探究润滑油检测在设备故障诊断中的应用

齐丽萍 贾静 代宁宁 鞠云忠

东营市工业产品检验与计量检定中心 山东东营 257091

润滑油在业界主要充当工作介质的作用以及润滑液的作用。充当润滑液的时候，润滑油的质量就非常重要，因为其影响机械运转的效率和性能，质量较差的润滑油会导致机械磨损加剧、性能下降，进而导致故障频发;此外，它能充当工作介质的原因就是润滑油本身可以成为传递讯息的媒介，润滑油进入机械后会经过机械中心的各个部件，与这些部件接触过后就相当于携带了信息，然后通过测试分析润滑油就可以掌握零件的运作情况，这与其他故障检测方法比起来有着明显的优势。

温升等通过机器检测故障的方法随着科技的发展变得愈加可靠和精准,但他们的一些根本性的缺点仍难以根除。主要有两点，第一是报告迟缓，比如说使用温升的方法检测故障，只有在故障发生的时候工作人员才能够发觉，也就是说当维修人员被提醒的时候，故障的发生已经无法避免，操作者所能做的仅仅是赶紧排除问题来阻止更大故障的发生，显然，这种办法的工作出发点就是故障的后果，而且要承担后果产生的代价。第二是由于从故障的后果出发，所以在故障的原因分析方面显得无能为力，模糊不清。

润滑油在使用的过程中，由于机器会不断吸收污染物，其本身的质量也会不断下降，造成某些数值超标，自身会成为故障产生的原因之一，因此，在检测到润滑油相关数值超标时应当及时清理；同时，润滑油又可以成为检测判断其他故障原因的媒介，所以做好检测润滑油的工作是很重要的。以下对润滑油技术的主要内容、应用、现状以及展望几个方面做个总结。

1 润滑油的一些指标

润滑油的质量和它在机器中的相关指标的变化都与故障的出现有关，仔细研究这些指标有利于故障的发现,以下就是具体的介绍。

1.1 关于油的指标

主要包括粘度系数、空气释放性、中和值和闪点测试等。但由于测试方法较复杂以及难以确定一个数值，所以这类指标不常被使用。

1.2 油中的杂质

润滑油当中的杂质可以成为导致故障的原因，也可以成为帮助检测员找出故障的指向标。杂质既可以来源于内部，比如不充分燃烧所产生的颗粒物，也可以来自于外部，比如灰尘、空气等。

1.3 磨损颗粒

铁谱和光谱是常用的方法。光谱法可以精确测量上层油中直径在5um以下的摩擦颗粒物，以及被腐蚀掉的金属化合物微粒等非常细小的金属元素。在检测各个金属微粒在润滑油中含量的时候有诸多优势，比如消耗时间短，精确度高等，此外由于部分金属元素以化合物的形式存在在上层油脂中，所以形态较为稳定，代表性好。大磨损颗粒物的出现是恶性磨损的信号，但是如果使用这个方法，监测员便可以直观的发现有小颗粒物浓度增大的现象，如果快要增大到某个极限数值的时候，这就可以相当于一种警告信号了。而铁谱将颗粒按大小排序，虽然可以计数，但是精确度堪忧，而且一般不报告由于小颗粒造成的故障，操作过程也略显复杂。

1.4 油压和油耗

油在机器内流动需要适量的压力，不正常的压力值可能预示着机器某些零部件出现损坏。举个例子，机油耗是一个参数指标，往往是越低表示机器正常，如果高于一定数值，则表示可能出现故障。

1.5 换油期

油在使用过程中受到灰尘、杂质、水蒸气、氧化物等很多东西的影响从而可能发生相应的物理化学反应，会导致油料质量的下降，负面地影响机器运作，严重的还会导致机器报废。因此，按照需求进行换油操作是必须的。有柴油机公司做过实验，把15000公里一换的柴油机改成50000公里，机器的寿命锐减高达百分之八十。数据显示，换油期从10000公里变成20000公里会导致零件磨损力度增加一倍，再延长10000公里便猛增至五倍。由此可知，机油更换工作非常重要。

在实际工作中，按照行驶里程和使用时间，检测项目可以分为四类：①硬性检测的项目：油的理化指标,如粘度系数、水含量、泡沫特性、不溶物等,一旦超标即可上报。②第二重要的检测项目：检测的重视程度和次数可以低于必须检测的项目,主要包括红外等检测。③可选项：在上述数值接近警戒值但还没到时，依情况选择检测，比如说性能指标等。④可观察的项目：油压和油耗数值异常也应立即警报。

2 为什么需要润滑剂

①首先是可以降低摩擦造成的损耗。零件并不像表面一般光滑，如果长时间的将零件与零件之间进行摩擦，将会加大零件的损耗力度，减少使用寿命，在极端情况下会导致零件温度升高，烧毁零件。润滑油可以协助在零件的摩擦面形成一层膜，当机器运行的时候，零件将在膜上刮擦，减少了之间的摩擦损耗程度，相对应的摩擦产生的热量也较低，减少了由于摩擦高温导致的零件损坏。②充当冷却液的作用。刚进去的润滑液的温度是低于机器内的温度的，可以有效地吸收零件由于摩擦生成的大量热量。③充当洗涤的工具。在机器内流动的润滑液可以洗刷内部由于摩擦造成的金属颗粒。④充当抗氧化剂的作用，润滑液形成的薄膜可以有效阻止金属零件与空气、水蒸气会促成氧化反应的物质接触，延长零件的使用寿命。⑤密封作用。阻止气体泄漏，增强气缸的密封性。

3 润滑油技术发展的缺陷

3.1 利用润滑液来监测的实质

利用润滑液来监测是综合了摩擦学几种学科而形成的一种方法，对于企业来说，可以有效的降低监测的成本，同时也保证了测试结果的准确性，是科学的监测方法[1]。

3.2 人才管理制度混乱

监测润滑油中的杂质含量的专业技术人员是不可或缺的。只有在保证了有足量监测人员的供给的情况下，润滑油监测的技术工作才能够不断接受先进思想的影响，不断进行改革。要不断发展润滑油杂质监测技术的前提要求就是按照新时代的要求建立统一的、完善的员工培训体系，只有这样，才能不但从外部吸引人才，还能够将已经在岗位上的员工培养成为更出色的专业人员。监测润滑油杂质技术的管理工作是多方面的，这就说明在完善制度的过程中需要不断考虑到来自多方面的技术问题，系统问题，管理问题，人文问题等，这些因素都会在管理工作开展的时候造成或多或少的影响。

4 润滑油在故障检查中的作用

4.1 首先要了解润滑油工作的原理

杂质监测系统中有滑油油泵、备用泵、冷却器、主泵、双联过滤器为齿轮箱、燃气轮机等准备润滑油。在整个流程中，若机器设备正常运行，则主要由主泵提供润滑油，而在非正常运行的时候，比如说机器刚刚启动的时候或是为降温暂时暂停的时候由润滑油油泵提供,或是在部分零件故障的时候由后备泵提供润滑油。风冷紫铜翅片管散热器可以有效地将润滑油中的热量散发到空气中。温控阀可以控制润滑油的含量比率，使其保持在一定的温度水平。

4.2 关于设备润滑油监测的新方法以及实操性

检测润滑油节点的创新性方式使在实际操作中对确定润滑油检测时间的把控更加合理，很好地支持了润滑油的定期更换工作。它能够使机器各个部位的润滑油的情况处于监测员的掌控下，检测的部位更加的合理，更加能够综合反映润滑油的使用情况，为更换润滑油的时间节点的确定提供依据，显然，这使得润滑油的管理工作更加有秩序，更加科学，更正了之前老套的管理方式，符合科学化的机械维护规范。新的节点确定方法不是独立使用的，要把其与其他润滑油监测方法综合到一起使用才能够充分显现它的创新性和有效性，除了专业操作要注意外，员工个人素质的要求也是不可忽视的，相关管理者和机械操作者的个人责任意识和专业能力直接与工作顺利的开展相关，比如说不定时对润滑油使用情况进行监测，并且对监测结果进行分析做出是否更换润滑油，这些都是需要工作人员亲身去实操的。资料显示，在2017年的一次评估中，同一厂房里面的十几台机器，使用了最新的监测方法，监测结果与实际的情况误差接近0%，没有一台机器出现大的检测误差，这证明检测方法的有效性明显。

4.3 检测摩擦颗粒物的大小和形状

铁谱和光谱是常用的方法。光谱法可以精确测量上层油中直径在5um以下的摩擦颗粒物，以及被腐蚀掉的金属化合物微粒等非常细小的金属元素。在检测各个金属微粒在润滑油中含量的时候有诸多优势，比如消耗时间短，精确度高等，此外由于部分金属元素以化合物的形式存在在上层油脂中，所以形态较为稳定，代表性好。大磨损颗粒物的出现是恶性磨损的信号，但是如果使用这个方法，监测员便可以直观的发现有小颗粒物浓度增大的现象，如果快要增大到某个极限数值的时候，这就可以相当于一种警告信号了。而铁谱将颗粒按大小排序，虽然可以计数，但是精确度堪忧，而且一般不报告由于小颗粒造成的故障，操作过程也略显复杂[2]。

5 润滑油监测技术的发展历程

从学科领域方面来看，机械故障是机械行业要解决的事，而润滑油监控是油行业要履行的职责。按照传统的运营模式，我国许多企业都建有专门检验油的化验室，但是通常存在使用人员专业素质不高，浪费程度高等弊端，因而很难胜任高效检验油品的任务。而现在国外流行的是开办独立的化验室，专门为各行各业提供油品监测服务，相当于做外包业务。由于这类化验室是专职做这类工作，所以不会受到其他工作的影响，保持了专业性，人员素质高，数据可用性强。“油料诊断医院”的建议我认为不太正确,某些人可能混淆了医院的概念。医院的任务是治病，而治病包括很多环节，这样来说就又陷入了传统经营模式的怪圈，这就相当于是要求搞油品化验的人员完成了油品检测后还要他们进行故障排除，这是不合理的。而且就检测而言,医疗和工业有较大区别，医生看病，主要就是运用了某方面的医学知识，但利用润滑油检测故障的工作人员同时需要懂得机械、润滑油等专业知识，所以多专业的人才一同工作是必须的。

用润滑油来检测的方法也有缺点，它需要专门建有实验室，无法进行实时监控。为了解决这个问题，许多现场润滑油测定方法已经被创新出来，可让工作人员随时知晓润滑油的使用情况，同时还引入了仪表技术，可以在仪表上实现实时监控。这几年还分化出了几个这方面的学科，有利于相关方面的研究。

目前来说，机械故障问题仍然属于机械行业从业人员管理的范畴，虽然他们在掌握机械知识方面得心应手，但是对于润滑油往往缺乏必要的理论知识,因而在用润滑油工作的时候可能就会过分强调对摩擦粒子的分析，而忽视了对油液本身的分析，仅仅把其作为一种载体。比如说《油样分析技术》这本书中描述的内容包括铁谱、光谱等方法,其中花了大力气介绍铁谱。在作者看来，只有通过磨粒才可以分辨故障所在，而铁谱就是研究磨粒的最佳方法，如此先入为主的研究思维会极大限制油液诊断技术的长远发展。从另一方面来看，润滑油业界的人才虽有丰富的油料知识，但对机械的理解也是从化学的角度来分析,同样具有缺陷。因此，从事油料检测故障的人应当扩大自己的知识面，将多学科的内容进行穿插理解，只有这样，才能更好地在机械故障排除工作中使用润滑油检测法分析故障的成因[3]。

6 结语

润滑油杂质的检测技术，因为技术、设备、管理等问题，成为了实际工业生产中必然要解决的问题。新的检测技术有效解决了润滑油检测的弊端，没有漏掉任何一个应该检测的地方，同时对润滑油的管理提供了宝贵的建议。它对测试节点的发现提供了可支撑的依据。随着时代的发展，持续的工作推进将会为这种方法的有效性提供实践性的证明。