油液分析技术在船用柴油机维修的应用及发展前景
2014-06-20李革新袁慧五
李革新 袁慧五
摘 要：船用柴油机的状态监测与故障诊断技术一直是国内外船舶机电专家研究的重点之一。本文将就油液分析技术在船用柴油机上的应用及发展做一些探讨。
关键词：油液分析技术；柴油机；维修；应用
0 引言
船用柴油机的结构极其复杂，并在高温高速的恶劣环境下工作，容易发生机械故障。众所周知，船用柴油机的稳定性和安全性直接影响到航行安全；因此，船用柴油机的状态监测与故障诊断技术一直是国内外船舶机电专家研究的重点之一。目前，国内外针对船用柴油机的故障监测与诊断技术主要有油液分析技术、振动与噪声监测技术和无损监测技术，其中油液分析技术是船用柴油机最为有效的监测手段，本文将就油液分析技术在船用柴油机上的应用及发展做一些探讨。
1 油液分析技术的特点及主要分析方法总结
油液分析技术是通过监测设备所用的润滑油或液压油，判断油液的性能变化和所携带的颗粒数量、大小和形状，获取设备摩擦副的润滑状况和故障先兆信息，为设备维修提供依据，从而预防设备重大事故发生。
具体来说，目前国际上通常将油液分析技术分为理化指标分析法和磨损微粒分析法。理化指标分析法是通过分析在润滑油或液压油理化性能（如粘度、水分、闪点、总酸值和总碱值等）变化和其衰败而引起的故障的方法；磨损微粒分析法是主要是分析在用润滑油或液压油所含磨损微粒的大小、形状和数量，从而判断监测对象的磨损状态、磨损程度、磨损类型和磨损零件。
一般情况下，在润滑油的理化指标方面，润滑油粘度若过大，会增加摩擦阻力；若粘度过小，会降低油膜的支撑能力，油膜建立不起来，导致润滑状态恶化，加剧磨损，只有在粘度正常时才能保证摩擦副在良好的润滑状态下工作。当其中含水时会发生乳化和破坏油膜，从而降低润滑效果而增加磨损，同时还可能加速机件的腐蚀和润滑油变质劣化。，润滑油使用一段时间后由于氧化而逐渐变质，其表现为酸值增大，酸度值大的润滑油容易造成机件的腐蚀。
就磨损微粒分析方法而言，根据其工作原理和监测手段的不同，主要分为光谱分析法、铁谱分析法、磁塞检查法和颗粒计数法等。针对船用柴油机所使用的润滑油，最常用监测方法是光谱分析法和铁谱分析法（颗粒计数法主要针对液压油进行分析）。光谱分析技术是根据润滑油中各种元素吸收或发射光谱的不同，来判断磨损微粒的成分和含量，并判断相应零件的磨损状态，进而对设备故障进行判断。目前普遍采用的铁谱技术主要有两类，即分析式铁谱技术和直读式铁谱技术。其中分析式铁谱是利用高梯度磁场的作用将机器摩擦副中产生的磨损颗粒从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在显微基片上面，从而制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察；直读式铁谱是按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，通过光学方法进行定量检测，以获得摩擦副磨损过程的各类信息，从而分析机器的磨损机理和判断磨损的状态。
2 油液分析技术应用实例
发现钠、镁元素含量严重超标，其中两次测试时钠元素含量分别达到1625ppm和2536ppm、镁元素含量分别达到373ppm和546ppm，通过深圳亚泰光电技术有限公司生产的YPF-3型精密水分仪检测，发现第一次和第二次所取油样中水含量分别达到2135ppm和2921ppm，由于油样中的钠镁、元素含量同时变大，且其水含量严重超标，故可以确定该润滑油种进入了有海水，建议先更换润滑油，然后对该主机跟踪监测，适时拆检主机找到漏入海水的原因。
后经修船厂试航组检查，发现该机润滑油冷却器进海水，更换后润滑油油质良好，主机运转正常。
（2）某船柴油发电机在一次普测中，通过采用美国超谱公司生产的超谱—M型发射光谱仪检测所取油样，发现其润滑油中铁元素含量达到105.2ppm，于是决定对该油样进行铁谱分析，采用深圳亚泰光电技术有限公司生产的FTP-X2型分析式铁谱仪制备出铁谱片，采用日本奥林巴斯公司生产的BX—41型铁谱显微镜观察，发现铁谱片上有异常磨损颗粒，其中含有较多的疲劳剥块和切削磨粒，如图1、图2所示。初步判断其原因可能是轴瓦异常磨损，建议对该柴油发电机进行拆检。
3 油液分析技术的发展方向
在世界新军事变革和信息化建设的大趋势下，油液分析技术工作将更加显现出其特有的重要性。目前正在努力实现几大转变：从研究论证性应用监测诊断技术向规范化、制度化、经常化工作转变，从监测诊断故障为主为维修服务向监测和消除故障源为综合提高装备科学管理方向转变，从独立单一、各自为战、固定式的监测工作方式向综合集成、网路管理、快速机动、发挥整体优势的方向转变。可见柴油机油液分析技术今后在我国船舶机电装备维护领域会有更大更好的发展。
参考文献：
[1]刘东风， 黎思敏， 孙怡. 舰用主柴油机润滑油监测技术研究与应用[J]. 中国修船， 2003，（5）： 13-15.
[2] 刘瑜， 田洪祥， 陈锦玲. 油料发射光谱仪测量不确定度分析[J]. 计量与测试分析技术， 2008， 35（4）：42-44.
[3]刘粲， 谢小鹏， 陆丕清. 基于BP神经网络的铁谱磨粒图像识别方法研究[J]. 润滑与密封， 2010，35（4）： 72-75.endprint
摘 要：船用柴油机的状态监测与故障诊断技术一直是国内外船舶机电专家研究的重点之一。本文将就油液分析技术在船用柴油机上的应用及发展做一些探讨。
关键词：油液分析技术；柴油机；维修；应用
0 引言
船用柴油机的结构极其复杂，并在高温高速的恶劣环境下工作，容易发生机械故障。众所周知，船用柴油机的稳定性和安全性直接影响到航行安全；因此，船用柴油机的状态监测与故障诊断技术一直是国内外船舶机电专家研究的重点之一。目前，国内外针对船用柴油机的故障监测与诊断技术主要有油液分析技术、振动与噪声监测技术和无损监测技术，其中油液分析技术是船用柴油机最为有效的监测手段，本文将就油液分析技术在船用柴油机上的应用及发展做一些探讨。
1 油液分析技术的特点及主要分析方法总结
油液分析技术是通过监测设备所用的润滑油或液压油，判断油液的性能变化和所携带的颗粒数量、大小和形状，获取设备摩擦副的润滑状况和故障先兆信息，为设备维修提供依据，从而预防设备重大事故发生。
具体来说，目前国际上通常将油液分析技术分为理化指标分析法和磨损微粒分析法。理化指标分析法是通过分析在润滑油或液压油理化性能（如粘度、水分、闪点、总酸值和总碱值等）变化和其衰败而引起的故障的方法；磨损微粒分析法是主要是分析在用润滑油或液压油所含磨损微粒的大小、形状和数量，从而判断监测对象的磨损状态、磨损程度、磨损类型和磨损零件。
一般情况下，在润滑油的理化指标方面，润滑油粘度若过大，会增加摩擦阻力；若粘度过小，会降低油膜的支撑能力，油膜建立不起来，导致润滑状态恶化，加剧磨损，只有在粘度正常时才能保证摩擦副在良好的润滑状态下工作。当其中含水时会发生乳化和破坏油膜，从而降低润滑效果而增加磨损，同时还可能加速机件的腐蚀和润滑油变质劣化。，润滑油使用一段时间后由于氧化而逐渐变质，其表现为酸值增大，酸度值大的润滑油容易造成机件的腐蚀。
就磨损微粒分析方法而言，根据其工作原理和监测手段的不同，主要分为光谱分析法、铁谱分析法、磁塞检查法和颗粒计数法等。针对船用柴油机所使用的润滑油，最常用监测方法是光谱分析法和铁谱分析法（颗粒计数法主要针对液压油进行分析）。光谱分析技术是根据润滑油中各种元素吸收或发射光谱的不同，来判断磨损微粒的成分和含量，并判断相应零件的磨损状态，进而对设备故障进行判断。目前普遍采用的铁谱技术主要有两类，即分析式铁谱技术和直读式铁谱技术。其中分析式铁谱是利用高梯度磁场的作用将机器摩擦副中产生的磨损颗粒从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在显微基片上面，从而制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察；直读式铁谱是按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，通过光学方法进行定量检测，以获得摩擦副磨损过程的各类信息，从而分析机器的磨损机理和判断磨损的状态。
2 油液分析技术应用实例
发现钠、镁元素含量严重超标，其中两次测试时钠元素含量分别达到1625ppm和2536ppm、镁元素含量分别达到373ppm和546ppm，通过深圳亚泰光电技术有限公司生产的YPF-3型精密水分仪检测，发现第一次和第二次所取油样中水含量分别达到2135ppm和2921ppm，由于油样中的钠镁、元素含量同时变大，且其水含量严重超标，故可以确定该润滑油种进入了有海水，建议先更换润滑油，然后对该主机跟踪监测，适时拆检主机找到漏入海水的原因。
后经修船厂试航组检查，发现该机润滑油冷却器进海水，更换后润滑油油质良好，主机运转正常。
（2）某船柴油发电机在一次普测中，通过采用美国超谱公司生产的超谱—M型发射光谱仪检测所取油样，发现其润滑油中铁元素含量达到105.2ppm，于是决定对该油样进行铁谱分析，采用深圳亚泰光电技术有限公司生产的FTP-X2型分析式铁谱仪制备出铁谱片，采用日本奥林巴斯公司生产的BX—41型铁谱显微镜观察，发现铁谱片上有异常磨损颗粒，其中含有较多的疲劳剥块和切削磨粒，如图1、图2所示。初步判断其原因可能是轴瓦异常磨损，建议对该柴油发电机进行拆检。
3 油液分析技术的发展方向
在世界新军事变革和信息化建设的大趋势下，油液分析技术工作将更加显现出其特有的重要性。目前正在努力实现几大转变：从研究论证性应用监测诊断技术向规范化、制度化、经常化工作转变，从监测诊断故障为主为维修服务向监测和消除故障源为综合提高装备科学管理方向转变，从独立单一、各自为战、固定式的监测工作方式向综合集成、网路管理、快速机动、发挥整体优势的方向转变。可见柴油机油液分析技术今后在我国船舶机电装备维护领域会有更大更好的发展。
参考文献：
[1]刘东风， 黎思敏， 孙怡. 舰用主柴油机润滑油监测技术研究与应用[J]. 中国修船， 2003，（5）： 13-15.
[2] 刘瑜， 田洪祥， 陈锦玲. 油料发射光谱仪测量不确定度分析[J]. 计量与测试分析技术， 2008， 35（4）：42-44.
[3]刘粲， 谢小鹏， 陆丕清. 基于BP神经网络的铁谱磨粒图像识别方法研究[J]. 润滑与密封， 2010，35（4）： 72-75.endprint
摘 要：船用柴油机的状态监测与故障诊断技术一直是国内外船舶机电专家研究的重点之一。本文将就油液分析技术在船用柴油机上的应用及发展做一些探讨。
关键词：油液分析技术；柴油机；维修；应用
0 引言
船用柴油机的结构极其复杂，并在高温高速的恶劣环境下工作，容易发生机械故障。众所周知，船用柴油机的稳定性和安全性直接影响到航行安全；因此，船用柴油机的状态监测与故障诊断技术一直是国内外船舶机电专家研究的重点之一。目前，国内外针对船用柴油机的故障监测与诊断技术主要有油液分析技术、振动与噪声监测技术和无损监测技术，其中油液分析技术是船用柴油机最为有效的监测手段，本文将就油液分析技术在船用柴油机上的应用及发展做一些探讨。
1 油液分析技术的特点及主要分析方法总结
油液分析技术是通过监测设备所用的润滑油或液压油，判断油液的性能变化和所携带的颗粒数量、大小和形状，获取设备摩擦副的润滑状况和故障先兆信息，为设备维修提供依据，从而预防设备重大事故发生。
具体来说，目前国际上通常将油液分析技术分为理化指标分析法和磨损微粒分析法。理化指标分析法是通过分析在润滑油或液压油理化性能（如粘度、水分、闪点、总酸值和总碱值等）变化和其衰败而引起的故障的方法；磨损微粒分析法是主要是分析在用润滑油或液压油所含磨损微粒的大小、形状和数量，从而判断监测对象的磨损状态、磨损程度、磨损类型和磨损零件。
一般情况下，在润滑油的理化指标方面，润滑油粘度若过大，会增加摩擦阻力；若粘度过小，会降低油膜的支撑能力，油膜建立不起来，导致润滑状态恶化，加剧磨损，只有在粘度正常时才能保证摩擦副在良好的润滑状态下工作。当其中含水时会发生乳化和破坏油膜，从而降低润滑效果而增加磨损，同时还可能加速机件的腐蚀和润滑油变质劣化。，润滑油使用一段时间后由于氧化而逐渐变质，其表现为酸值增大，酸度值大的润滑油容易造成机件的腐蚀。
就磨损微粒分析方法而言，根据其工作原理和监测手段的不同，主要分为光谱分析法、铁谱分析法、磁塞检查法和颗粒计数法等。针对船用柴油机所使用的润滑油，最常用监测方法是光谱分析法和铁谱分析法（颗粒计数法主要针对液压油进行分析）。光谱分析技术是根据润滑油中各种元素吸收或发射光谱的不同，来判断磨损微粒的成分和含量，并判断相应零件的磨损状态，进而对设备故障进行判断。目前普遍采用的铁谱技术主要有两类，即分析式铁谱技术和直读式铁谱技术。其中分析式铁谱是利用高梯度磁场的作用将机器摩擦副中产生的磨损颗粒从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在显微基片上面，从而制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察；直读式铁谱是按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，通过光学方法进行定量检测，以获得摩擦副磨损过程的各类信息，从而分析机器的磨损机理和判断磨损的状态。
2 油液分析技术应用实例
发现钠、镁元素含量严重超标，其中两次测试时钠元素含量分别达到1625ppm和2536ppm、镁元素含量分别达到373ppm和546ppm，通过深圳亚泰光电技术有限公司生产的YPF-3型精密水分仪检测，发现第一次和第二次所取油样中水含量分别达到2135ppm和2921ppm，由于油样中的钠镁、元素含量同时变大，且其水含量严重超标，故可以确定该润滑油种进入了有海水，建议先更换润滑油，然后对该主机跟踪监测，适时拆检主机找到漏入海水的原因。
后经修船厂试航组检查，发现该机润滑油冷却器进海水，更换后润滑油油质良好，主机运转正常。
（2）某船柴油发电机在一次普测中，通过采用美国超谱公司生产的超谱—M型发射光谱仪检测所取油样，发现其润滑油中铁元素含量达到105.2ppm，于是决定对该油样进行铁谱分析，采用深圳亚泰光电技术有限公司生产的FTP-X2型分析式铁谱仪制备出铁谱片，采用日本奥林巴斯公司生产的BX—41型铁谱显微镜观察，发现铁谱片上有异常磨损颗粒，其中含有较多的疲劳剥块和切削磨粒，如图1、图2所示。初步判断其原因可能是轴瓦异常磨损，建议对该柴油发电机进行拆检。
3 油液分析技术的发展方向
在世界新军事变革和信息化建设的大趋势下，油液分析技术工作将更加显现出其特有的重要性。目前正在努力实现几大转变：从研究论证性应用监测诊断技术向规范化、制度化、经常化工作转变，从监测诊断故障为主为维修服务向监测和消除故障源为综合提高装备科学管理方向转变，从独立单一、各自为战、固定式的监测工作方式向综合集成、网路管理、快速机动、发挥整体优势的方向转变。可见柴油机油液分析技术今后在我国船舶机电装备维护领域会有更大更好的发展。
参考文献：
[1]刘东风， 黎思敏， 孙怡. 舰用主柴油机润滑油监测技术研究与应用[J]. 中国修船， 2003，（5）： 13-15.
[2] 刘瑜， 田洪祥， 陈锦玲. 油料发射光谱仪测量不确定度分析[J]. 计量与测试分析技术， 2008， 35（4）：42-44.
[3]刘粲， 谢小鹏， 陆丕清. 基于BP神经网络的铁谱磨粒图像识别方法研究[J]. 润滑与密封， 2010，35（4）： 72-75.endprint
