海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測技術(shù)研究

吳文秀，李先兵

(長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測技術(shù)研究

吳文秀，李先兵

(長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

我國海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測主要采用鐵譜分析和光譜分析，或者是鐵普和光譜綜合分析技術(shù)，在大型關(guān)鍵設(shè)備上取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，但也存在監(jiān)測質(zhì)量不高、從業(yè)人員潤滑知識缺乏、監(jiān)測管理不到位、監(jiān)測技術(shù)手段單一等問題，為此提出了改變監(jiān)測管理方式、加強(qiáng)海油設(shè)備管理人員潤滑觀念的教育、加強(qiáng)設(shè)備潤滑管理基礎(chǔ)工作、實現(xiàn)油液在線監(jiān)測與綜合監(jiān)測等建議。

海油設(shè)備；油液監(jiān)測；現(xiàn)狀；建議

海洋石油設(shè)備，常在大風(fēng)、大浪、高溫等惡劣的環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，經(jīng)常處在超負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行工作，由于設(shè)備在工作過程中零件磨損嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了設(shè)備的可靠性，停機(jī)檢修的情況時有發(fā)生，從而耗費大量的時間和資金，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。海洋石油設(shè)備存在的另一個比較突出的問題，就是腐蝕比較嚴(yán)重，潤滑油不僅可以起到潤滑的效果，還可以使設(shè)備隔絕空氣和海水，起到防止設(shè)備腐蝕的效果。潤滑劑在使用一段時間后，由于受多種因數(shù)的影響，其品質(zhì)必然下降，甚至喪失了原有的潤滑功能。利用油液監(jiān)測技術(shù)可以實時地監(jiān)測在用潤滑油的品質(zhì)及其變化，適時的了解潤滑劑的污染及劣化程度，根據(jù)這些變化就可以及時的掌握設(shè)備的磨損狀況，確定合理的維護(hù)措施，從而可有效降低磨損與銹蝕，延長設(shè)備的使用壽命，提高可靠性[1]。

1 油液監(jiān)測技術(shù)概況

油液監(jiān)測技術(shù)可以實時監(jiān)測機(jī)械設(shè)備的潤滑狀態(tài)，是設(shè)備的磨損故障診斷的基礎(chǔ)和重要手段之一，常用的監(jiān)測方法主要有理化分析、污染分析、鐵譜分析、光譜分析、紅外分析等[2-3]。這些方法原理各異，但基本都是通過對油品中金屬顆粒及水分含量等雜質(zhì)和自身理化性能變化的測定來判定油品的劣化程度，從而評定設(shè)備的工作狀況和預(yù)測故障，并確定故障原因及類型，對設(shè)備的磨損情況進(jìn)行診斷[4]。目前我國海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測主要采用鐵譜分析和光譜分析技術(shù)，或者是鐵普和光譜綜合分析技術(shù)，在大型關(guān)鍵設(shè)備上取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2 我國海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測存在的問題

1)海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測質(zhì)量不高 平臺設(shè)備功率大，負(fù)荷高，多數(shù)為大型的特種作業(yè)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)一般也較為復(fù)雜，常在超負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行工作，且設(shè)備長期受到海水及各種污染物的腐蝕，因此設(shè)備很容易出現(xiàn)過度磨損甚至直接導(dǎo)致停機(jī)。由于設(shè)備本身磨損狀況比較突出，且一旦出現(xiàn)事故一般都比較嚴(yán)重，此時設(shè)備對潤滑的質(zhì)量要求更高，發(fā)現(xiàn)故障隱患就要更及時。由于平臺上通常按照監(jiān)測周期進(jìn)行例行監(jiān)測，而且對不同部位采取不同監(jiān)測技術(shù)、不同監(jiān)測周期的細(xì)化不到位，這勢必會影響到監(jiān)測的質(zhì)量[5]。

2)從業(yè)人員潤滑知識缺乏 許多設(shè)備操作人員對潤滑油的具體使用環(huán)境和設(shè)備工作負(fù)載考慮不周，常根據(jù)自己的經(jīng)驗來判斷設(shè)備在用潤滑油的性能及變質(zhì)情況，武斷地確定潤滑油的更換周期，這樣就容易出現(xiàn)判斷誤差而加大設(shè)備磨損，從而起不到潤滑油液應(yīng)有的作用。在海洋石油平臺上，燃油是不可或缺的重要物資，其在燃燒過程中會產(chǎn)生很多有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)很容易串入潤滑油，引起潤滑油變質(zhì)，降低潤滑油的潤滑效果從而加劇設(shè)備的磨損，但是卻有相當(dāng)一部分人員對該現(xiàn)象的認(rèn)識不夠充分[6]。

3)油液監(jiān)測管理不到位 潤滑管理是一項技術(shù)性很強(qiáng)的工作，它包含了潤滑劑消耗定額，狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、潤滑節(jié)能等很多內(nèi)容。有時油液監(jiān)測問題的產(chǎn)生并不是出在油液監(jiān)測技術(shù)本身，而是出現(xiàn)在這些中間環(huán)節(jié)，如油液本身質(zhì)量問題、更換周期問題、用油與設(shè)備不同步等問題。這是一個復(fù)雜的管理體系，如果管理不到位就起不到減少設(shè)備故障，提高企業(yè)效益，降低能耗的作用。

4)海洋石油設(shè)備采用的油液監(jiān)測技術(shù)手段過于單一 一直以來，海洋石油設(shè)備油液監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用手段比較單一，基本都集中在光譜分、鐵譜分析或者兩者相結(jié)合的綜合分析上，過分強(qiáng)調(diào)磨粒以及磨損元素的趨勢變化的分析，鐵譜分析技術(shù)具有檢測范圍寬、檢測效率高等特點，使用范圍較廣。但由于鐵譜分析主要用于故障診斷，實驗繁瑣，并且譜片的結(jié)果的識別和讀取與操作者的技術(shù)及實驗經(jīng)驗有很大關(guān)系[7]。而光譜分析對金屬和非金屬之間的元素很難做到準(zhǔn)確檢測，易受光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)等外部或內(nèi)部因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)曲線非線性問題，對檢測結(jié)果準(zhǔn)確度影響較大。

5)科技投入不足，自主創(chuàng)新能力差 我國油液監(jiān)測技術(shù)雖然取得了很大的發(fā)展，但是與國外特別是歐美發(fā)達(dá)國家的技術(shù)相比還存在較大的差距。由于油液監(jiān)測技術(shù)的研究在我國起步較晚，一直以來也沒有受到足夠的重視，科技投入的長期不足， 使得在油液技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)無論是在高級潤滑油本身還是在先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)、設(shè)備方面都長期依賴從國外進(jìn)口；近些年雖然油液監(jiān)測技術(shù)受到了足夠重視，研究的寬度和深度也在不斷拓展，智能化的油液在線監(jiān)測系統(tǒng)也在實踐中開始應(yīng)用，但其核心及其集成技術(shù)仍然沒有完全掌握，應(yīng)用范圍也十分有限；自主生產(chǎn)的油液監(jiān)測設(shè)備功能較為單一，適應(yīng)性較差，加之各應(yīng)用企業(yè)對油液監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識不足導(dǎo)致整體創(chuàng)新能力較差。潤滑及其管理的巨大效益依賴油液監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用程度及其低成本化，在監(jiān)測實踐中如何對各監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行靈活巧妙的組合應(yīng)用及發(fā)展適應(yīng)性優(yōu)良的智能化監(jiān)測裝備是未來發(fā)展的重要方向[8]。

3 建 議

1)改變油液監(jiān)測管理方式，實現(xiàn)從周期監(jiān)測到實時監(jiān)測的過渡 由于海洋石油平臺設(shè)備載荷大功率高，本身磨損及腐蝕比較嚴(yán)重，因設(shè)備磨損和設(shè)備腐蝕引起的故障隨時都可能發(fā)生，所以海洋石油設(shè)備的潤滑及防腐蝕問題必須得到足夠的重視。此時按固定周期的油液監(jiān)測已不能完全滿足要求，設(shè)備必須得到時時監(jiān)控，要根據(jù)不同部位的特點采用不同的潤滑劑及油液監(jiān)測技術(shù)，利用在線監(jiān)測技術(shù)時時地了解設(shè)備各個部分的潤滑狀況，及時排除設(shè)備的故障隱患[6]。

2)加強(qiáng)海洋石油設(shè)備管理人員潤滑觀念的教育 由于我國石油企業(yè)工作人員的設(shè)備潤滑觀念普遍落后，因此加強(qiáng)海油設(shè)備管理人員潤滑觀念的教育，以潤滑的觀念來武裝他們的頭腦，使他們充分認(rèn)識到潤滑的重要性，才能從根本上打破我國海洋石油設(shè)備潤滑的困局。首先應(yīng)該將他們以維修為重點的觀念向以養(yǎng)護(hù)為目標(biāo)的觀念轉(zhuǎn)變；將事后維修的觀念向適時維修的觀念轉(zhuǎn)變，再者將他們落后的單純的按時換油的觀念向科學(xué)換油的觀念轉(zhuǎn)變，最終將他們武裝為具有系統(tǒng)潤滑知識的從業(yè)者，這樣才能為整個設(shè)備的潤滑體系打好基礎(chǔ)。

3)加強(qiáng)設(shè)備潤滑管理基礎(chǔ)工作 設(shè)備潤滑管理是一項技術(shù)性很強(qiáng)的工作,它包含了潤滑劑消耗定額、潤滑設(shè)計、狀態(tài)檢測、故障診斷與排除等很多內(nèi)容，是一個復(fù)雜的體系。設(shè)備潤滑體系管理的不完善會對潤滑質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，因此就要求企業(yè)更加注重設(shè)備的潤滑管理工作，做到對設(shè)備定期、定量潤滑的同時，還要做好設(shè)備潤滑管理的基礎(chǔ)工作，在研究和健全自身管理體制的同時，還要積極引進(jìn)國外的先進(jìn)管理經(jīng)驗及技術(shù)，有計劃地推廣集中潤滑裝置，確保設(shè)備換油達(dá)到科學(xué)合理；建立完善的設(shè)備潤滑基礎(chǔ)檔案，最終達(dá)到讓海油部門設(shè)備的潤滑工作在完善的管理體制內(nèi)高效運行。

4)深化鐵譜分析和光譜分析的綜合運用，大力推廣油液集成監(jiān)測和智能化監(jiān)測技術(shù) 在監(jiān)測方法上不能單純依靠某一項手段分析的結(jié)果，在采用光譜分析和鐵譜分析的聯(lián)合診斷技術(shù)上，對不同的診斷設(shè)備，要根據(jù)該設(shè)備實際運行的條件、環(huán)境、工況要有所側(cè)重。在工作環(huán)境惡劣、低速重載、換油頻繁的設(shè)備中主要應(yīng)以鐵譜分析為主；而對于那些工作條件相對穩(wěn)定、換油周期又比較長的設(shè)備中應(yīng)該以光譜分析為主。為了彌補鐵譜分析技術(shù)的不足，可采用油液自動磨粒激光分析儀進(jìn)行分析，該儀器具有快速自動識別等優(yōu)點[7]，是對鐵譜分析的有效補充。再利用油液監(jiān)測技術(shù)的同時，應(yīng)該聯(lián)合其他監(jiān)測技術(shù)特別是智能化監(jiān)測技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行綜合故障檢測診斷，從而達(dá)到提高故障的診斷準(zhǔn)確率及設(shè)備可靠性的目的[9]。

5)加大科技投入，創(chuàng)新油液監(jiān)測理論 在油液監(jiān)測技術(shù)方面，相關(guān)企業(yè)及科研部門應(yīng)加大投入，深化油液監(jiān)測理論的研究，拓寬潤滑理論的運用，簡化監(jiān)測過程，加強(qiáng)各個不同油液監(jiān)測技術(shù)之間的聯(lián)系， 提倡聯(lián)合運用多種油液監(jiān)測技術(shù)，以求得狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的最佳效果，以綜合監(jiān)測技術(shù)和智能化技術(shù)來處理設(shè)備潤滑問題。同時應(yīng)進(jìn)一步討論各種油液監(jiān)測技術(shù)與磨損類型、磨損過程的可靠診斷間的有效關(guān)系。由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在線油液監(jiān)測技術(shù)及智能化油液診斷技術(shù)必定是未來的發(fā)展方向，開發(fā)基于油液監(jiān)測的智能化診斷系統(tǒng)將是油液監(jiān)測未來發(fā)展的重要方向之一[10]。

4 結(jié) 語

海洋石油設(shè)備作為一種特種作業(yè)設(shè)備，油液監(jiān)測技術(shù)是實現(xiàn)預(yù)防性維修的重要手段。在今后的應(yīng)用中，應(yīng)該在大量實踐的基礎(chǔ)上，積累經(jīng)驗，總結(jié)不足，積極地探索油液監(jiān)測的新方法，開發(fā)潤滑油的新品種，適時地更新潤滑觀念，讓油液監(jiān)測不僅在技術(shù)方面，而且在工程技術(shù)人員的思想發(fā)面都取得不斷地進(jìn)步。

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[2]劉淑真，付洪瑞.油液監(jiān)測技術(shù)及其方法[J].機(jī)械工程師，2009(5)：137-138.

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.048

TE938

A

1673-1409(2012)12-N147-02