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            設備潤滑狀態監測發展和必要性(二)
            發布時間:2019-11-22

                  1.粘度 及粘度指數
                  粘度:流體流動時內摩擦力的量度,用于衡量油品在特定溫度下 抵抗流動的能力。
                  檢測方法:用毛細管粘度計來測定油品的運動粘度.GB/T 265、ASTM D445 。
                  檢測目的:①油品牌號劃分的主要依據 ;
                  ②油品選擇的主要依據 ;
                  ③油品劣化的重要報警指標;
                  ④可判斷用油的正確性 。
                  粘度指數:是一個表示潤滑油粘度隨溫度變化的性質的參數。潤滑油的粘度隨溫度的變化而變化:溫度升高,粘度減??;溫度降低,粘度增大。這種粘度隨溫度變化的性質,叫做粘溫性能。通過將潤滑油試樣與一種粘溫性較好(粘度指數定為100)及另一種粘溫性較差(粘度指數定為0)的標準油進行比較,得出表示潤滑油粘度受溫度影響而變化程度的相對值。粘度指數(VI)是表示油品粘溫性能的一個約定量值。粘度指數高,表示油品的粘度隨溫度變化小,油的粘溫性能好。反之亦然。
                  粘度指數可通過計算得到。計算方法在我國的GB/T 1995或美國的ASTM D2270、德國的DIN 51564、ISO2902、日本的JIS K2284等標準中有詳細的說明。粘度指數還可以用查表法得到,我國的GB/T 2541。
                  航空液壓油油液要求檢測-50到50度的粘度,需要低溫粘度儀和常規的全自動粘度兩種儀器進行配套使用。
                  2.總酸值
                  基本概念:中和1g試樣中全部酸性組分所需要的酸量,并換算為等當量的酸量,以mgKOH/g表示。
                  檢測方法:顏色指示劑法和電位滴定法. GB/T 7304、ASTM D664
                  檢測目的:判斷基礎油的精制程度;
                  成品油中酸性添加劑的量度;
                  油品使用過程中氧化變質的重要判別指標。
                  3.水含量
                  基本概念:是指油中含水量的百分數(游離水、乳化水、溶解水) 。
                  檢測方法:測定采用蒸餾法;GB/T 260、ASTM D95 。
                  檢測目的:水分破壞油膜,降低潤滑性,加劇摩擦付部件的磨損,能夠與油品起反應,形成酸、膠質和油泥水能析出油中的添加劑,降低油品的使用性能,低溫時使油品流動性變差,腐蝕、銹蝕設備的金屬材料 。
                  4.泡沫特性
                  潤滑油的泡沫特性指的是在規定條件下,潤滑油生成泡沫的傾向和生成泡沫的穩定性能,潤滑油的泡沫會破壞潤滑油膜,增加磨損,形象潤滑油的循環。在內燃機循環吸引中混有泡沫,會使得潤滑條件惡化,造成潤滑不穩定,影響自動控制和操作精度,并且會產生異常的振動和噪音,導致使得設備性能大大降低。
                  5.機械雜質及不溶物
                  基本概念:主要包括油中雜質如金屬顆粒和粉塵等、油品氧化生成的膠質等、燃燒產物如積碳等。不溶物有:石油醚不溶物、正庚烷不溶物、正戊烷不溶物、苯不溶物等。由于溶劑溶解能力不同,所以測試結果有差異。測試方法:離心法GB/T 8926(ASTM D 893);濾膜法:ASTM D 4055 (常用5μ m 濾膜,也可根據需要選擇如 1.2 μ m 、0.8 μ m 等孔徑濾膜)。
            檢測方法:分為方法A和方法B。方法A是測定在不加凝聚劑的正戊烷中的不溶物;方法B是測定在含有清凈劑油的不溶物,并對正戊烷和甲苯不溶物都要加凝聚劑。
                  6.污染度分析
                  基本概念:檢測油中污染雜質顆粒的尺寸、數量及分布。
                  檢測方法:自動顆粒計數法(遮光法) NAS 1638、ISO 4406 。
                  檢測目的:能定量檢測潤滑油中的污染顆粒的數量和污染等級;
                  對于精密的液壓系統,固體顆粒污染將加劇控制元件的磨損;
                  對于透平系統,固體顆粒污染將加劇軸承等部件的磨損 。

            油液監測數據表格

                  7.殘炭
                  在規定條件下,油品在進行蒸發和裂解期間所形成的殘留物叫殘炭,以質量百分數表示(m%)。殘炭表明潤滑油中膠狀物質和不穩定化合物含量的間接指標,也是礦物潤滑油基礎油的精致深淺程度的標志,潤滑油中含硫、氧和氮化合物較多時,殘炭就高。一般精致深的油品殘炭小。對于一般潤滑油來說,殘炭沒有單獨的使用意義,但對內燃機油和壓縮機油,殘炭值是影響積炭傾向因素之一,油品殘炭值越高,其積炭傾向越大,在壓縮機汽缸、脹圈和排氣閥座上的積炭就多,在高溫下容易發生爆炸
                  8.灰分
                  灰分對于不同的油品有著不同的概念,對于基礎油或不含金屬鹽類添加劑的油品來說,灰分可用于判斷油品的精制深度,越少越好,對于加油金屬鹽類添加劑的油品(新油),灰分就可以作為定量控制添加劑加入量的手段,這時的灰分在指標意義上不是越少越好,而是應不低于某個值或范圍。
                  9.蒸發損失
                  潤滑油蒸發損失是試樣在蒸發坩堝內加熱并抽出恒定氣流時試樣的質量損失。它是反應潤滑油質量的一項重要指標,直接影響潤滑油的性能和使用壽命。因為高溫時油品會有部分蒸發,會導致機油油耗增加、性能改變,因此內燃機油尤其重視蒸發損失指標。
                  潤滑油產品在使用過程中蒸發,造成用油系統中油量的逐漸減少,潤滑油粘度增大,影響供油。液壓油在使用中蒸發,會產生氣穴現象和效率下降,可能給液壓泵造成損害。內燃機有的蒸發度過大,會使內燃機油在使用過程中消耗過快,導致油壓不穩。因此必須對液壓油等部分潤滑油的蒸發度進行控制。

                  10.邊界泵送溫度
                  邊界泵送溫度是機油泵送性好壞的量度,邊界泵送溫度越低,泵送性越好,反之則差。當曲軸箱機油溫度由高逐漸降低,機油粘度變大,泵送阻力變大。當溫度降低到某一點時,只能勉強維持連續充分地將機油泵入油路,使送油壓不小于133kPa,該溫度則是能維持泵送的最低溫度,稱為邊界泵送溫度。如果曲軸箱中機油溫度低于邊界泵送溫度,則會因機油粘度過大使機油泵抽空,導致泵送卡邊或失敗。
             
                  邊界泵送溫度用美國ASTM的微型旋轉粘度計(即MRV)測定,它模擬了機油在機油泵入口處于低溫低剪切狀態,預測能維持正常泵送的最低溫度。該方法與發動機機油泵送性能有很好的相關性
                  11.閃點
                  基本概念: 在規定條件下,加熱油品逸出的蒸氣和空氣組成的混合物與火焰接觸發生瞬間閃火時的最低溫度稱為閃點,以℃表示。
                  檢測方法: 閃點的測定方法分為開口杯法(COCFP)GB/T 3536 / ASTMD 92 和閉口杯法GB/T 261/ASTM D93(PMCCFP)。試樣量少的試驗方法:SH/T 0768/ASTMD 6450(CCCFP)/ASTM D3828。對于閉口閃點低于40 ℃的試樣,則用ASTM D 56測試。
                  檢測目的:閃點可以用來判斷油品餾分組成的輕重;閃點是油品的安全指標。
                  閃點可以檢測潤滑油中混入的輕質燃料油。油品的餾分越輕,蒸發性越大,閃點也越低。反之,油品的餾分越重,閃點也越高。
                  12.凝點和傾點
                  傾點(英文:Pour point.) 是指油品在規定的試驗條件下,被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度;凝點指油品在規定的試驗條件下,被冷卻的試樣油面不再移動時的最高溫度,都以℃表示。
                  ①凝點將試樣裝在規定的試管中,并冷卻到預期的溫度時,將試管傾斜45度經過1分鐘,觀察液面是否移動。
                  檢測方法: GB/T 510
                  ②試樣經預熱后,在規定速度下冷卻,每間隔3℃檢查一次試樣的流動性.記錄觀察到試樣能流動的最低溫度作為傾點。
                  檢測方法: GB/T 3535-2006,ISO 3016-1994(E) 、ASTM D 97
                  13.PQ鐵量磨損定量分析
                  基本概念: PQ 指數檢測在用油或潤滑脂中鐵磁性磨損金屬顆粒數量(含量)。是一種物理分析方法。一般與元素分析配合使用,提高故障探測率。
                  檢測方法:APTC/QTD-D83,鐵磁線圈傳感器檢測。
                  判斷分析設備的磨損狀態、油品的污染程度,評價設備的潤滑狀態,在油液檢測過程中常常包含有PQ檢測技術,其在大型顆粒檢測方面具有其他檢測方法無法比擬的優勢。
                  檢測目的:對在用油或潤滑脂中鐵磁性磨損金屬顆粒數量進行定量檢測,可以較準確地判斷油中鐵磁性磨粒的濃度變化。推斷設備的磨損量和磨損烈度。

                  14.鐵譜磨損分析系統
                  基本概念:檢測在用油中磨損顆粒的形狀、成分、大小和數量分析通過在雙色顯微鏡下觀察油中磨粒圖像,判斷磨損類型和磨損原因。
                  檢測方法:APTC/QTD-D01磁場沉積、顯微鏡分析判斷.
                  檢測目的:①對磨損顆粒形狀的分析, 判斷設備的異常磨損類型;
                  ②對磨損顆粒大小和數的分析,判斷設備的異常磨損程度;
                  ③對磨損顆粒成分的分析, 判斷設備的異常磨損部位。

                  15.磨損成分分析系統
                  基本概念:檢測在用油中磨損金屬、污染元素以及添加劑元素的含量。油樣光譜分析,就是利用油樣中所含金屬元素原子的光學電子在原子內能級間躍遷產生的特征譜線來檢測該種元素的存在與否,而特征譜線的強度則與該種金屬元素的含量多少有關。這樣,通過光譜分析,就能檢測出油樣中所含金屬元素的種類及其濃度。以此推斷產生這些元素的磨損發生部位及其嚴重程度,并依次對相應零部件的工況作出作出判斷。油樣光譜分析包括原子吸收光譜分析和原子發射光譜分析兩大類。光譜分析法的優點為:檢出限低,靈敏度高;準確度高;分析速度快;試樣用量??;應用范圍廣;儀器操作較簡便。不足之處:信息量有限原子光譜分析只能提供關于元素及其含量的信息,而不能提供磨屑形貌的信息。
                  檢測方法:ASTM D6595發射光譜法(顆粒尺寸<10um)
                  檢測目的:①磨損金屬 --- 根據磨損金屬的成分和含量趨勢,判斷設備有關部件的磨損情況;
                  ②污染元素 --- 判斷油品污染程度和原因;
                  ③添加劑元素 --- 判斷設備在用油添加劑損耗度。
                  A:傅立葉紅外變換紅外光譜分析(FTIR):從分子角度分析潤滑油的變化,因此FTIR 在潤滑油品質檢測方面可實現以下功能: (1)與新油比較,確定潤滑油的衰變原因和程度,如
                  氧化度、硝化值、硫化值、抗氧劑和抗磨劑的消耗及水分、燃料稀釋、乙二醇和積碳的污染(ASTM E2412)(水分測試下限:1000ppm;乙二醇含量超過200ppm 應警告);(2)判斷兩種油品是否類型一致或變化;(3)初步判斷潤滑油的類型。前一種屬于定量分析,后
            兩種屬于定性分析。定量計算有兩種方法即直接計算法、用油與同牌號新油差譜后再計算。推薦差譜后計算。
                  B:光譜元素分析:測量油液中磨損金屬、污染元素及添加劑的成分及含量,連續監測可以得出部件摩擦副的磨損趨勢及添加劑的消耗情況。目前常用于油液分析中元素分析設備:旋轉盤電極原子發射光譜儀(RDE-AES/ASTM D6595)、電感耦合等離子原子發射光譜儀(ICP-AES/ASTM D5185-用過的潤滑油、ASTM D4951-新油)和X 射線熒光光譜儀(XRF)等。
                   潤滑油中關鍵元素的來源及產生原因:

            潤滑油中關鍵元素的來源及產生原因

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