润滑油样分析技术（磨屑分析技术）

meilixiaojun

在设备的维护中，整个油样分析工作通常按采样、检测、诊断、预测、处理五个步骤进行。
1 J2 i6 G/ {& \- b; C. `采样是指从润滑系统中采集能正确反映被监测的机器零部件运行状态的油样或磨屑样品，通常应在机器运转过程中或在停车后不久进行，因为这时润滑油还保持正常的工作温度，磨屑与润滑油混合状态较好。采样工作一般由现场操作人员完成，采样后立即连同完整的采样记录送往油样检测室。无论采取什么采样方式，在采样呵送检过程中必须严防外界污物进入油样。采样周期的确定应考虑设备的重要程度、零部件的负荷特性、距上次大修的时间等因素。对于可能有初期致命缺陷的设备要经常取样。如设备运转时间较长、油样监测已开始发现异常，则应及时调整取样周期、加强监视。
, B; h) F' Q5 m+ b检测的基本内容包括对油样中磨屑的粒度大小、表面形态等进行观察以及对其数量、成分、粒度分布等进行测定。这步工作类似于医学中的血液化验。
* H; k: Z1 T' r% ]) n+ A( T: ]诊断则是根据油样检测结果判断机器的磨损状态是否正常，对异常磨损还要确定发生异常磨损的零部件以及磨损的类型。例如：根据磨屑成分（铁、铜、铝等）变化，可判断发生异常磨损的零部件；根据油样磨屑的浓度和粒度，可判断磨损的严重程度；根据磨屑的大小和表面形态，可判断磨损的类型、原因等等。
/ ^. _& a& a& N) S预测是指根据目前磨损状况，预测机器零部件的剩余寿命和今后可能发生的磨损类型。预测通常要将当前油样检测结果与以前一段时间内各次检测结果连贯起来进行分析。以时间为顺序的各项检测指标各次检测结果组成的各条曲线，从不同方面表征了过去至当前磨损的发展过程，据此运用有关预测规律，或参照被监测设备过去的维护经验（或对同类设备的维护经验）、或参照国内外相应的研究结果，往往会较直观方便地得到较满意地定性预测结果。一般地，当这些曲线中的一条或几条同时开始发生变化时，应加强监视；当曲线发生显著变化时，表明异常开始出现；当曲线陡度发生剧烈变化，则预示着故障即将发生。
: I+ U8 d3 P1 b+ W6 }处理是根据预测的结果确定维修的部位、方式和时间。
目前常用的润滑油样分析方法主要有光谱分析法、铁谱分析法。
3 m. v9 B1 A0 J: R* M% I2 J一、光谱分析法
( a# h) Y1 \$ C* Y, P2 |# a光谱分析法对磨屑粒度的灵敏范围一般小于10μm，灵敏度、准确性和稳定性都较好，尤其适用于用有色金属制造的零部件的磨损分析。（例如，柴油机主轴瓦及连杆轴瓦的材料为钢背网状铝锡合金，它以锡—铝共晶软化相的形式存在。通过油样磨屑成分测定可知，润滑油中微量的锡和铝来自主轴瓦和连杆轴瓦的磨损；镁来自球墨铸铁曲轴轴颈的磨损；铜和锌来自连杆小头锡青铜衬套的磨损等等。这样就可以根据磨屑成分定性地判断出哪些零件发生了磨损。此外，它还可以根据各种磨屑成分含量地多少，定量地判断出各零件磨损地程度。）缺点是不能给出磨屑的形貌细节，从采样到分析结果滞后时间较长。
8 w+ F' J3 n0 T- E" h* @5 d) k4 {7 P1、原子发射光谱分析法：利用物质受电能或热能激发后发射出的特性光谱的性质来判断物质组成的方法称为发射光谱法或电火花法不同物质的原子受激后所放出的光辐射都具有与该元素相对应的特征波长，利用这个原理制成的各类发射光谱仪，采用各种激发源使被分析物质的原子处于激发态，再经分光系统将受激后的辐射线按频率分开，通过对特征谱线强度的测定，可以判断某种元素是否存在以及它的浓度。
( v0 \% B8 q( U5 U! `! N& r% y8 m2、原子吸收光谱分析法：亦称火焰法。其基本原理是，将润滑油中的磨屑热解原子化，根据原子蒸气对各种不同波长的单色锐线光源发出的特征辐射线吸收作用的不同来确定磨屑中各种元素的含量。
0 P) k* M/ ~( u9 L% `4 T+ p" e6 g. X! m二、铁谱分析法
1 `) k8 B+ d- o2 D1 L铁谱分析法的基本原理是将油样按规定的操作程序稀释使之流过一个强磁场，在磁场力的作用下，不同大小的带磁性的磨屑所能通过的距离不同而形成按颗粒大小次序的沉淀，测定分析油样中磨屑沉淀的情况即可判断机器零部件的磨损程度。铁谱分析可以提供磨屑的数量、粒度、形态和成分等反映零部件磨损状态的重要信息，这是其他油样分析方法所不能全部实现的。
) |6 _4 j4 J4 n1、分析式铁谱仪
! r5 Y- c) Z8 H8 N2、直读式铁谱仪
- q' L( c" W/ X/ y) {3 C油品的光谱分析
油品中含有多种金属元素，有的来自油品添加剂(各种有机盐)，有的来自设备摩擦副，还有的来自水和空气中的尘埃。
) T8 k. ]' Q) _. c  }光谱分析有原子发射光谱分析和红外光谱分析两种方式，原子发射光谱用于分析油品中的金属元素浓度，而红外光谱主要用于分析油品的分子组成。在油品检测中，常用的是发射光谱。原子发射光谱对于尺寸小于10um的金属颗粒具有良好的敏感性，这也是它被用于油品分析的主要原因。
市场上流行的光谱仪可分析下列元素的含量，单位为ppm。
Fe: 来自于钢铁类摩擦副，如缸套，齿轮等，为磨损类金属元素,若其含量迅速增加，表示可能出现异常磨损，尤其是腐蚀磨损。
1 n7 F0 C% y6 s4 i' N9 v5 aCu：来自于含铜类摩擦副，如青铜轴承、铜止推环等。
/ W! A3 J9 _; j$ J' x  h, e: m) XPb：来自于含铅类摩擦副，如铅锡合金轴承等。
Cr：来自于镀铬摩擦副，如活塞环。
Sn：来自于含锡类摩擦副，如铅锡合金轴承等。
Si：来自于空气中的尘埃和油中的消泡剂。
Mo：来自于油品中的含钼添加剂,如MoS2。
Al：来自于铝合金摩擦副，如铝活塞。
Ni：来自于含镍钢摩擦副，如主轴、齿轮等。
; l# |" P# j% f8 x% _4 A7 ?Na：来自于油品添加剂中的钠盐，或冷却水中处理剂。
Ag：来自于含银摩擦副，如银合金轴承等。
V：来自于重油(催化剂残留物)。
B: 来自于冷却水处理剂。
Ba：来自于油品添加剂。
4 Q& V8 m* {+ Z: TMg：来自于油品添加剂。
' {* T8 K5 e: o  k1 ACa：来自于油品添加剂。
2 z( R7 E& F* l5 v; v6 H4 m2 \4 VZn：来自于油品添加剂。
' j& i/ T  w/ p4 d1 LP： 来自于油品添加剂。
从各种元素的来源及变化，可以大致估计油品性能变化的原因，值得注意的是偶尔的光谱分析并不能得出必然的结论，一定要连续地测试，从其中的变化趋势中，才可以得出结论。
; g% v5 P+ Q' ^- r" j* i文章关键词： 油样分析