油样分析方法.ppt

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1、第五章油样分析方法主要内容第三节油液光谱分析技术一、油样光谱分析的简单原理二、光谱分析的分类三、油样光谱分析的特点四、油样光谱分析的磨损界限第四节磁塞一、磁塞检测的基本原理二、磁塞的构造三、磁性磨屑的识别第三节油样光谱分析技术一、油样光谱分析技术的简单原理油样光谱分析，就是利用油样中所含金属元素原子的光学电子在原子内能级间跃迁产生的特征谱线来检测该种元素的存在与否，而特征谱线的强度则与该种金属元素的含量多少有关，这样，通过光谱分析，就能检测出油样中所含金属元素的种类及其浓度。以此推断产生这些元素的磨损发生部位及其严重

2、程度，并依次对相应零部件的工况作出作出判断。二、光谱分析的分类油样光谱分析包括原子吸收光谱分析和原子发射光谱分析两大类。原子发射光谱法：油样中各种金属元素经碳极电弧激发而发射出各种特征波长的射线。经光学系统的聚焦、折射及光栅的分光后，将各种特征波长的辐射线投入到相应的光电倍增管并转变成电信号．再经数据处理系统后即可显示出金属的种类及含量，并可将结果打印出来。原子吸收光谱法：润滑油试样经过处理以后，在原子吸收分光光度计上由雾化器将试液喷成雾状，与燃料气及助燃气一起进入燃烧器的光焰中。在高温下，试样经去溶剂作用、挥发及离

3、解，润滑油中的待测物质（如铁）转变为原子蒸气。由待测含量的物质（如铁）相同元素做成的空心阴极灯辐射出波长为3720A的特征辐射。它通过火焰后，一部分光被铁的基态原子吸收。测量吸光度后，在根据用标准系列试样作出的吸光度与浓度工作曲线图上，即可查出未知油样中铁的含量。三、油样光谱分析的特点原子吸收光谱分析和原子发射光谱分析的性能特点大致相同。原子光谱分析法的优点为：1、检出限低，灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限可达10-9级，石墨炉原子吸收法的检出限可达10-10~10-14g。2、准确度高。火焰原子吸收法测定中等和高含

4、量元素的相对标准差可达1%，石墨炉原子吸收法的准确度一般约为3%~5%。3、分析速度快。用P—E5000型自动原子吸收光谱仪在35min内能连续的测定50个试样中的6种元素。4、试样用量小。无火焰原子吸收光谱法分析仅需试样溶液5~100μL或5~100mg。5、应用范围广。可测定的元素达70多种，不仅可以测定金属元素，也可以用间接原子吸收法测定非金属和有机化合物。6、仪器操作较简便。原子光谱法的不足之处在于：1、多元素同时测定尚有困难，只有原子发射光谱可同时进行多元素测定；2、有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意

5、；3、对复杂试样，干扰还比较严重。将原子光谱分析用于机械设备的故障诊断与工况监测，还有下列不足之处：1、因为原子光谱分析只能提供关于元素及其含量的信息，而不能提供关于磨屑形貌的信息。因此，要根据油样光谱分析的结果直接对摩擦副的状态作出判断有很大的困难；2、只能用以分析含量较低且颗粒尺寸很小（＜10μm）的磨屑，而异常磨损状态下所产生的磨屑粒度一般较大，因此，油样光谱分析一般只能用于故障的早期监测与预防；3、与铁谱分析技术、磁塞技术等方法相比，油样光谱分析的成本要高得多，一台光谱仪的价格约为50万元人民币，为分析式铁谱

6、仪的十几倍；4、光谱仪对工作环境要求苛刻，只能在专门建造的实验室内工作。四、油样光谱分析的磨损界限光谱分析的磨损界限因油样来源的不同而变化很大，取决于它们合金成分的多少、设备的类型和工作特点、以及初期缺陷的性质。在某种情形下，在机器仍能良好运转时，就已观测到几百个ppm的铜和铁元素含量；而在另一些情形下，小于50ppm的元素浓度可能预示着事故即将来临。因此，采用油样光谱分析技术进行机械设备的故障诊断与工况监测时，一定要针对具体设备及其工作条件的不同，经反复实验才能确定出合适的磨损界限。第四节磁塞一、磁塞检测的基本原理

7、磁塞检测法早于油样铁谱分析技术，是在飞机、轮船和其他工业部门中长期采用的一种检测方法，其基本原理是将磁塞安装在润滑系统中的管道内，用以收集悬浮在润滑油中的铁磁性磨屑，然后用肉眼对所收集到的磨屑大小、数量和形貌进行观测与分析，以此推断机器零部件的磨损状态。由此可以看出，磁塞检查法是一种简便易行的方法，适用于磨屑颗粒尺寸大于50μm的情形。由于机器零部件的磨损后期一般均出现尺寸较大的颗粒，因此，磁塞检测法是一种很重要的手段，图5-4.1所示是磨损过程中磨屑尺寸随时间t的发展趋势图，说明了机器零部件在磨损过程中，磨屑的尺寸

8、分布随时间的增长而增长。图5-4.1磨屑尺寸分布随磨损过程变化曲线二、磁塞的构造从外形上看，磁塞有柱形和探针形两种。磁塞是由一个永久安装在润滑系统中的主体和一个磁性探头组成。通常在磁塞检测系统整个回路中，还安装有残渣敏感器，如图5-4.2所示，其工作原理如下：润滑油以一定的油压夹带磨损残渣由切向进油口进入敏感期上部的储油器。储油器为倒圆锥形，能