设备状态监测诊断技术的应用可保证设备合理地配套使用和最大限度地提高使用寿命，防止重大恶性事故的发生，提高经济效益。机器设备在整个寿命期内的机器故障率与使用时间有如下“浴盆曲线”关系，如图1-4所示：

A区段：早期故障期，是由于设计、制造、检验测试、安装调试上的失误而引起的。其特点是故障率较高，但它随着液压系统运行时间的延长和对出现的故障不断排除而迅速下降。

B区段：有效寿命故障期（又称随机故障期）。其特点是故障率低而稳定，近似于常数，与使用时间关系不大；所出现的机器故障是由设计、制造中潜在缺陷、操作差错、维护不良、环境影响等偶然因素引起的；此外，有效寿命故障期一般比较长，是设备工作的最佳时期。不能通过调试来消除，也不能通过定期更换零部件来预防。

C区段：耗损故障期。故障为渐发性的，是由设备零部件的自然耗损（如磨损、腐蚀、疲劳、老化等）而引起的。其特点是，故障不但随着使用时间增长而迅速上升，维修费用也不断增长，且工作效率越来越低。如果能预先知道这段故障期的起始时间，在它到来以前更换零部件等就可以使故障率稳定，保证系统正常工作。

由此可见，对于设备来说，应加强元件的出厂检验和设备的整机调试及试运转等工作，以缩短A区段的早期故障期；开展机器设备的状态监测诊断，及时维修保养，就可以延长B区段的有效寿命故障期，推迟C区段的耗损故障期的到来，使设备的使用效率最高。

状态监测就是通过从运行着的设备中提取某种信息，包括对其进行处理，得出的参数，以此表征该机器当时所处的工况状态。磨损状态监测技术主要用于机器在运行过程中，由于不同性质和不同程度的磨损必然要伴随产生不同特征的磨损颗粒，而大部分的摩擦磨损都是在润滑油存在的条件下进行的。从机器润滑系统里采集油样，把磨损颗粒分离出来，并对其进行定性和定量的分析就是油液分析。与其它种类的监测方法相比较，具有以下优点：

具有较高的准确性和可靠性。在不停机的动态监测条件下，它可以获取更为第一手的磨损信息；而且它拥有的定性和定量分析手段，比其他方法更加完备，特别是由于磨损的大小和数量分布与磨损发展规律相吻合。
通过对磨损颗粒材质的鉴别并与摩擦副零件材料对照，可以较为准确地判断发生磨损的零件部位。
从现有的磨损颗粒图谱及其生成理论出发，对磨损颗粒的外观和形态的定性分析为磨损过程的微观机制提供了充足的依据，且随着这种理论和分析方法的不断完善，分析和判断发生磨损的原因也越来越准确。
适用于早期磨损的监测，即使对于发生较突然的严重磨损，其磨损颗粒特征总有一个或长或短的演变过程，利用一定的油样采集技术，就有可能捕获得到这种带有早期磨损特征的磨损颗粒。就可以对即将发生的严重磨损或由此引起的机器故障做出较为准确的预报。
应用范围广、通用性强，适用于绝大多数使用油液的摩擦副的磨损监测；更便于在设备众多的大型厂矿中实行分散采样、集中分析，而且借助于多重杂质分离和分析技术，根据使用要求和分析仪器的条件，可以有较大的选择余地。
还可以将油液的分析技术应用于设备磨合阶段的磨损状态监测，以便科学地制定磨合规范。

油液分析技术的主要局限性是要求分析人员具备较高的技术水平，有时尽管仪器操作本身并不复杂，但是通过分析掌握机器的磨损规律、判断其磨损状态，不但要求掌握一定的摩擦学知识，而且要通过长期分析积累相当的经验。此外，监测的准确性，还在一定程度上取决于油样的采集是否合理，即油样是否有足够的代表性，这又取决于采样的部位、时间间隔以及采样方式等因素。

由于油液分析具有准确性高、可靠性强、应用范围广等优点，目前已成为设备磨损状态监测中的一种重要方法。实践证明，不同的磨损作用过程（跑跑合期、正常磨损期、异常磨损期），产生的磨粒有不同的特征（形态、尺寸、表面形貌、数量和粒子的分布），他们反映和代表了不同的磨损失效类型（粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损等）。根据磨粒的材料和成分不同，就可以区分磨料的来源。油液分析技术对研究设备磨损的部位和过程、磨损失效的类型、磨损的机理有重要作用。而且也是在不停机、不解体的情况下对设备状态监测和故障诊断的重要手段。

一般的油液分析工作分为采样、检测、诊断、预测和处理五个步骤。采样必须采集能够反映各个零部件磨损状态的具有代表性的油液。检测是指油液进行分析，测量油液中磨损颗粒的浓度及尺寸分布，进而判断机器的磨损状态。当判定属于异常磨损时，需要进一步诊断，确定磨损的零部件和磨损类型。预测是指采用一定的数学处理方法，预测该设备在未来磨损状态变化的趋势，计算处于异常磨损状态变化的趋势，计算处于异常磨损状态的机器部件的剩余寿命。确定对设备的维修方式、维修时间和是否更换零部件。

统计表明，全球每年需要花费数十亿美元用以更换因润滑失效（油液老化、污染、油液混/误用）导致的磨损失效零部件。为了有效降低这一损失，国内外各种客户都已经建立了完备的润滑管理体系。作为润滑管理体系的基础及技术支撑，油液监测技术可以保证设备时刻处于良好的润滑状态，避免因润滑失效导致的设备磨损，有效提高设备的无故障运行时间及其延长设备的运行寿命。于此同时,通过监测溶解或悬浮于油液中的、由设备磨损或腐蚀产生的磨粒的成分、数量及其浓度，可以准确判定设备的磨损位置、磨损状态和磨损原因。因此，油液监测技术可以对设备的重大故障进行早期预警，通过对监测数据的实时分析及其趋势分析，提早发现设备的潜在故障隐患，优化设备维护保养计划，降低设备重大故障的发生几率。

油液老化会导致润滑状态（性能）的衰变；各种固体颗粒、渗漏或混油污染是油液中污染物的主要来源；磨粒的成分、浓度及其形貌特征可以准确表征设备的磨损状态、磨损趋势及磨损原因。因此，润滑状态、污染物及其磨粒并称为“油液监测铁三角”，是油液监测内容的集中体现。