油液分析技术在船用柴油机维修中应用与研究

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1、油液分析技术在船用柴油机维修中应用与研究许斌(海军92538部队)摘要：文章分析研究了油样分析技术的主要内容及其在柴油机维修中的作用，阐述了油样分析技术用于柴油机维修的依据和理论基础，重点研究了经济、有效的油液理化分析技术、油液铁谱分析技术、油液光谱分析技术在设备状态检测与故障诊断中的应用方法。关键词：柴油机；维修技术；故障诊断；状态监测；理化分析；铁谱分析；光谱分析。引言近年来，对船用柴油机管理理念已经向综合管理的方向发展，其中包括柴油机运行状况、状态检测、故障诊断、趋势预报和决策维修等。柴油机维修也已从早期的事后维修

2、和按计划维修开始进入现代的具有预知性的维修（或称状态维修）。状态检测包括的内容相当广泛。主要包括功能性监测诊断技术，振动噪声监测技术和油液分析技术。油液分析监测与诊断技术已证实是一种效能高费用低的维修管理技术，目前已得到广泛应用，主要通过对船用柴油机润滑系统的油样进行分析，从而判断柴油机工作状态或故障部位。一、油液分析技术油液分析技术主要分析的内容包括两大类：一是对油液中所含磨损颗粒的数量、大小、形状、纹理、颜色、成份及其变化情况的分析；二是对油液劣化变质程度的分析，如氧化程度、硫化程度、硝化程度、聚合化程度、污染程度，

3、被其他油液或水的稀释程度、添加剂成份损耗程度等。油液分析的主要作用是监测柴油机工作状态、诊断故障、失效分析、预测故障、预防事故，提高柴油机可靠性和安全性；油液分析技术的应用使柴油机的视情维修成为可能，可以最大限度地降低故障和维修带来的损失。油液分析技术手段一般可分为：油液理化指标及污染度检测、油液铁谱分析、油液光谱分析。对应的油液分析设备和仪器很多，但基本也可分为三类：一是油液理化性能分析仪器，如粘度计、水分仪、快速油液理化性能分析仪等；二是铁谱仪，有分析式铁谱仪(AnalyticalFerrography)、直读式铁谱

4、仪(Direct-ReadingFerrography)、5旋转式铁谱仪(RotaryFerrography)、在线式铁谱仪(OnlineFerrography)等；三是光谱仪，有发射光谱仪、原子吸收光谱仪、红外光谱仪、紫外—可乐见光分光光度计等。二、油液理化指标及污染度检测油液理化指标及污染度检测的分析机理在于油液的物理、化学性能指标的变化，反映油液的劣化变化程度，表明油液性能下降程度，超过一定的数值，就应更换油液；另外油液被其他油液稀释、水分或杂质污染程度也可通过理化性能变化和污染度来检测。其主要分析的理化指标有：粘

5、度、PH值、闪点、水分、机械杂质、颗粒数、积炭、乙二醇、氧化等。污染度是由于周围环境的影响以及柴油机工作过程中产生的各种磨粒，都会导致润滑油的污染变质，从而加速柴油机零部件摩擦副表面的磨损，使柴油机各零部件的性能下降，使用寿命缩短。据统计，柴油机故障中45%是由于润滑油污染而造成的。大的磨损颗粒的存在严重地影响了柴油机的正常工作，导致柴油机滑油系统失效。而通过污染度监测可以及时净化在用润滑油中的污染物，以及合理地补油、换油，将柴油机滑油控制在好的清洁度上，避免各种由于润滑油污染引起的故障失效。三、机械磨损机理（一）切屑磨

6、损此类磨损是由于一个表面穿入另一个表面而产生的。其产生磨粒效应与车床机加工产生切削相似，只是处于显微数量级。产生该种效应的方式有：一是较硬的零件可能由于安装不良或出现裂纹，造成硬的刃边穿入较软的表面，此时产生的磨粒通常是粗大的，其平均宽度为2-5μm，长度为25-100μm；另一种是油液系统中的坚硬的磨料颗粒，无论是石英砂一类的污染颗粒还是来自系统内的零件磨屑，均可能嵌入软的表面（双体磨料磨损），磨料颗粒自软表面伸入并穿插入相对磨损表面，此种磨损磨粒粒度与系统中磨料粒度成正比，还可能产生极细的线性磨粒，其厚度只有0.25

7、μm，一般磨粒宽度不足于1μm。（二）滚动疲劳磨损此类磨损一般产生于滚动轴承，有三种类型的磨粒：疲劳剥落磨粒、球状磨粒和层状磨粒。疲劳剥落磨粒是在电蚀或麻点形成的，这类磨粒的最大粒度可达100μm，初始异常状态可以从大于10μm的磨粒数量不断增加而加以推断，疲劳磨粒是平片状的，其长轴尺寸与厚度之比约为10:1，一般具有光滑的表面和随机曲折的轮廓；球状5磨粒产生于轴承疲劳裂纹内部，滚动轴承的疲劳剥落是依据出现大量直径为1-5μm的钢球粒来预断的，滚动疲劳几乎不产生大于3μm球粒，而焊接、磨削和气蚀等产生的球粒往往大于10μ

8、m；层状磨粒是极薄的游离金属磨粒，其粒度在20-50μm之间，其长轴尺寸与厚度之比约为30:1。（三）滚动、滑动复合磨损此类磨损常发生于齿轮系中，齿轮磨损类型是节线处的疲劳、胶合、擦伤。从齿轮节线处产生的磨粒与滚动轴承疲劳磨粒有许多共同点，他们通常均具有光滑的表面和常常不规则的外形。磨粒可能具有长轴与厚度的比值为4: