油品监测技术在露天矿山设备的应用

何照建，潘文琨，张发贵

（云南华联锌铟股份有限公司采矿车间，云南文山 663701）

0 引言

随着露天矿山设备向大型化、复杂化、自动化、高精度和高生产率的方向发展，对设备管理水平的要求不断提高，管理人员需要与时俱进，采用新技术避免设备意外失效和损坏造成经济损失。油品分析是通过检测分析设备在用润滑剂或工作介质的性能变化和含有的磨损微粒情况，来判断设备的润滑和磨损状态的技术，是一种重要的设备状态监测技术。同时，该技术也应用于预测故障、辅助制定维修管理策略、管理润滑油、备件库存管理和废油降级使用等方面。

1 露天矿山设备管理存在的状态监测问题

（1）国内润滑油品牌过多，设备厂家指导在设备上应用的专用油价格昂贵，造成设备润滑成本过高，又缺乏有效技术分析，部分润滑油供应商提供的假冒产品给企业造成设备损坏和成本损失。

（2）设备的发动机、变速箱、液压系统等重要部件的内部零件磨损状态不能实时监测，凭经验实施保养或维修，因无设备状态分析技术和数据分析支持，设备过度维修和失修现象普遍，导致维修成本高和设备运行率低。

（3）设备全寿命周期技术档案不全，故障原因及失效部位不清，备件计划和库存不合理，造成备件待料停机损失，或是冗余备件占用库存资金，影响公司效益。

2 油样分析技术对换油周期和机械失效分析的应用意义

引进油样分析及状态监测技术作为设备管理的重要手段，可以掌握设备运行和润滑状态，实行预防性维修和视情维修是维护设备正常运转的先进技术，同时也是适应设备大型化、高效化、复杂化后提升设备科学管理水平的必然选择。

设备在用润滑油在使用过程中因受到机械剪切、搅动、高温、金属催化等的作用以及外界条件如机械杂质、粉尘、氧化物、水分等的影响而发生氧化、变质、解聚和老化等，生成羟酸、胶质、沥青等氧化产物，油品的颜色变暗，黏度发生变化，酸值增大，腐蚀性增加，使用性能降低、寿命缩短，由此导致润滑失效，所以必须及时更换新油。润滑油的使用周期和换油周期是设备润滑管理过程中一个十分重要的工作内容。大多数设备厂家都在维护说明书中规定了润滑剂的更换周期，但简单地以运行小时作为油的更换周期是不尽合理的。因为同一类型设备，由于工作条件不同，润滑剂在使用中的老化变质程度也不同。掌握油品老化倾向，定期进行取样分析，根据理化指标、磨损状况等设备性能变化来判断油品老化程度，才能合理地确定换油周期。

通过对设备在用润滑油的定期取样监测，能及时了解掌握设备在用润滑油的劣化状态、污染状态和设备的磨损状态。在用润滑油的检测报告，能提供设备的润滑与磨损状态信息，经技术人员分析后可提出相应的处理与解决措施，为企业设备管理人员开展润滑管理和视情维护提供决策依据，避免发生严重的润滑故障与机械失效。

3 油品监测技术应用实例

矿山机械设备在使用过程中会发生各种各样的润滑磨损故障问题，需要分析这些故障的具体原因，指导制定相应的预防措施，避免同类型故障的发生。设备的润滑磨损故障通常分为油品品质严重劣化、油中存在大量异物和机械部件发生磨损，这些故障的原因主要来源于油品本身质量、现场使用维护、和设备自身缺陷。通过对设备在用润滑油的取样、检测及分析，得到准确的技术指标：40℃/100℃运动黏度、闪点、水分、总碱值、光谱元素分析、铁谱分析、红外定量分析（积碳、氧化度、硝化物、硫化度、乙二醇含量、燃油稀释度、抗磨剂ZDDP（二烷基二硫代磷酸锌）含量）、总酸值、污染度等，基于上述信息加以应用。

3.1 润滑油选型及管理

以露天矿山矿用车辆和工程机械为例，对设备用油品牌多、种类多的发动机机油、液压油、齿轮油进行抽取新油送检分析，再对机油、液压油、齿轮油的品牌、油品规格等级进行统型。经公司的应用实践，发动机机油统型使用蓝至尊15W-40牌号的机油，液压系统统型使用长城68#抗磨液压油，终传动系统统型使用长城85W-90型齿轮油，经过长期油样跟踪后设备润滑效果良好，这样就便于采购、仓储及油品管理，有效降低采购、使用的成本。

3.2 科学延长设备润滑油更换周期

对重点设备总成件润滑状况开展在用油的定期监测，摸索分析油液各参数与设备润滑状况的关系及规律，多次取样分析后进行延长在用油的更换周期试验，最后可根据设备实际运行状况确定较为合理的润滑油更换周期。公司对矿用卡车QSX15发动机进行机油延长保养周期试验，试验过程中，用蓝至尊新油、使用至250 h的机油、使用至300 h的机油的油样进行对比分析发现：使用至300 h的机油对比使用250 h的机油油样数据，各关键指标中运动黏度100℃、总碱值、金属含量、添加剂（Ba，Ca，Zn，P）数值均无显著变化，积碳含量略有上升，仍在可用范围内，因此使用蓝至尊机油延长至300 h更换机油可行，同时还将电动液压铲液压油由2000 h换油周期延长到3000 h，多次油品取样监测验证了其合理性。

3.3 设备预防性维修

对康明斯发动机、艾力逊变速箱等重点大批量设备总成件运行润滑状况定期监测，分析油液中金属含量、总碱值、运动黏度、积碳含量、磨损金属颗粒等参数，根据油样中金属含量增高程度，提前做好备件储备，及时组织预防性维修，减少设备事故发生的概率。公司在油样分析投入应用后，开始摸索设备相关摩擦副经过一定周期的运行后，油样中各项指标的变化趋势与设备内部零件磨损量的关系，通过数据分析可判断故障和提前做事故预防处理，比如对使用（7000～8000）h的艾力逊8610HR变速箱的油样分析时，发现内部存在异常磨损并组织拆检后发现倒挡离合器铜质挡圈磨损断裂、行星轮架齿轮铜质垫片过度磨损，避免了故障进一步扩大而导致设备事故发生，节约大量维修成本。对矿用车辆和工程机械差速器、轮边减速器、液压系统油样中铜、铬、铁、硅、水分等含量数据分析，及时制定维修计划和组织预防性检修。

4 小结

针对设备管理上存在润滑油品牌过多、设备润滑保养周期不科学、设备状态分析缺少手段等问题，通过应用油样分析技术，提供设备润滑及磨损状态分析技术支持，为矿山设备开展润滑管理、减少用油成本、设备状态技术分析、备件计划管理、预防性维修等方面应用提供了可靠的技术数据，从而使设备管理科学化、规范化、效益化。