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補油和換油對油液分析監測影響

作者:   發布日期:2016-9-9   點擊數:3385

      在對大型機械進行連續的工況監測工程實踐中,無一不遇到機器潤滑系統的補油和換油情況,这是因为潤滑油在使用過程中不可避免的發生損耗和到限更換,为保障機器摩擦副的正常潤滑狀态就必須補油和定期換油。这必然會部分稀釋乃至全部排放油中的磨粒,從而改變潤滑油中磨粒濃度,影響取樣監測數據的連續性,因此,研究在補油換油後取樣所帶来的影響以及为消除这個影響所采取的對策是所有從事依賴油液分析進行機器工況監測的工程技術人員所關注的問題。

      首先,不同粒度的磨粒受被補油、換油的影響程度不同

      小粒度的磨粒在潤滑系統中有較長的存留壽命,因此對它的濃度測定是它的時間累積量的反映,一旦補油或換油,其濃度需要較長時間才能恢複到補油或換油前的數值,即便如此,從理論上講,它也永遠失去了補油、換油前的積累,然而大磨粒則不同,它在潤滑系統中存留時間很短,對它的濃度測定幾乎是即時濃度的反映,在潤滑系統被油、換油後,经過極短的平衡時間會重新回到補油、抽象油前的數值水平。因此,小粒度磨粒濃度受補油換油的影響較大,是不可忽略的;而大粒度磨粒所受影響較小,甚至不受影響。

      其次,不同的油液分析技術受補油、換油的影響不同

      以光譜技術、鐵譜技術、磁塞技術为例,不同的磨粒分析技術其檢測效率是随磨粒濃度不同而異的,鐵譜技術對數微米至數百微米的大粒度有較高的分析效能,而光譜技術則敏感于亞微米至微米級的小粒度磨粒,这種差異是由技術本身的特點造成的。

      光譜技術是依賴于瞬間高能激發磨粒使其原子核外電子處于不穩定的外層,電子躍遷回原能級進釋放特定頻率的光子,從而檢測出某元素的存在和存在的量值。由于磨粒本身在油液中以一定的粒度存在,大磨粒很難在瞬間全部激發,所激發的隻是表層,而小磨粒幾乎可以被激活。因此光譜技術敏感于小顆粒。鐵譜技術是依賴于磁場力檢測磨粒的物理手段,大磨粒獲得比較大的磁場作用力,更容易從油樣中分離出来,因此,鐵譜技術對大磨粒有較高的檢測效率。

不同磨粒測試方法的檢測效率與顆粒度間的關系

      綜合以上兩點,就有如圖所示的兩種不同的結果,圖中表明光譜技術所測定的磨粒濃度量值主要反映的是小磨粒的積累量,在穩定磨損階段由于磨損率不變,因此,这段曲線應为有固定斜率的直線,一旦換油,則磨粒濃度降为零。若磨損狀況不變,換油後的數據仍以同樣的斜率緩慢直線上升,然而永遠回不到不換油的可能曲線上,換油的影響不能忽略不計。

換油對光譜、鐵譜數據影響情況之比較

      對于光譜數據,生産實際中的情況與上述理論分析是相吻合的,如圖是一台某型内燃機車柴油機在一個架修期内光譜分析所得出的鐵、鉛、銅等元素含量的變化曲線,由于其間有六次換油所以形成鋸齒形。每次換油後數據本身并非直線而是折線,是因为機車工況的變化或儀器本身哪怕是極小的誤差。但是排除这些數據的正常離散因素之後,換油的數據基本形成斜率不變的上升直線。为了消除在光譜分析中由于補油或換油所造成對數據的影響,一般作法是:對補油、根據補油量占總油量的比例人为的将換油後的數據進行校正大;對于換油,則把換油後實測結果加上換油前的數值做为新的可比較的數據。这種人为的修正方法很多,在此不多叙。然而,在實際生産過程中,很難準确地掌握補油的數量,另一方面,一次補油和換油帶来大量的修正原始數據的運算,十分繁瑣。为此,在最近幾年的機器工況監測實踐中,針對光譜技術數據受到補油換油影響較大的問題引入了換油後時間的概念。即把每一次換油時刻都作为零時刻,各次換油後到下一次換油前的都作为零時刻,各次換油後到下一次換油前的多段實測數據,在同一個“換油後時間”段内進行疊加,再進行諸如一元性回歸等實验數據的統計分析,不但避開了換油問題,而且增加了同一區段的樣本數量,取得較好效果。

      對于鐵譜技術測出的數據,如大磨粒的直讀數則可以根據以上關于受換補油影響較小的分析結論采取上、下限值的監測方法,當然,不管是哪一種方法在根據實測數據進行回歸統計之後都存在個别數據點的離散問題,都應對監測标準進行置信度的評价。

某型機車柴油機潤滑油中微量元素含量光譜實測曲線
鐵元素含量數據经換油後時間置換後的分布圖
      本文摘自楊其明著《磨粒分析--磨粒圖譜與鐵譜技術》一書部分章節,版權歸原作者所有,出于傳遞更多信息和学习之目的,并不意味亞泰光電贊同其觀點或证實其内容真實性,本文内容僅供參考。本文首發亞泰光電官网,由翻翻配资編輯整理,亞泰光電,國内知名工业证券配资油品分析儀研發、生産廠家,致力于为客戶提供針對性、专业化、系統性的設備診斷和狀态監測産品解決方案,歡迎您的咨詢與洽談。0755-86656390)