船舶設(shè)備油液監(jiān)測(cè)取樣技術(shù)要求研究初探

劉永翔　胡平+　何一波

摘 要：通過(guò)分析研究船舶設(shè)備油液監(jiān)測(cè)取樣技術(shù)要求的必要性，歸納闡述了船舶設(shè)備油液油液取樣的一般規(guī)則，提出了船舶設(shè)備油液的取樣部位、取樣方法、取樣規(guī)程、取樣工況、取樣周期、取樣瓶及取樣量、取樣記錄及取樣標(biāo)簽、取樣注意事項(xiàng)等一系列技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：船舶設(shè)備；油液監(jiān)測(cè)；取樣技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.027

0 引言

研究和實(shí)踐均證明，機(jī)械設(shè)備80%的故障都與摩擦副的磨損有關(guān)，磨損失效是設(shè)備最常見(jiàn)、最主要的失效形式。在設(shè)備的使用過(guò)程中，由于摩擦副的表面磨損，會(huì)產(chǎn)生磨損微粒，還有因機(jī)械負(fù)荷、壓力與溫度的作用而生成的微粒，再加上外界污染的顆粒，大多數(shù)微粒呈懸浮狀態(tài)存在于機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)中。機(jī)械設(shè)備在不同的運(yùn)轉(zhuǎn)階段，潤(rùn)滑油的衰敗程度和磨損狀態(tài)會(huì)有所不同，產(chǎn)生的磨損微粒具有各自的特征，這些特征可以通過(guò)磨損微粒的數(shù)量、尺寸、分布與形貌等表征出來(lái)。所以，潤(rùn)滑油中包含著機(jī)械設(shè)備故障特別是磨損狀態(tài)的重要且豐富的信息。油液分析技術(shù)通過(guò)采集機(jī)械設(shè)備中的潤(rùn)滑油樣品，利用各種分析手段，檢測(cè)樣品的理化性能和油樣中所攜帶的由機(jī)械設(shè)備摩擦副形成的磨損微粒，獲得油樣的理化性能參數(shù)和磨粒尺寸、形貌、濃度和成分等數(shù)據(jù)信息，定性和定量地評(píng)價(jià)被測(cè)設(shè)備的磨損狀態(tài)，并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。

然而，要使油液分析獲得正確結(jié)果和準(zhǔn)確判斷的首要條件是從系統(tǒng)中采集反映系統(tǒng)實(shí)際工況的油樣。目前對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)的方法和手段中，比較成熟的有發(fā)射光譜分析、鐵譜分析技術(shù)、傅立葉變換紅外光譜分析、理化指標(biāo)分析和污染度分析。它們都是利用分析潤(rùn)滑油的油品衰敗狀況和油中磨粒的信息，進(jìn)行磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的。但油液中的組分、磨損顆粒及污染雜質(zhì)，在整個(gè)系統(tǒng)的油液中分布是不均勻的，它們以不連續(xù)的分散相存在。特別是潤(rùn)滑油中的磨損顆粒，它的濃度和尺寸分布是隨機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)工況及其它多方面的影響而變化的，這就給取出具有代表性的油樣帶來(lái)了困難。因此，潤(rùn)滑油的取樣是油液監(jiān)測(cè)技術(shù)中首要且十分重要的環(huán)節(jié)，是油液分析技術(shù)成敗的關(guān)鍵一步。如果每次取樣都有代表性并符合規(guī)范，那么各個(gè)油樣所提供的有關(guān)設(shè)備磨損狀態(tài)的信息就具有了可比性，診斷的依據(jù)就是可靠的，結(jié)論自然是正確的。否則油液分析將失去了前提和基礎(chǔ)，結(jié)論自然是不可靠的。因此，研究船舶設(shè)備油液監(jiān)測(cè)取樣技術(shù)要求具有十分重要的意義。

1 船舶設(shè)備油液油液取樣的一般規(guī)則

取樣技術(shù)是油液分析技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。通過(guò)分析所取油樣中的磨粒，可以監(jiān)測(cè)、判斷和預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)。因此，取樣人員所取的油樣必須是含有表征設(shè)備主要磨損部位信息的有代表性的動(dòng)態(tài)油樣。處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的設(shè)備，其潤(rùn)滑系統(tǒng)中磨粒的產(chǎn)生，以及存留部位都是隨機(jī)變化的，磨粒的濃度及磨粒的大小、分布也是隨機(jī)變化的，而且整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)中的磨粒也并非均勻分布，而是不連續(xù)的分散存在，這都給取樣帶來(lái)困難。因此，必須十分重視取樣技術(shù)，按照取樣操作規(guī)范取樣，保證所取油樣能正確反映設(shè)備磨損的真實(shí)情況。

磨損部位產(chǎn)生的磨粒，在潤(rùn)滑系統(tǒng)的循環(huán)中可能流失，這是由種種原因造成的。例如：濾器的濾清作用，油路、油箱中磨粒的沉降或吸附作用，氧化及化學(xué)腐蝕作用，機(jī)械的碾碎作用，以及潤(rùn)滑油的流失損耗作用等等。取樣時(shí)要考慮到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，潤(rùn)滑油中磨粒濃度的動(dòng)態(tài)平衡，因?yàn)槟チ．a(chǎn)生的速率對(duì)機(jī)械設(shè)備的早期預(yù)報(bào)極具參考價(jià)值。

2 船舶設(shè)備油液取樣部位

最常見(jiàn)的取樣位置是機(jī)器設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)中油液潤(rùn)滑各摩擦部位后濾器前的一點(diǎn)，通常選擇滑油回油管路、滑油泵出口濾器前壓力管路、油底殼、循環(huán)滑油柜等處。在回油管路上取樣時(shí)，應(yīng)盡量避免從管子底部取樣，而且在取樣時(shí)，應(yīng)先放掉一部分油，以清洗油閥，保證取得動(dòng)態(tài)的油樣，不能取不流動(dòng)的“死油”。 在油箱中取樣時(shí)，主要影響因素是磨粒的沉降效應(yīng)，以及小磨粒的懸浮狀態(tài)，取樣時(shí)通常將取樣管插入到油面高度一半略下的深度，而且最好固定在同一深度上取樣，除非不得已一般情況下不得從油箱底部取油或放油。

舉例來(lái)說(shuō)，12VE230主機(jī)的最佳取樣位置是在滑油抽出泵出口與濾器前的管路上壓力表接頭處，安裝專用的取樣閥取樣，135型柴油機(jī)則可以從油底殼滑油量油口處插入取樣管（圖1，圖2）。

3 船舶設(shè)備油液取樣方法

3.1 取樣閥取樣

在選取的取樣點(diǎn)安裝專用取樣閥、利用壓力表的放氣閥、循環(huán)油柜的放油閥、油底殼的放油閥和油柜液位標(biāo)尺沖洗閥等部位取樣，均屬于取樣閥取樣。

3.2 取樣器取樣

使用專用的取樣器、取樣管和取樣瓶從油底殼、油箱或循環(huán)油柜中抽取油樣，屬于取樣器取樣。

4 船舶設(shè)備油液取樣規(guī)程

4.1 取樣閥取樣

（1）打開(kāi)取樣瓶蓋將取樣瓶和蓋放在合適的地方，避免污染瓶及瓶蓋；

（2）打開(kāi)取樣閥，先放掉一些油，以沖掉取樣閥出油口處、連接管路或油箱底部堆積的沉積物和管路中的“死油”；

（3）將取樣瓶放置在取樣閥下（不得將取樣瓶口與閥接觸?。?dāng)油液充滿到瓶子的3/4處，關(guān)閉放油閥，如果取樣過(guò)滿立即倒掉部分油樣；

（4）擰緊取樣瓶蓋，防止泄露（在擰取樣瓶蓋之前，嚴(yán)禁用任何物品擦拭取樣瓶，以防污染），填寫(xiě)取樣標(biāo)簽。

4.2 取樣器取樣

（1）確定取樣部位；

（2）根據(jù)設(shè)備取樣口的位置，選擇取樣管的最佳長(zhǎng)度；

（3）將取樣管的一端安裝在取樣器上，旋緊防止漏氣，打開(kāi)取樣瓶蓋，將取樣瓶口旋緊在取樣器上，瓶蓋放在合適的地方，以防污染；

（4）將取樣管的另一端插入油箱中油面高度一半略下的深度，拉動(dòng)取樣器的活塞桿，從油箱中抽取油液；

（5）反復(fù)拉動(dòng)取樣器的活塞桿，將油吸入到取樣瓶中，直到油液充滿到瓶子的3/4處；endprint

（6）將取樣瓶從取樣器上擰下，擰好取樣瓶蓋，防止油液泄露。

5 船舶設(shè)備油液取樣工況

5.1 運(yùn)行中取樣

正常監(jiān)測(cè)取樣必須在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷和熱狀態(tài)穩(wěn)定的情況下進(jìn)行取樣。

5.2 停機(jī)后立即取樣

如機(jī)械設(shè)備必須停機(jī)取樣，則應(yīng)停機(jī)后立即取樣，停機(jī)超過(guò)半小時(shí)后不得取樣。

6 船舶設(shè)備油液取樣周期

取樣間隔時(shí)間的確定取決于被監(jiān)測(cè)機(jī)械的狀態(tài)特點(diǎn)，以及取樣分析的目的，或?qū)υO(shè)備故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確程度。經(jīng)驗(yàn)表明，不同的機(jī)械設(shè)備，不同的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，不同的磨損狀態(tài)都應(yīng)有不同的取樣間隔時(shí)間。應(yīng)根據(jù)被監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況確定最佳間隔時(shí)間，間隔時(shí)間太短分析測(cè)量的數(shù)據(jù)變化甚微，浪費(fèi)人力物力，間隔時(shí)間太長(zhǎng)，則使分析測(cè)量準(zhǔn)確度降低。

通常，對(duì)正常工況工作的設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)初期（或大修后重新運(yùn)轉(zhuǎn)初期）磨合期階段，由于磨損狀態(tài)變化大，間隔時(shí)間應(yīng)短一些。在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段（正常穩(wěn)定磨損）階段，因磨損狀態(tài)變化甚小，取樣間隔時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)一些。設(shè)備經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入磨損過(guò)程的后期（劇烈磨損）階段，因磨損狀態(tài)變化較大，取樣間隔應(yīng)縮短。總之，要摸清設(shè)備的磨損規(guī)律，合理地確定取樣間隔時(shí)間。

船舶設(shè)備采集油樣的時(shí)間間隔應(yīng)按照規(guī)定的取樣間隔來(lái)執(zhí)行，沒(méi)有規(guī)定的船舶設(shè)備可每工作100小時(shí)左右取樣一次，每個(gè)季度至少取樣一次。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障征兆或潤(rùn)滑油變質(zhì)嚴(yán)重時(shí)應(yīng)隨時(shí)取樣，盡量爭(zhēng)取取到有代表性的能夠充分反映當(dāng)時(shí)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和技術(shù)狀態(tài)的油樣。

7 船舶設(shè)備油液取樣瓶及取樣量

取樣瓶應(yīng)為無(wú)色透明的清潔玻璃瓶或?qū)Ｓ盟芰掀俊?/p>

目前常用的容積為220ml的專用塑料取樣瓶，既可用于取樣閥取樣又可用于取樣器取樣。

在取油時(shí)，應(yīng)使油樣液面到取樣瓶上的取樣范圍刻度線處，在保證取樣量足夠的同時(shí)，又不要取樣太滿，取樣瓶要保留一定的容積空間，以便分析前加熱搖勻。

8 船舶設(shè)備油液取樣記錄及取樣標(biāo)簽

取樣后要及時(shí)詳細(xì)地登記取樣瓶上的標(biāo)簽，準(zhǔn)確記錄船舶舷號(hào)、設(shè)備名稱及其編號(hào)、取樣部位、設(shè)備工作時(shí)數(shù)、滑油牌號(hào)等重要信息，如有異常情況或添?yè)Q過(guò)油液時(shí)，應(yīng)當(dāng)在備注欄中填寫(xiě)清楚。（表1）

9 船舶設(shè)備油液取樣注意事項(xiàng)

（1）防止“死角”處取樣。潤(rùn)滑油流經(jīng)每一磨擦表面后，就含有相應(yīng)的磨粒信息，而沒(méi)有流經(jīng)磨擦表面的油，或停留在零件某“死角”處的油，不含有代表性的磨粒。尤其是用取樣器取油時(shí)，禁止取樣管下端與油箱底部接觸，以防將油箱底部的沉淀物吸入到油樣瓶中。

（2）防止油樣過(guò)滿。取樣時(shí)切記勿將油樣裝滿，否則無(wú)法使油樣搖均勻，所取的油樣為廢油樣，代表性不強(qiáng)。現(xiàn)場(chǎng)若不小心取滿，可在熱狀態(tài)下倒出一部分。

（3）保持取樣潔凈，避免污染油樣。未使用的取樣器材存放在干凈、封閉的包裝箱內(nèi)；取樣瓶瓶蓋要避免被環(huán)境污染；避免取樣管口與任何可能產(chǎn)生污染的物體接觸等。取樣管可重復(fù)使用，在取新油樣前，應(yīng)當(dāng)先用一廢油瓶至少抽至一半容積，以清洗取樣管，然后再使用干凈的新取樣瓶進(jìn)行取樣。

（4）取樣后要及時(shí)詳細(xì)填寫(xiě)取樣卡所規(guī)定的全部?jī)?nèi)容，取樣人須簽名以對(duì)所取油樣負(fù)責(zé) 。

（5）管理中要將設(shè)備的工作時(shí)數(shù)、所發(fā)生的故障、修理或更換零部件情況以及更換或添加新滑油的情況及時(shí)記錄在設(shè)備文書(shū)上，以備查。

10 船舶設(shè)備油液油樣送檢

取樣之后船舶機(jī)電部門(mén)應(yīng)進(jìn)行登記，按照有關(guān)要求填寫(xiě)“船舶設(shè)備監(jiān)測(cè)單”，連同油樣及時(shí)送設(shè)備質(zhì)量監(jiān)測(cè)單位。

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作者簡(jiǎn)介：劉永翔（1978—），男，山東蘭陵人，本科，講師，研究方向：艦船裝備維修。endprint