基于油液监测技术的柴油机润滑油进海水故障诊断

于 涛，王永旭，曹日起

(91315部队，辽宁大连 116041)

基于油液监测技术的柴油机润滑油进海水故障诊断

于 涛，王永旭，曹日起

(91315部队，辽宁大连 116041)

文章在快速水分仪分析基础上，采用原子光谱和精密水分两种油液监测分析技术，对某型柴油机润滑油油液进行状态监测，判定该柴油机润滑油进海水，经拆检维修确定系海水泵密封装置损坏造成，从而验证了油液监测技术可准确实现柴油机润滑油故障诊断工作。

油液监测;柴油机;故障诊断

柴油机润滑油在柴油机中起着润滑、冷却、清洗、密封、防蚀等重要作用，润滑油内一旦进水，将破坏油膜，对柴油机的工作产生不良影响，重者使柴油机零部件严重磨损，甚至会造成严重机械事故［1］。因此，运用科学、有效的监测方法，定期对柴油机润滑油状态进行监测，及时对柴油机润滑油进行故障预警，可为科学换油以及对柴油机开展视情维修提供技术支持［2］。

1 故障诊断

1.1 初步判断润滑油进水

HGDWO型快速水分检测仪运用润滑油的沸点高于水的原理，利用恒温加热器对其加热，将加热温度控制在油和水的沸点之间，使润滑油中的水分汽化，其体积膨胀1 000倍以上，水分含量大于0.1%时可形成爆裂声。而油中的空气泡，加热后其体积膨胀不超过2倍，不产生爆裂声。根据有无爆裂声来判断润滑油是否进水，根据气泡的数量和大小，可进一步判断润滑油中含水量的多少。

1.2 测量润滑油中水分含量

DL32型水分检测仪运用卡尔菲休法测量油液中水分含量，卡尔菲休法是1935年卡尔菲休提出的测定水分的定量分析方法，是测定物质水分的各类化学方法中，对水最为专一、最为准确的方法。DL32型水分检测仪的电解池中的卡式试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，直至水分全部耗尽，电解产生的碘与电解时耗用的电量成比例关系，从而可计算出水分含量。

1.3 测量润滑油中金属元素含量

原子发射光谱分析技术是最早应用与机械设备状态监测和故障诊断并取得成功的油液监测技术之一。它可以有效的测定润滑系统中润滑油所含磨损颗粒的成分及含量，也可以准确的监测润滑油中添加剂状况以及监测润滑油污染程度和衰变过程。超谱M型原子发射光谱仪利用盘电极和棒电极之间的高压电弧将油样中的各元素原子加以激发，所辐射特征光线经光栅分光照射到与各元素相对应的光电倍增管上，经电子电路和微处理器的处理，直接显示元素的含量。

1.4 故障诊断

综合DL32型水分检测仪测量的水分含量值和超谱M型原子发射光谱仪测量的Na、Mg元素含量，可得出柴油机润滑油进海水的结论。

2 应用实例

2014年12月对某船装备定期监测普查，对该船某型号4部主机的润滑油进行了采样分析。

2.1 采样情况

4部主机带负荷正常运转8 h，停机后立即使用取样器对油底壳取油。

2.2 快速水分仪分析结果

考虑到12月份气温较低，为保证水分充分与油液混合，对油样进行微加热处理 (65℃烘箱加热3 min)。

油样滴入HGDWO型快速水分检测仪油池3滴，能听到清晰爆裂声，气泡多达数10个，且直径大于1 mm，判定油液中含水量0.4%左右。

2.3 精密水分仪分析结果

DL32型水分检测仪测量结果见表1。

表1 某船4部主机润滑油水分数值

表1数据表明:2#主机润滑油油样中水分含量为0.468 5%，与HGDWO型快速水分检测仪检测结果接近，远大于换油临界值0.2%，而其余3部主机润滑油油样中水分含量均小于0.02%。

2.4 光谱仪分析结果

对油样进行加热处理 (65℃烘箱加热30 min)，每个油样测量2次后取平均值，超谱M型原子发射光谱仪测量结果见表2。

表2 某船4部主机润滑油Na、Mg元素含量

表2数据表明:2#主机润滑油油样中Na、Mg元素含量远远高于其他3部主机，而Ca、P元素含量较其他3部主机有所不同。

2.5 故障判断

结合表1中2#主机润滑油水分含量和表2中2#主机润滑油Na、Mg元素含量，可得出2#主机润滑油进海水的结论。同时，表2中2#主机润滑油Ca、P元素含量不同于其他3部主机，进一步说明2#主机润滑油因进海水导致添加剂Ca、P元素的明显变化。

2.6 故障排除

依据先易后难排除故障的原则，排除故障步骤如下。

1)外观检查海水泵检查孔，结果未发现海水泵检查孔有漏水现象。

2)拆卸润滑油冷却器泵压检查，结果未发现冷却器漏水现象。

3)抽干润滑油油柜泵压检查，结果未发现润滑油油柜漏水现象。

4)拆卸海水泵泵压检查，结果发现海水泵轴封损坏。

5)更换海水泵轴封，更换润滑油后故障排除。

2.7 故障分析

2#主机润滑油进海水故障排除过程中，外观检查海水泵检查孔，未能发现海水泵轴封漏水，拆检海水泵后发现海水泵检查孔已锈死，是导致故障未能及时发现和尽快找到故障点的主要原因。

3 结束语

油液监测分析技术是柴油机状态监测和故障诊断的主要手段之一，综合运用油液监测技术中水分和原子发射光谱分析技术能够准确诊断出柴油机润滑油进海水故障。掌握科学的监测方法，利用先进的设备和技术，可以早期发现柴油机故障隐患，为科学开展柴油机维修工作提供可靠技术支持。

［1］郎宏，你文伟，何山，等.基于光谱分析技术的磨损故障监测影响因素分析 ［J］.航空发动机，2013，39(3):84-88.

［2］王永坚，陈景锋，杨小明.基于油液分析的船舶尾轴承状态监测与故障诊断［J］.集美大学学报，2014，19(4):285-290.

Based on analysis with quick moisture meter，sea-water in diesel lubricant is judged by condition monitoring with atomic spectrum and precision of moisture.Damaged sealing device of sea-water pump is strip inspected in order to diagnose and verify the lubricant fault precisely.

oil monitoring;diesel;fault diagnosis

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.04.005

于涛 (1976-)，男，吉林通化人，工程师，硕士，研究方向为柴油机故障诊断。

2015-03-02