鐵譜監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)場應用

吳朝敏 王樹林 李 烽 陳飛宇 王克福

(克拉瑪依市科比技術(shù)有限責任公司 新疆克拉瑪依)

滑動軸承由于具有優(yōu)良的抗振性能和較長的工作壽命，因而在旋轉(zhuǎn)機械中獲得廣泛應用，其工作性能的好壞直接影響到轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，目前磨損、疲勞和腐蝕是機械零件失效的3種主要形式和原因，其中磨損失效約占80%，由于鐵譜分析方法對磨損監(jiān)測的靈敏性和有效性，因此在機械故障診斷中顯示其重要的地位，石化公司開展油液鐵譜監(jiān)測工作多年，發(fā)現(xiàn)并及時診斷出多起設(shè)備磨損故障、潤滑油失效問題，避免設(shè)備軸瓦出現(xiàn)較大程度的損壞，對關(guān)鍵設(shè)備安全平穩(wěn)運行起到重要作用。

1.鐵譜技術(shù)簡介

鐵譜監(jiān)測原理：機械設(shè)備在運行過程中各部分摩擦副相對運動，產(chǎn)生的微小磨粒進入潤滑系統(tǒng)，它們在潤滑油中大多數(shù)以懸浮狀態(tài)存在，鐵譜技術(shù)利用高梯度強磁場將機械潤滑劑或工作介質(zhì)中所含產(chǎn)生于磨損或其他機理的微粒按其粒度大小依序分離出來，并通過對微粒形態(tài)、大小、成分及粒度分布等的定性和定量觀測，判斷磨屑的來源、產(chǎn)生的原因以及零件磨損的程度，及時做出機器零部件的故障預報。

2.監(jiān)測系統(tǒng)配置與判斷標準

（1）使用儀器。FTP－X2型分析式鐵譜儀、202-O型臺式干燥箱、L2020雙色鐵譜分析顯微鏡。

（2）判斷標準。磨粒尺寸，正常尺寸≤15 μm；磨粒數(shù)量，顯微鏡觀察，以視場中各種磨粒占鐵譜基片上磨?？倲?shù)的百分數(shù)，劃分為無（0）、少量（5%）、中量（15%～25%）、大量（35%～55%）。

（3）磨粒的材質(zhì)特征。用雙色顯微鏡觀察，在白色反射光照射下，銅基合金呈黃色或紅褐色、游離金屬磨粒呈銀白色，以上金屬磨粒均具有磁性，沿做樣譜片順磁排列；巴氏合金未被氧化時為亮白色，氧化后呈藍色或橘紅色斑點，無磁性。

3.現(xiàn)場應用實例

（1）軸瓦磨損問題。2014年5～6月，多次對高壓加氫裝置高壓泵P2102A進行取樣分析，取樣點油樣中均存在異常尺寸的金屬磨粒（圖1），40×目鏡下觀察其表面有明顯劃痕，非順次排列（圖2），該金屬磨粒疑似巴氏合金，懷疑軸瓦存在輕微磨損現(xiàn)象，由于設(shè)備當時振動值不大，建議繼續(xù)運行至設(shè)備大修時再重點對軸瓦進行檢查。車間于2014年10月進行檢修，檢修發(fā)現(xiàn)高壓泵軸瓦存在輕微磨損現(xiàn)象，與監(jiān)測結(jié)果相符。

圖1 異常金屬磨粒照片

圖2 40×目鏡下金屬磨粒照片

（2）油品含水問題。2014年7月，對工業(yè)水車間循環(huán)水泵209進行取樣，發(fā)現(xiàn)油樣中含少量水珠，油品存在輕微乳化現(xiàn)象（圖3）。建議車間及時對油品進行循環(huán)脫水處理，8月再次取樣監(jiān)測，油品含水情況明顯好轉(zhuǎn)（圖4），設(shè)備潤滑情況良好。

圖4 泵209脫水處理后照片

圖5 5月A-4油樣顏色

圖6 正常狀態(tài)A-4油樣顏色

（3）油品變質(zhì)問題。2014年5月，對供氣車間離心式壓縮機A-4進行取樣分析，發(fā)現(xiàn)油液樣品與以往正常油品相比顏色發(fā)生變化，設(shè)備油品剛?cè)〕鰰r呈淺棕色，放置2 h后逐漸變?yōu)樗{紫色，隨著放置的時間加長，油品的顏色繼續(xù)加深（圖5、圖6），油品黏度降低，油品存在氧化或變質(zhì)的可能，油樣中暫無明顯的異常尺寸金屬磨粒，設(shè)備摩擦副暫無異常磨損，為避免不良潤滑導致設(shè)備軸瓦故障，建議車間及時對油品進行更換。6月份油品更換后進行監(jiān)測，油品顏色正常，設(shè)備潤滑情況良好。

4.結(jié)束語

利用鐵譜分析設(shè)備運行狀態(tài)能夠及時有效的監(jiān)測設(shè)備的磨損狀況、預報故障、防止異常磨損故障的發(fā)生；同時可以合理確定換油周期、節(jié)省油料，做到合理潤滑，有效延長機器設(shè)備的使用壽命。