浅谈油检验与设备故障诊断

摘要：在设备保养和维修中，油质量常常是设备运行状态和使用寿命的关键，因此，对油的检验就成为设备故障诊断的重要因素。本文分析了油检验对设备故障诊断的作用和意义，并阐述了检验方法及其应用。

关键词：油，铁谱，光谱

Abstract: in the equipment maintenance and repair, lubricating oil quality is often the running state of the equipment and the service life of key, therefore, to lubricant inspection will become the important factor of equipment fault diagnosis. This paper analyzes the lubricating oil test equipment fault diagnosis of function and meaning, and expounds the testing method and its application.

Keywords: lubricating oil, iron spectrum, the spectrum

中图分类号：C34文献标识码：A 文章编号：

一、 现行油诊断技术的缺陷

由于从事故障诊断的人员以机械专业为主，对油分析大多把注意力集中在油中的磨粒的检测,把油当成与故障诊断及其诊断无关的仅起磨粒携带作用的介质，因而较少首选从油的变化和其中污染物去考虑分析，只有从颗粒分析发现问题后再回过来检测油本身的变化，这方面还存在明显不足。

1.“诊断”与“预测”概念模糊、及时性差

大多诊断仅起到“证明”作用，即从油中磨粒情况“推测”设备中“已”发生了什么故障，而未“预测”到设备“将”发生什么故障。在很多例子中，从光谱或铁谱中提出“预报”，拆机后发现不同程度的故障已发生，如拉缸、断环、断齿、烧瓦等。在实际工作中，许多情况下铁谱分析并没有预测故障的发生，仅能在不停机时从油中携带出来的磨粒分析去推测机内已发生的故障，希望及时处理以避免由已发生的故障而造成后继更大故障的发生。

2.因果颠倒，多走弯路

实际操作中很多例子是先做铁谱或光谱，发现有问题再做油的理化分析，或所有方法都做，再找出原因去排除。如有一次检测中空压机油样先做铁谱，发现磨粒有氧化，再做油分析，发现含水达10%，采取措施后正常。若先做油的水含量分析，工作量会小很多，同时在水含量远未到10%即可警告，可避免已发生故障。同时检测涡轮涡杆箱油机械杂质高达5%，再做光谱发现铁、铜、硅大大超标，然后做铁谱有异常后拆机检查，涡轮磨损严重。其实仅从油的机械杂质含量超高或至多从光谱中铁等浓度异常的高足以判断应拆机检查了，后面的工作已是多余。机械使用中经常由于冷却水泄漏造成故障，某文献中使用光谱和铁谱的监测工作内容之一是通过用光谱测油中冷却剂的元素（Si、Na、B）含量及铁谱磨粒而监测冷却液泄漏情况，若用理化方法做油中水含量又快又省又准确，何必等到由于冷冻液造成恶性磨损后反过来推测冷却系统的泄漏问题。

由上可知，故障诊断手段存在的主要问题：一是故障警告的及时性较差；二是警告不准确，无法指出事故出在哪里；三是对故障发生的原因指导不够，无法指导以后的整改措施。

二、检验是诊断的依据

在油对设备故障诊断技术中，常规理化分析、光谱和铁谱的合理配合很重要。设备故障的发生是设备本身的质量（设计、材质、加工精度）、操作、管理、环境及油质量的综合结果，相互影响，情况复杂，只有几种方法从不同角度分析，才能提高诊断的准确性。

1.在正常情况下，光谱中磨损颗粒浓度与铁谱结果有大致一致关系。据资料记载在研究了发动机、液压系统及变速箱等大量油样数据后得出结论：在正常磨损期，大磨粒与小磨粒变化速率之比保持不变，在研究的11例中，有4例二者预测一致，其他则是某一种方法预测有故障，拆机后均得到证实。也就是说作为磨粒浓度测定，在大多情况下不必二者都做，仅做其一即可，当然首选油样品均匀、操作简单而易于定量的光谱法。

2.铁谱与光谱预测不一致得也有很多例子，这里面有仪器本身性能的局限和取样的代表性的问题，同时也反映了故障的复杂性。也就是说不同的磨粒分析仪器从不同方面检测磨粒情况，互相替代不了。

3.在实际诊断中，根据故障的范围和发生频率，可以将化验分为以下几类：

① 必做项目：油的主要理化指标，含粘度、酸值、碱值（发动机油）、水分、机械杂质、不溶物、闪点，上述指标的变化表示油的降解，油降解到一定程度会引发故障，另一方面也反映设备运转状态，如泄漏等本身就是故障或很快就会由泄露物造成故障，若不处理将引起更大故障，因此原则上超标即停机检查、拆检或换油。这类项目的仪器较便宜，设置容易，操作费低，技术难度不高，省时省事，都有标准方法，分析结果都有明确且通用得数值。

② 关键项目:这类项目检测的频率较①疏，接近油降解后期或污染物量接近警告值时加密，它们包括发射光谱、红外光谱等，这些项目反映了故障发生前夕或初期的后果，应及时检测。这类仪器价格较贵，但操作简便，能给出定量数据。由于设备较贵，配置不普遍。

③ 选做项目：这类项目在①和②项目接近警告值或需要明确时做检测，主要指铁谱。它能使人们更清楚认识到故障的发生及磨损性质，在不停机拆机的情况下，通过铁谱能从更深层次了解机器内发生的摩擦磨损情况，因而在光谱测出某些有关金属元素浓度到一定值后，按需要或抽检做铁谱是必要的。必做项目还包括某些油的性能指标，如抗泡、抗乳化、剩余抗氧化能力等。

④ 观察项目：油压、油耗等的异常也是故障的征兆。

在实际的设备故障中，有40%～60%与直接有关，其余虽与油无关，但其信息可从油中检出，因而从对在用油的监测作故障诊断已包含绝大部分，而且是最主要的故障面。虽然行业相差很大，使用油的品种也不同，但故障原因惊人的相似，其中杂质污染高踞榜首，加上水污染占了故障的大部分，而这些故障可从油的理化指标如机械杂质、粘度、酸值、水分等的监测方便而定量的测出，并在接近临界值前发出警告或及时采取措施，因此首选油的常规理化分析很有必要：一是它可作为以后跟踪油质变化比较时的基础值；二是对用油的质量作检查，如新油质量低劣或用错油，就易于造成故障，查出后立即换用，就可避免；三是它的费用及时间花费相对低，试验室配置容易。

总的说来，设备故障的原因多种多样，相互作用，因此其诊断是一个综合的体系，从油对设备故障作诊断也是一个综合体系，从事此项工作的人，不应把故障诊断局限在油中磨粒上，它不是全部，而且也不是最主要的部分。磨粒仅是“果”，只有从油本身才能找出一些“因”，因果印证，才能提高诊断的预知性和准确性。而对“因”的追溯中，理化分析是最有效的工具。因此，在设备故障中，应特别重视油质检测，为科学诊断提供依据。