探究潤(rùn)滑油檢測(cè)在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

齊麗萍 賈靜 代寧寧 鞠云忠

東營(yíng)市工業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)與計(jì)量檢定中心 山東東營(yíng) 257091

潤(rùn)滑油在業(yè)界主要充當(dāng)工作介質(zhì)的作用以及潤(rùn)滑液的作用。充當(dāng)潤(rùn)滑液的時(shí)候，潤(rùn)滑油的質(zhì)量就非常重要，因?yàn)槠溆绊憴C(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的效率和性能，質(zhì)量較差的潤(rùn)滑油會(huì)導(dǎo)致機(jī)械磨損加劇、性能下降，進(jìn)而導(dǎo)致故障頻發(fā);此外，它能充當(dāng)工作介質(zhì)的原因就是潤(rùn)滑油本身可以成為傳遞訊息的媒介，潤(rùn)滑油進(jìn)入機(jī)械后會(huì)經(jīng)過(guò)機(jī)械中心的各個(gè)部件，與這些部件接觸過(guò)后就相當(dāng)于攜帶了信息，然后通過(guò)測(cè)試分析潤(rùn)滑油就可以掌握零件的運(yùn)作情況，這與其他故障檢測(cè)方法比起來(lái)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

溫升等通過(guò)機(jī)器檢測(cè)故障的方法隨著科技的發(fā)展變得愈加可靠和精準(zhǔn),但他們的一些根本性的缺點(diǎn)仍難以根除。主要有兩點(diǎn)，第一是報(bào)告遲緩，比如說(shuō)使用溫升的方法檢測(cè)故障，只有在故障發(fā)生的時(shí)候工作人員才能夠發(fā)覺(jué)，也就是說(shuō)當(dāng)維修人員被提醒的時(shí)候，故障的發(fā)生已經(jīng)無(wú)法避免，操作者所能做的僅僅是趕緊排除問(wèn)題來(lái)阻止更大故障的發(fā)生，顯然，這種辦法的工作出發(fā)點(diǎn)就是故障的后果，而且要承擔(dān)后果產(chǎn)生的代價(jià)。第二是由于從故障的后果出發(fā)，所以在故障的原因分析方面顯得無(wú)能為力，模糊不清。

潤(rùn)滑油在使用的過(guò)程中，由于機(jī)器會(huì)不斷吸收污染物，其本身的質(zhì)量也會(huì)不斷下降，造成某些數(shù)值超標(biāo)，自身會(huì)成為故障產(chǎn)生的原因之一，因此，在檢測(cè)到潤(rùn)滑油相關(guān)數(shù)值超標(biāo)時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理；同時(shí)，潤(rùn)滑油又可以成為檢測(cè)判斷其他故障原因的媒介，所以做好檢測(cè)潤(rùn)滑油的工作是很重要的。以下對(duì)潤(rùn)滑油技術(shù)的主要內(nèi)容、應(yīng)用、現(xiàn)狀以及展望幾個(gè)方面做個(gè)總結(jié)。

1 潤(rùn)滑油的一些指標(biāo)

潤(rùn)滑油的質(zhì)量和它在機(jī)器中的相關(guān)指標(biāo)的變化都與故障的出現(xiàn)有關(guān)，仔細(xì)研究這些指標(biāo)有利于故障的發(fā)現(xiàn),以下就是具體的介紹。

1.1 關(guān)于油的指標(biāo)

主要包括粘度系數(shù)、空氣釋放性、中和值和閃點(diǎn)測(cè)試等。但由于測(cè)試方法較復(fù)雜以及難以確定一個(gè)數(shù)值，所以這類(lèi)指標(biāo)不常被使用。

1.2 油中的雜質(zhì)

潤(rùn)滑油當(dāng)中的雜質(zhì)可以成為導(dǎo)致故障的原因，也可以成為幫助檢測(cè)員找出故障的指向標(biāo)。雜質(zhì)既可以來(lái)源于內(nèi)部，比如不充分燃燒所產(chǎn)生的顆粒物，也可以來(lái)自于外部，比如灰塵、空氣等。

1.3 磨損顆粒

鐵譜和光譜是常用的方法。光譜法可以精確測(cè)量上層油中直徑在5um以下的摩擦顆粒物，以及被腐蝕掉的金屬化合物微粒等非常細(xì)小的金屬元素。在檢測(cè)各個(gè)金屬微粒在潤(rùn)滑油中含量的時(shí)候有諸多優(yōu)勢(shì)，比如消耗時(shí)間短，精確度高等，此外由于部分金屬元素以化合物的形式存在在上層油脂中，所以形態(tài)較為穩(wěn)定，代表性好。大磨損顆粒物的出現(xiàn)是惡性磨損的信號(hào)，但是如果使用這個(gè)方法，監(jiān)測(cè)員便可以直觀的發(fā)現(xiàn)有小顆粒物濃度增大的現(xiàn)象，如果快要增大到某個(gè)極限數(shù)值的時(shí)候，這就可以相當(dāng)于一種警告信號(hào)了。而鐵譜將顆粒按大小排序，雖然可以計(jì)數(shù)，但是精確度堪憂，而且一般不報(bào)告由于小顆粒造成的故障，操作過(guò)程也略顯復(fù)雜。

1.4 油壓和油耗

油在機(jī)器內(nèi)流動(dòng)需要適量的壓力，不正常的壓力值可能預(yù)示著機(jī)器某些零部件出現(xiàn)損壞。舉個(gè)例子，機(jī)油耗是一個(gè)參數(shù)指標(biāo)，往往是越低表示機(jī)器正常，如果高于一定數(shù)值，則表示可能出現(xiàn)故障。

1.5 換油期

油在使用過(guò)程中受到灰塵、雜質(zhì)、水蒸氣、氧化物等很多東西的影響從而可能發(fā)生相應(yīng)的物理化學(xué)反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致油料質(zhì)量的下降，負(fù)面地影響機(jī)器運(yùn)作，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致機(jī)器報(bào)廢。因此，按照需求進(jìn)行換油操作是必須的。有柴油機(jī)公司做過(guò)實(shí)驗(yàn)，把15000公里一換的柴油機(jī)改成50000公里，機(jī)器的壽命銳減高達(dá)百分之八十。數(shù)據(jù)顯示，換油期從10000公里變成20000公里會(huì)導(dǎo)致零件磨損力度增加一倍，再延長(zhǎng)10000公里便猛增至五倍。由此可知，機(jī)油更換工作非常重要。

在實(shí)際工作中，按照行駛里程和使用時(shí)間，檢測(cè)項(xiàng)目可以分為四類(lèi)：①硬性檢測(cè)的項(xiàng)目：油的理化指標(biāo),如粘度系數(shù)、水含量、泡沫特性、不溶物等,一旦超標(biāo)即可上報(bào)。②第二重要的檢測(cè)項(xiàng)目：檢測(cè)的重視程度和次數(shù)可以低于必須檢測(cè)的項(xiàng)目,主要包括紅外等檢測(cè)。③可選項(xiàng)：在上述數(shù)值接近警戒值但還沒(méi)到時(shí)，依情況選擇檢測(cè)，比如說(shuō)性能指標(biāo)等。④可觀察的項(xiàng)目：油壓和油耗數(shù)值異常也應(yīng)立即警報(bào)。

2 為什么需要潤(rùn)滑劑

①首先是可以降低摩擦造成的損耗。零件并不像表面一般光滑，如果長(zhǎng)時(shí)間的將零件與零件之間進(jìn)行摩擦，將會(huì)加大零件的損耗力度，減少使用壽命，在極端情況下會(huì)導(dǎo)致零件溫度升高，燒毀零件。潤(rùn)滑油可以協(xié)助在零件的摩擦面形成一層膜，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行的時(shí)候，零件將在膜上刮擦，減少了之間的摩擦損耗程度，相對(duì)應(yīng)的摩擦產(chǎn)生的熱量也較低，減少了由于摩擦高溫導(dǎo)致的零件損壞。②充當(dāng)冷卻液的作用。剛進(jìn)去的潤(rùn)滑液的溫度是低于機(jī)器內(nèi)的溫度的，可以有效地吸收零件由于摩擦生成的大量熱量。③充當(dāng)洗滌的工具。在機(jī)器內(nèi)流動(dòng)的潤(rùn)滑液可以洗刷內(nèi)部由于摩擦造成的金屬顆粒。④充當(dāng)抗氧化劑的作用，潤(rùn)滑液形成的薄膜可以有效阻止金屬零件與空氣、水蒸氣會(huì)促成氧化反應(yīng)的物質(zhì)接觸，延長(zhǎng)零件的使用壽命。⑤密封作用。阻止氣體泄漏，增強(qiáng)氣缸的密封性。

3 潤(rùn)滑油技術(shù)發(fā)展的缺陷

3.1 利用潤(rùn)滑液來(lái)監(jiān)測(cè)的實(shí)質(zhì)

利用潤(rùn)滑液來(lái)監(jiān)測(cè)是綜合了摩擦學(xué)幾種學(xué)科而形成的一種方法，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以有效的降低監(jiān)測(cè)的成本，同時(shí)也保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，是科學(xué)的監(jiān)測(cè)方法[1]。

3.2 人才管理制度混亂

監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)含量的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員是不可或缺的。只有在保證了有足量監(jiān)測(cè)人員的供給的情況下，潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)的技術(shù)工作才能夠不斷接受先進(jìn)思想的影響，不斷進(jìn)行改革。要不斷發(fā)展?jié)櫥碗s質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的前提要求就是按照新時(shí)代的要求建立統(tǒng)一的、完善的員工培訓(xùn)體系，只有這樣，才能不但從外部吸引人才，還能夠?qū)⒁呀?jīng)在崗位上的員工培養(yǎng)成為更出色的專(zhuān)業(yè)人員。監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油雜質(zhì)技術(shù)的管理工作是多方面的，這就說(shuō)明在完善制度的過(guò)程中需要不斷考慮到來(lái)自多方面的技術(shù)問(wèn)題，系統(tǒng)問(wèn)題，管理問(wèn)題，人文問(wèn)題等，這些因素都會(huì)在管理工作開(kāi)展的時(shí)候造成或多或少的影響。

4 潤(rùn)滑油在故障檢查中的作用

4.1 首先要了解潤(rùn)滑油工作的原理

雜質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有滑油油泵、備用泵、冷卻器、主泵、雙聯(lián)過(guò)濾器為齒輪箱、燃?xì)廨啓C(jī)等準(zhǔn)備潤(rùn)滑油。在整個(gè)流程中，若機(jī)器設(shè)備正常運(yùn)行，則主要由主泵提供潤(rùn)滑油，而在非正常運(yùn)行的時(shí)候，比如說(shuō)機(jī)器剛剛啟動(dòng)的時(shí)候或是為降溫暫時(shí)暫停的時(shí)候由潤(rùn)滑油油泵提供,或是在部分零件故障的時(shí)候由后備泵提供潤(rùn)滑油。風(fēng)冷紫銅翅片管散熱器可以有效地將潤(rùn)滑油中的熱量散發(fā)到空氣中。溫控閥可以控制潤(rùn)滑油的含量比率，使其保持在一定的溫度水平。

4.2 關(guān)于設(shè)備潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)的新方法以及實(shí)操性

檢測(cè)潤(rùn)滑油節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)新性方式使在實(shí)際操作中對(duì)確定潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間的把控更加合理，很好地支持了潤(rùn)滑油的定期更換工作。它能夠使機(jī)器各個(gè)部位的潤(rùn)滑油的情況處于監(jiān)測(cè)員的掌控下，檢測(cè)的部位更加的合理，更加能夠綜合反映潤(rùn)滑油的使用情況，為更換潤(rùn)滑油的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的確定提供依據(jù)，顯然，這使得潤(rùn)滑油的管理工作更加有秩序，更加科學(xué)，更正了之前老套的管理方式，符合科學(xué)化的機(jī)械維護(hù)規(guī)范。新的節(jié)點(diǎn)確定方法不是獨(dú)立使用的，要把其與其他潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)方法綜合到一起使用才能夠充分顯現(xiàn)它的創(chuàng)新性和有效性，除了專(zhuān)業(yè)操作要注意外，員工個(gè)人素質(zhì)的要求也是不可忽視的，相關(guān)管理者和機(jī)械操作者的個(gè)人責(zé)任意識(shí)和專(zhuān)業(yè)能力直接與工作順利的開(kāi)展相關(guān)，比如說(shuō)不定時(shí)對(duì)潤(rùn)滑油使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析做出是否更換潤(rùn)滑油，這些都是需要工作人員親身去實(shí)操的。資料顯示，在2017年的一次評(píng)估中，同一廠房里面的十幾臺(tái)機(jī)器，使用了最新的監(jiān)測(cè)方法，監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)際的情況誤差接近0%，沒(méi)有一臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)大的檢測(cè)誤差，這證明檢測(cè)方法的有效性明顯。

4.3 檢測(cè)摩擦顆粒物的大小和形狀

鐵譜和光譜是常用的方法。光譜法可以精確測(cè)量上層油中直徑在5um以下的摩擦顆粒物，以及被腐蝕掉的金屬化合物微粒等非常細(xì)小的金屬元素。在檢測(cè)各個(gè)金屬微粒在潤(rùn)滑油中含量的時(shí)候有諸多優(yōu)勢(shì)，比如消耗時(shí)間短，精確度高等，此外由于部分金屬元素以化合物的形式存在在上層油脂中，所以形態(tài)較為穩(wěn)定，代表性好。大磨損顆粒物的出現(xiàn)是惡性磨損的信號(hào)，但是如果使用這個(gè)方法，監(jiān)測(cè)員便可以直觀的發(fā)現(xiàn)有小顆粒物濃度增大的現(xiàn)象，如果快要增大到某個(gè)極限數(shù)值的時(shí)候，這就可以相當(dāng)于一種警告信號(hào)了。而鐵譜將顆粒按大小排序，雖然可以計(jì)數(shù)，但是精確度堪憂，而且一般不報(bào)告由于小顆粒造成的故障，操作過(guò)程也略顯復(fù)雜[2]。

5 潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程

從學(xué)科領(lǐng)域方面來(lái)看，機(jī)械故障是機(jī)械行業(yè)要解決的事，而潤(rùn)滑油監(jiān)控是油行業(yè)要履行的職責(zé)。按照傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式，我國(guó)許多企業(yè)都建有專(zhuān)門(mén)檢驗(yàn)油的化驗(yàn)室，但是通常存在使用人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不高，浪費(fèi)程度高等弊端，因而很難勝任高效檢驗(yàn)油品的任務(wù)。而現(xiàn)在國(guó)外流行的是開(kāi)辦獨(dú)立的化驗(yàn)室，專(zhuān)門(mén)為各行各業(yè)提供油品監(jiān)測(cè)服務(wù)，相當(dāng)于做外包業(yè)務(wù)。由于這類(lèi)化驗(yàn)室是專(zhuān)職做這類(lèi)工作，所以不會(huì)受到其他工作的影響，保持了專(zhuān)業(yè)性，人員素質(zhì)高，數(shù)據(jù)可用性強(qiáng)。“油料診斷醫(yī)院”的建議我認(rèn)為不太正確,某些人可能混淆了醫(yī)院的概念。醫(yī)院的任務(wù)是治病，而治病包括很多環(huán)節(jié)，這樣來(lái)說(shuō)就又陷入了傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)模式的怪圈，這就相當(dāng)于是要求搞油品化驗(yàn)的人員完成了油品檢測(cè)后還要他們進(jìn)行故障排除，這是不合理的。而且就檢測(cè)而言,醫(yī)療和工業(yè)有較大區(qū)別，醫(yī)生看病，主要就是運(yùn)用了某方面的醫(yī)學(xué)知識(shí)，但利用潤(rùn)滑油檢測(cè)故障的工作人員同時(shí)需要懂得機(jī)械、潤(rùn)滑油等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，所以多專(zhuān)業(yè)的人才一同工作是必須的。

用潤(rùn)滑油來(lái)檢測(cè)的方法也有缺點(diǎn)，它需要專(zhuān)門(mén)建有實(shí)驗(yàn)室，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。為了解決這個(gè)問(wèn)題，許多現(xiàn)場(chǎng)潤(rùn)滑油測(cè)定方法已經(jīng)被創(chuàng)新出來(lái)，可讓工作人員隨時(shí)知曉潤(rùn)滑油的使用情況，同時(shí)還引入了儀表技術(shù)，可以在儀表上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。這幾年還分化出了幾個(gè)這方面的學(xué)科，有利于相關(guān)方面的研究。

目前來(lái)說(shuō)，機(jī)械故障問(wèn)題仍然屬于機(jī)械行業(yè)從業(yè)人員管理的范疇，雖然他們?cè)谡莆諜C(jī)械知識(shí)方面得心應(yīng)手，但是對(duì)于潤(rùn)滑油往往缺乏必要的理論知識(shí),因而在用潤(rùn)滑油工作的時(shí)候可能就會(huì)過(guò)分強(qiáng)調(diào)對(duì)摩擦粒子的分析，而忽視了對(duì)油液本身的分析，僅僅把其作為一種載體。比如說(shuō)《油樣分析技術(shù)》這本書(shū)中描述的內(nèi)容包括鐵譜、光譜等方法,其中花了大力氣介紹鐵譜。在作者看來(lái)，只有通過(guò)磨粒才可以分辨故障所在，而鐵譜就是研究磨粒的最佳方法，如此先入為主的研究思維會(huì)極大限制油液診斷技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。從另一方面來(lái)看，潤(rùn)滑油業(yè)界的人才雖有豐富的油料知識(shí)，但對(duì)機(jī)械的理解也是從化學(xué)的角度來(lái)分析,同樣具有缺陷。因此，從事油料檢測(cè)故障的人應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大自己的知識(shí)面，將多學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行穿插理解，只有這樣，才能更好地在機(jī)械故障排除工作中使用潤(rùn)滑油檢測(cè)法分析故障的成因[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

潤(rùn)滑油雜質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)，因?yàn)榧夹g(shù)、設(shè)備、管理等問(wèn)題，成為了實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中必然要解決的問(wèn)題。新的檢測(cè)技術(shù)有效解決了潤(rùn)滑油檢測(cè)的弊端，沒(méi)有漏掉任何一個(gè)應(yīng)該檢測(cè)的地方，同時(shí)對(duì)潤(rùn)滑油的管理提供了寶貴的建議。它對(duì)測(cè)試節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)提供了可支撐的依據(jù)。隨著時(shí)代的發(fā)展，持續(xù)的工作推進(jìn)將會(huì)為這種方法的有效性提供實(shí)踐性的證明。