油液监测在设备状态维修中的应用

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The Application of Oil M onitoring in M aintenance of Equipment ConditionsQian Youming Yu Jing(Maanshan lron & SteeI Co.Ltd.)Abstract The history of equipment maintenance，development of condition maintenance and oil monitoring tech-nology were introduced.Successful cases of oil monitoring in condition maintenance were given，frOm which the impor-tance of oil monitoring in condition maintenance can be seen。

Key words equipment management condition maintenance oil monitoring application0 前言设备是企业生产关键要素之-，设备管理是企业管理体系中的重要组成部分，设备维修是设备的核心和关键，做好设备维修，确保设备稳定可靠运行是设备管理的目标。

1 设备维修方式的发展历史1)事后维修，即设备-直运转直到发生故障，才开始故障查找和维修，这种方式在 2O世纪 50年代以前被广泛应用，当前仍有不少简单设备在沿用。

2)简单定周期的计划性预防维修。我国建国后，学习和实行苏联的计划预防维修制，这是-种以设备结构复杂程序为依据的计划维修，以时间为基础，是-种强制性维修手段。

3)点检定修。从 日本引进的以点检为基础的，以定期检修为主线的预防维修模式。它制定了严格的点检流程，依据点检判断的设备状态，编制检修计划，定周期对设备进行维修。这种维修方式，使设备管理水平向前迈进-大步，在-段时间内保证了设备状态与能力基本满足不断上升的生产负荷的要求，但这种维修体制仍存在着不足：设备状态信息来源是人的五感加个人 的经验，存在很多误差和不确定性；维修方式是-种定期的预防性维修，存在着过维修和欠维修的风险。这种维修体制无法进-步提高设备稳定运行，无法进-步降低设备维修成本。

4)状态维修。也称预知维修，是以设备真实状态为基础的维修，通过状态监测和故障诊断技术所得到的设备状态信息，在设备故障发生之前进行的适时适量的有针对性的维修，是设备维修的发展趋势 ，也是设备维修的最高境界。

2 状态维修的特点状态维修是-种先进的维修体制，能使设备维修真正高效、经济运行，其主要优点为：1)大幅降低设备故障率，提高设备综合利用效率。状态维修直接以设备实际运行状态为依据，通过对设备运行信息的准确收集和把握，适时适度地进行维修，使设备运行始终处于可控状态，避免欠维修，可以降低故障发生率，杜绝重大事故性；维修作业没有固定的周期，完全根据监测数据的变化趋势和设备诊断的结果安排维修计划，减少定期检修造成的设备停机；设备运行的精度和性能可控，提升对作者简介：钱有明，高级工程师，安徽省马鞍山市(243000)马钢第四钢轧总厂2012年第 3期 安 徽 冶 金 59产品质量和作业效率的保障能力。

2)大幅降低维修成本。根据设备实际状态安排适时适度的有的放矢检修，避免了备件周期性更换、设备周期性检修造成的备件、维修材料和维修费用的巨大浪费。

3)大幅降低检修负荷。状态维修减少了大量周期性计划检修项目，提高了检修效率。

由于状态维修可以降低设备故障率，提升设备保障能力，降低维修成本，体现了综合管理成本的最优，成为许多国际先进流程工业企业追求的目标，在维修模式中占据了越来越显著的主导地位，成为世界范围内设备维修管理的发展潮流。

状态维修的关键和难点在于如何准确把握设备状态，为此必须采取-系列可靠有效的技术手段：油液监测、超声波和射线探内伤、磁性粉探表面裂缝、红外线测温仪和红外线热像仪、振动测试技术、电气辅助诊断技术等，其中油液监测是把握设备状态的- 种非常简单有效的手段[1]。

3 油液监测技术油液监测技术是现代化工业不断发展的产物，是-种有效的设备工况监测和故障诊断的技术。通过对采集到的润滑油，利用光、电和磁学等手段，分析其理化指标、检测其所携带的磨损和污染物颗粒，从而获得机械的润滑和磨粒状态信息，定性定量地描述设备的磨损状态，找出诱发因素，评价机械的工况和预测其故障，并确定故障部位、原因和类型等，及时采取措施恢复油品品质和降低设备磨损速度，纠正设备异常磨损，延长设备寿命 ]。-个比较成熟的和完整的油液监测系统基本由润滑油常规理化性能指标、原子光谱分析、红外光谱分析、铁谱分析和颗粒计数等 5项主要技术所组成。

3.1 润滑油的常规理化性能指标分析常规理化分析是指采用物理化学方法对润滑油的各种理化指标进行测定，由此判断油液的品质和状态，及时发现油液劣化趋势。

1)粘度。粘度是润滑油最重要和最基本的性能指标。大多数润滑油都按运动粘度来划分牌号。润滑油的粘度越大，所形成的油膜越厚，有利于承受高负荷。

2)水分。润滑油含水可造成乳化和破坏油膜，从而降低润滑效果而增加磨损，同时还可能加速对摩擦副的腐蚀和使润滑油质量劣化。特别是对加有添加剂的油品，含水会使添加剂乳化、沉降或分解而失去效用。

油品蒸发性越大，其闪点越低。同时，闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。在高温易爆环境，此参数尤为重要。

4)酸值。对于新油，酸值表示油品精制的深度或添加剂的加入量(当加有酸性添加剂时)；对于旧油，酸值表示氧化变质的程度。-般润滑油在贮存和使用过程中，由于在-定的温度下与空气中的氧发生反应，生成-定的有机酸，或由于碱性添加剂的消耗，油品的酸值会发生变化。因此，酸值过大说明氧化变质严重，应考虑换油。

5)抗乳化性。润滑油的抗乳化性(亦称水分离性)是指油品遇水不发生乳化，或者虽发生乳化，但经过加温静置能迅速实现油水分离的能力。油品随着使用时间的延长，其被氧化程度和所含酸性物质都会增加，这将产生更多的机械杂质，这些物质都会使油品的抗乳化性质变差，所以抗乳化性也是判断油品是否需要更换的重要质量指标。

6)凝点和倾点。凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度，-般润滑油的使用温度应比凝点高 5～7℃。

倾点是油品在规定的条件下冷却到能继续流动的最低温度，也是油品流动的极限温度，故能更好地反映油品的低温流动性，实际使用性比凝点好。润滑油的最低使用温度应高于油品倾点 3O℃以上。

7)机械杂质。机械杂质是润滑油中不溶于溶剂的沉淀物或胶状悬浮物的含量。它们大部分是砂石和铁屑之类，或由添加剂带来的-些难溶于溶剂的有机金属盐。机械杂质将加速机械设备的正常磨损，严重时将堵塞油路、油嘴和过滤器，破坏正常润滑。此外，金属碎屑在-定的温度下对油起催化作用，会加速油品氧化变质。

8)灰分。灰分是指在规定的条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质，以重量百分数表示。灰分-般是- 些金属元素及其盐类。对基础油或不加添加剂的油品来说，灰分可用来判断油品的精制深度。对于加有金属盐类添加剂的油品(新油)，灰分就成为定量控制添加剂加入量的参照，此时的灰分不是越少越好，而是不得低于某个指标，如内燃机油的产品标60 ANHUI METALLURGY 2012年第 3期准中，既规定了基础油的最高灰分，又规定了最低灰分 。

3.2 原子光谱分析光谱分析技术主要用以对润滑油中金属元素进行分析。光谱分析主要有原子吸收光谱技术、原子发射光谱技术和等离子体发射光谱技术。它们都是通过分析润滑油中金属摩损微粒的材料成分和数量，了解机械设备摩擦副的磨损情况，以正确判断机械设备工作是否异常，预测发生故障的可能性，为设备检修提供科学依据。

3.3 红外光谱分析利用红外光谱分析技术可获知润滑油中水分、积炭、硫化物、氧化物和抗磨剂等的变化。

3.4 铁谱分析铁谱分析技术是利用高梯度强磁倡机器润滑油中所含磨损微粒按其粒度大小有序的分离出来，通过对磨粒形态、大孝成分、浓度和粒度分布等方面进行定性定量观测，得到有关摩擦磨损状态的重要信息。

3.5 颗粒计数颗粒计数是评定油液中固体颗粒(包括机械磨损微粒)污染程度的-项重要技术。它的特点是把油样中颗柳行粒度测量，并按预选的粒度范围进行计数，从而得到有关颗粒粒度分布方面的重要信息。通过与标准对比，获得对油液污染度的评价。

4 应用实例上述监测方法已经广泛应用于现代化生产线，并取得非常显著的成功，这里介绍几个典型案例。

1)某工程管道安装结束后 ，进行管道油冲洗 ，结果冲洗了 12天，更换了 16套冲洗滤芯，依然没有达到设计要求的 NAs 8级清洁度，经过对冲洗油进行油品颗粒计数，发现冲洗油清洁度大于 12级，也就是冲洗油非常脏，在及时更换合格冲洗油后，仅使用3天，更换 4套冲洗滤芯即达到了NAS 8级的清洁度，既节约了大量采购冲洗滤芯费用，也为工程节约了宝贵的调试时问。

2)某连退炉投产以后，产品质量均很正常，3年后 ，板坯表面逐渐出现-些黑斑 ，且黑斑越来越多 ，越来越大，经过多方面查找原因都无果，最后意外黑斑出现时问与炉辊轴承润滑脂更换包装时间非常吻合，怀疑润滑油脂有问题。对更换包装前后润滑脂取样进行原子光谱分析对比分析。

通过数据对比，发现新包装润滑脂 Zn含量是旧润滑脂 Zn含量的 100多倍，而连退炉设备维护手册明确规定，润滑脂不得含有 Zn元素，原因找到。更换回旧包装润滑脂，带钢表面黑斑逐渐减少，最后消失。这是-起典型润滑脂导致生产事故的案例，同时也是-起典型油液检测成功案例。

3)某热轧生产线油膜轴承润滑系统原先使用 A供货商润滑油，在二次油品招标时，B供货商中标，需要更换润滑油品牌 。-般情况下更换不同品牌润滑油需要整个系统彻底 清洗后才能更换 ，但是 该润滑系统相当庞大 ，- 次装油量达到 188 O00I ，市场价值280万左右，为了降低损失，该厂决定采用混合使用的方案。如何混合使用而又确保润滑效果，该厂利用油液检测技术进行油品混合实验。

将 A、B两种油分别按不同比例进行混兑，混合均匀后置恒温干燥箱中-段时间观察两种样品没有发生反应生成沉淀、悬浮物等；对混合后的样品进行综合理化指标 的检测 ，与 A、B原油样的各项理化指标进行对比∩得知A、B两种油品和混合后指标没有明显差异，理论上可以混合使用。根据上述油品检测结果，对该系统进行混油使用，到现在已经 3年，没有发生因为混油造成的故障，证明混油试验成功。

5 结语油液监测技术作为设备维修工作中的重要组成部分，直接推动了设备维修管理的发展并赋予其新内涵，使设备维修管理有可能在经历了事后维修、定期预防维修的历程后，向状态维修、预知维修乃至主动预防性维修等新阶段发展 。