單批次油液光譜分析數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法

張軍博，李向東，曾蕾蕾，張 浩

(中石化勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心，257000)

一、光譜分析技術(shù)

光譜分析技術(shù)的應(yīng)用，是在一段較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)，完成對(duì)同一臺(tái)設(shè)備，不同換油時(shí)間里連續(xù)取樣分析，利用大量油樣的測(cè)試結(jié)果，建立起監(jiān)測(cè)基線。一旦在以后的監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)某一種或幾種元素偏離這條基線，增長(zhǎng)趨勢(shì)加速，就意味著含有該元素的摩擦副出現(xiàn)了異常磨損，應(yīng)予以檢修。

光譜分析的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，試驗(yàn)速度快，分析時(shí)間短；但是需要經(jīng)過長(zhǎng)期的跟蹤監(jiān)測(cè)后才能夠建立起對(duì)比基線，前期投入費(fèi)用較大。對(duì)于孤立一次的取樣分許數(shù)據(jù)，由于沒有標(biāo)準(zhǔn)去衡量判斷，無法得出具有指導(dǎo)意義的建議。這些特點(diǎn)決定了該技術(shù)只能長(zhǎng)期的在全油田精密、大型、稀有、關(guān)鍵設(shè)備上使用，成為一種“貴族待遇”，那些應(yīng)用范圍廣，但是原值較低的資產(chǎn)則納入不到監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。

二、推廣應(yīng)用前景及制約因素

對(duì)于已納入監(jiān)測(cè)范圍的設(shè)備，如注水泵、特種作業(yè)車輛、集輸、石化、發(fā)電等專用設(shè)備等，數(shù)量龐大，進(jìn)一步推廣該技術(shù)的空間巨大。

從油田設(shè)備的管理角度看，在設(shè)備進(jìn)行檢查或年審時(shí)，需要做出整體性能的定量評(píng)價(jià)，如果引入光譜分析技術(shù)，會(huì)提高評(píng)估的技術(shù)含量，更容易發(fā)現(xiàn)管理中的薄弱環(huán)節(jié)。

光譜分析的應(yīng)用前景廣闊，阻礙它進(jìn)一步推廣的難點(diǎn)是監(jiān)測(cè)基線的建立，制約了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。

三、對(duì)于單批次光譜分析數(shù)據(jù)的方法

在沒有監(jiān)測(cè)基線時(shí)，如果能夠從單批次光譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，分析出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，將突破這項(xiàng)技術(shù)的瓶頸制約，增加分析技術(shù)的實(shí)用性。針對(duì)不同設(shè)備的特點(diǎn)，通過工作經(jīng)驗(yàn)累積可歸納出，在沒有監(jiān)測(cè)基線的條件下幾種單批次光譜數(shù)據(jù)的分析方法：

1.相似設(shè)備類比法

這種方法適用于廠家相同、型號(hào)一樣、使用工況和投產(chǎn)年限類似的設(shè)備。1個(gè)鉆井的3臺(tái)柴油機(jī)、同一艘船的左右舵機(jī)都可以成為類比的對(duì)象。例如，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)齒輪箱的光譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)，相關(guān)元素的濃度見表1。

表1 光譜分析數(shù)據(jù) μg/g

從表1中可以看出，1#齒輪箱的銅含量比2#齒輪箱的銅含量高出近5倍，可以斷定1#齒輪箱的磨損程度高于2#齒輪箱。在這個(gè)基礎(chǔ)上，再輔助以其他的故障診斷方法，可以有效的提高預(yù)知維修的可靠度。初步的出結(jié)論后，使用單位在檢修期間重點(diǎn)對(duì)該齒輪箱進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)一個(gè)傳動(dòng)齒輪發(fā)生了磨損。在對(duì)油液分析的原理有了進(jìn)一步的了解后，主動(dòng)在他們所管理的設(shè)備中推廣了光譜分析技術(shù)。

2.絕對(duì)值判斷法

對(duì)設(shè)備的一次取樣，雖然不能判斷其將來的磨損趨勢(shì)，但如果各種由磨損產(chǎn)生的金屬元素的絕對(duì)值很小，可以基本判定在當(dāng)時(shí)的條件下，設(shè)備的磨損處于正常的范圍內(nèi)。表2為某特種車輛車隊(duì)的一組設(shè)備，在換油時(shí)間、工作負(fù)荷、使用潤(rùn)滑油品個(gè)不相同的情況下，磨損元素濃度的絕對(duì)值都比較小，這能從一個(gè)側(cè)面反映出該單位換油及時(shí)，對(duì)設(shè)備的管理和保養(yǎng)到位。光譜分析數(shù)據(jù)能夠有效避免人為的主觀因素，更客觀地說明設(shè)備的管理情況。有了光譜分析的監(jiān)督作用，各單位對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑情況管理的更加深入和細(xì)致，有效地提高了設(shè)備的使用壽命。

表2 光譜分析數(shù)據(jù) μg/g

3.摩擦副主要元素判斷法

對(duì)于沒有監(jiān)測(cè)基線可以參考的設(shè)備，僅從光譜的元素含量很難確定設(shè)備的磨損狀態(tài)。特別是光譜的數(shù)值處于經(jīng)驗(yàn)值的邊緣狀態(tài)時(shí)。如1臺(tái)空壓機(jī)對(duì)其進(jìn)行光譜分析后，作為由摩擦副產(chǎn)生的主要元素鐵、銅、鉛等含量都處于一個(gè)相對(duì)較高，卻不是很明顯的水平。進(jìn)過了光譜的篩選之后，就可以重點(diǎn)針對(duì)摩擦副主要元素進(jìn)行其他的如鐵譜等分析手段，進(jìn)一步確定設(shè)備的現(xiàn)狀。

四、結(jié)束語

更多的分析方法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況不同，可進(jìn)行積極的探索。按照設(shè)備的類比和型號(hào)分類，把檢測(cè)設(shè)備的分析數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，是積累分析經(jīng)驗(yàn)，為其他相似設(shè)備提供參考依據(jù)的重要手段。特別應(yīng)該重視的是，在應(yīng)用單批次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)分析時(shí)，一定要仔細(xì)了解設(shè)備的基礎(chǔ)資料、換油周期等信息，盡量提高單次數(shù)據(jù)使用的成功率。

[1]藍(lán)文謹(jǐn).設(shè)備綜合管理發(fā)展簡(jiǎn)述[J].中國(guó)設(shè)備工程.2011(7)∶27-28.