油液分析技術(shù)在船用柴油機維修的應用及發(fā)展前景

李革新　袁慧五

摘 要：船用柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)一直是國內(nèi)外船舶機電專家研究的重點之一。本文將就油液分析技術(shù)在船用柴油機上的應用及發(fā)展做一些探討。

關(guān)鍵詞：油液分析技術(shù)；柴油機；維修；應用

0 引言

船用柴油機的結(jié)構(gòu)極其復雜，并在高溫高速的惡劣環(huán)境下工作，容易發(fā)生機械故障。眾所周知，船用柴油機的穩(wěn)定性和安全性直接影響到航行安全；因此，船用柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)一直是國內(nèi)外船舶機電專家研究的重點之一。目前，國內(nèi)外針對船用柴油機的故障監(jiān)測與診斷技術(shù)主要有油液分析技術(shù)、振動與噪聲監(jiān)測技術(shù)和無損監(jiān)測技術(shù)，其中油液分析技術(shù)是船用柴油機最為有效的監(jiān)測手段，本文將就油液分析技術(shù)在船用柴油機上的應用及發(fā)展做一些探討。

1 油液分析技術(shù)的特點及主要分析方法總結(jié)

油液分析技術(shù)是通過監(jiān)測設備所用的潤滑油或液壓油，判斷油液的性能變化和所攜帶的顆粒數(shù)量、大小和形狀，獲取設備摩擦副的潤滑狀況和故障先兆信息，為設備維修提供依據(jù)，從而預防設備重大事故發(fā)生。

具體來說，目前國際上通常將油液分析技術(shù)分為理化指標分析法和磨損微粒分析法。理化指標分析法是通過分析在潤滑油或液壓油理化性能（如粘度、水分、閃點、總酸值和總堿值等）變化和其衰敗而引起的故障的方法；磨損微粒分析法是主要是分析在用潤滑油或液壓油所含磨損微粒的大小、形狀和數(shù)量，從而判斷監(jiān)測對象的磨損狀態(tài)、磨損程度、磨損類型和磨損零件。

一般情況下，在潤滑油的理化指標方面，潤滑油粘度若過大，會增加摩擦阻力；若粘度過小，會降低油膜的支撐能力，油膜建立不起來，導致潤滑狀態(tài)惡化，加劇磨損，只有在粘度正常時才能保證摩擦副在良好的潤滑狀態(tài)下工作。當其中含水時會發(fā)生乳化和破壞油膜，從而降低潤滑效果而增加磨損，同時還可能加速機件的腐蝕和潤滑油變質(zhì)劣化。，潤滑油使用一段時間后由于氧化而逐漸變質(zhì)，其表現(xiàn)為酸值增大，酸度值大的潤滑油容易造成機件的腐蝕。

就磨損微粒分析方法而言，根據(jù)其工作原理和監(jiān)測手段的不同，主要分為光譜分析法、鐵譜分析法、磁塞檢查法和顆粒計數(shù)法等。針對船用柴油機所使用的潤滑油，最常用監(jiān)測方法是光譜分析法和鐵譜分析法（顆粒計數(shù)法主要針對液壓油進行分析）。光譜分析技術(shù)是根據(jù)潤滑油中各種元素吸收或發(fā)射光譜的不同，來判斷磨損微粒的成分和含量，并判斷相應零件的磨損狀態(tài)，進而對設備故障進行判斷。目前普遍采用的鐵譜技術(shù)主要有兩類，即分析式鐵譜技術(shù)和直讀式鐵譜技術(shù)。其中分析式鐵譜是利用高梯度磁場的作用將機器摩擦副中產(chǎn)生的磨損顆粒從潤滑油液中分離出來，并使其按照尺寸大小依次沉積在顯微基片上面，從而制成鐵譜片，然后置于鐵譜顯微鏡或掃描電子顯微鏡下進行觀察；直讀式鐵譜是按照尺寸大小依次沉積在一玻璃管內(nèi)，通過光學方法進行定量檢測，以獲得摩擦副磨損過程的各類信息，從而分析機器的磨損機理和判斷磨損的狀態(tài)。

2 油液分析技術(shù)應用實例

發(fā)現(xiàn)鈉、鎂元素含量嚴重超標，其中兩次測試時鈉元素含量分別達到1625ppm和2536ppm、鎂元素含量分別達到373ppm和546ppm，通過深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的YPF-3型精密水分儀檢測，發(fā)現(xiàn)第一次和第二次所取油樣中水含量分別達到2135ppm和2921ppm，由于油樣中的鈉鎂、元素含量同時變大，且其水含量嚴重超標，故可以確定該潤滑油種進入了有海水，建議先更換潤滑油，然后對該主機跟蹤監(jiān)測，適時拆檢主機找到漏入海水的原因。

后經(jīng)修船廠試航組檢查，發(fā)現(xiàn)該機潤滑油冷卻器進海水，更換后潤滑油油質(zhì)良好，主機運轉(zhuǎn)正常。

（2）某船柴油發(fā)電機在一次普測中，通過采用美國超譜公司生產(chǎn)的超譜—M型發(fā)射光譜儀檢測所取油樣，發(fā)現(xiàn)其潤滑油中鐵元素含量達到105.2ppm，于是決定對該油樣進行鐵譜分析，采用深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的FTP-X2型分析式鐵譜儀制備出鐵譜片，采用日本奧林巴斯公司生產(chǎn)的BX—41型鐵譜顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)鐵譜片上有異常磨損顆粒，其中含有較多的疲勞剝塊和切削磨粒，如圖1、圖2所示。初步判斷其原因可能是軸瓦異常磨損，建議對該柴油發(fā)電機進行拆檢。

3 油液分析技術(shù)的發(fā)展方向

在世界新軍事變革和信息化建設的大趨勢下，油液分析技術(shù)工作將更加顯現(xiàn)出其特有的重要性。目前正在努力實現(xiàn)幾大轉(zhuǎn)變：從研究論證性應用監(jiān)測診斷技術(shù)向規(guī)范化、制度化、經(jīng)常化工作轉(zhuǎn)變，從監(jiān)測診斷故障為主為維修服務向監(jiān)測和消除故障源為綜合提高裝備科學管理方向轉(zhuǎn)變，從獨立單一、各自為戰(zhàn)、固定式的監(jiān)測工作方式向綜合集成、網(wǎng)路管理、快速機動、發(fā)揮整體優(yōu)勢的方向轉(zhuǎn)變。可見柴油機油液分析技術(shù)今后在我國船舶機電裝備維護領(lǐng)域會有更大更好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉東風， 黎思敏， 孫怡. 艦用主柴油機潤滑油監(jiān)測技術(shù)研究與應用[J]. 中國修船， 2003，（5）： 13-15.

[2] 劉瑜， 田洪祥， 陳錦玲. 油料發(fā)射光譜儀測量不確定度分析[J]. 計量與測試分析技術(shù)， 2008， 35（4）：42-44.

[3]劉粲， 謝小鵬， 陸丕清. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的鐵譜磨粒圖像識別方法研究[J]. 潤滑與密封， 2010，35（4）： 72-75.endprint

摘 要：船用柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)一直是國內(nèi)外船舶機電專家研究的重點之一。本文將就油液分析技術(shù)在船用柴油機上的應用及發(fā)展做一些探討。

關(guān)鍵詞：油液分析技術(shù)；柴油機；維修；應用

0 引言

船用柴油機的結(jié)構(gòu)極其復雜，并在高溫高速的惡劣環(huán)境下工作，容易發(fā)生機械故障。眾所周知，船用柴油機的穩(wěn)定性和安全性直接影響到航行安全；因此，船用柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)一直是國內(nèi)外船舶機電專家研究的重點之一。目前，國內(nèi)外針對船用柴油機的故障監(jiān)測與診斷技術(shù)主要有油液分析技術(shù)、振動與噪聲監(jiān)測技術(shù)和無損監(jiān)測技術(shù)，其中油液分析技術(shù)是船用柴油機最為有效的監(jiān)測手段，本文將就油液分析技術(shù)在船用柴油機上的應用及發(fā)展做一些探討。

1 油液分析技術(shù)的特點及主要分析方法總結(jié)

油液分析技術(shù)是通過監(jiān)測設備所用的潤滑油或液壓油，判斷油液的性能變化和所攜帶的顆粒數(shù)量、大小和形狀，獲取設備摩擦副的潤滑狀況和故障先兆信息，為設備維修提供依據(jù)，從而預防設備重大事故發(fā)生。

具體來說，目前國際上通常將油液分析技術(shù)分為理化指標分析法和磨損微粒分析法。理化指標分析法是通過分析在潤滑油或液壓油理化性能（如粘度、水分、閃點、總酸值和總堿值等）變化和其衰敗而引起的故障的方法；磨損微粒分析法是主要是分析在用潤滑油或液壓油所含磨損微粒的大小、形狀和數(shù)量，從而判斷監(jiān)測對象的磨損狀態(tài)、磨損程度、磨損類型和磨損零件。

一般情況下，在潤滑油的理化指標方面，潤滑油粘度若過大，會增加摩擦阻力；若粘度過小，會降低油膜的支撐能力，油膜建立不起來，導致潤滑狀態(tài)惡化，加劇磨損，只有在粘度正常時才能保證摩擦副在良好的潤滑狀態(tài)下工作。當其中含水時會發(fā)生乳化和破壞油膜，從而降低潤滑效果而增加磨損，同時還可能加速機件的腐蝕和潤滑油變質(zhì)劣化。，潤滑油使用一段時間后由于氧化而逐漸變質(zhì)，其表現(xiàn)為酸值增大，酸度值大的潤滑油容易造成機件的腐蝕。

就磨損微粒分析方法而言，根據(jù)其工作原理和監(jiān)測手段的不同，主要分為光譜分析法、鐵譜分析法、磁塞檢查法和顆粒計數(shù)法等。針對船用柴油機所使用的潤滑油，最常用監(jiān)測方法是光譜分析法和鐵譜分析法（顆粒計數(shù)法主要針對液壓油進行分析）。光譜分析技術(shù)是根據(jù)潤滑油中各種元素吸收或發(fā)射光譜的不同，來判斷磨損微粒的成分和含量，并判斷相應零件的磨損狀態(tài)，進而對設備故障進行判斷。目前普遍采用的鐵譜技術(shù)主要有兩類，即分析式鐵譜技術(shù)和直讀式鐵譜技術(shù)。其中分析式鐵譜是利用高梯度磁場的作用將機器摩擦副中產(chǎn)生的磨損顆粒從潤滑油液中分離出來，并使其按照尺寸大小依次沉積在顯微基片上面，從而制成鐵譜片，然后置于鐵譜顯微鏡或掃描電子顯微鏡下進行觀察；直讀式鐵譜是按照尺寸大小依次沉積在一玻璃管內(nèi)，通過光學方法進行定量檢測，以獲得摩擦副磨損過程的各類信息，從而分析機器的磨損機理和判斷磨損的狀態(tài)。

2 油液分析技術(shù)應用實例

發(fā)現(xiàn)鈉、鎂元素含量嚴重超標，其中兩次測試時鈉元素含量分別達到1625ppm和2536ppm、鎂元素含量分別達到373ppm和546ppm，通過深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的YPF-3型精密水分儀檢測，發(fā)現(xiàn)第一次和第二次所取油樣中水含量分別達到2135ppm和2921ppm，由于油樣中的鈉鎂、元素含量同時變大，且其水含量嚴重超標，故可以確定該潤滑油種進入了有海水，建議先更換潤滑油，然后對該主機跟蹤監(jiān)測，適時拆檢主機找到漏入海水的原因。

后經(jīng)修船廠試航組檢查，發(fā)現(xiàn)該機潤滑油冷卻器進海水，更換后潤滑油油質(zhì)良好，主機運轉(zhuǎn)正常。

（2）某船柴油發(fā)電機在一次普測中，通過采用美國超譜公司生產(chǎn)的超譜—M型發(fā)射光譜儀檢測所取油樣，發(fā)現(xiàn)其潤滑油中鐵元素含量達到105.2ppm，于是決定對該油樣進行鐵譜分析，采用深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的FTP-X2型分析式鐵譜儀制備出鐵譜片，采用日本奧林巴斯公司生產(chǎn)的BX—41型鐵譜顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)鐵譜片上有異常磨損顆粒，其中含有較多的疲勞剝塊和切削磨粒，如圖1、圖2所示。初步判斷其原因可能是軸瓦異常磨損，建議對該柴油發(fā)電機進行拆檢。

3 油液分析技術(shù)的發(fā)展方向

在世界新軍事變革和信息化建設的大趨勢下，油液分析技術(shù)工作將更加顯現(xiàn)出其特有的重要性。目前正在努力實現(xiàn)幾大轉(zhuǎn)變：從研究論證性應用監(jiān)測診斷技術(shù)向規(guī)范化、制度化、經(jīng)常化工作轉(zhuǎn)變，從監(jiān)測診斷故障為主為維修服務向監(jiān)測和消除故障源為綜合提高裝備科學管理方向轉(zhuǎn)變，從獨立單一、各自為戰(zhàn)、固定式的監(jiān)測工作方式向綜合集成、網(wǎng)路管理、快速機動、發(fā)揮整體優(yōu)勢的方向轉(zhuǎn)變。可見柴油機油液分析技術(shù)今后在我國船舶機電裝備維護領(lǐng)域會有更大更好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉東風， 黎思敏， 孫怡. 艦用主柴油機潤滑油監(jiān)測技術(shù)研究與應用[J]. 中國修船， 2003，（5）： 13-15.

[2] 劉瑜， 田洪祥， 陳錦玲. 油料發(fā)射光譜儀測量不確定度分析[J]. 計量與測試分析技術(shù)， 2008， 35（4）：42-44.

[3]劉粲， 謝小鵬， 陸丕清. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的鐵譜磨粒圖像識別方法研究[J]. 潤滑與密封， 2010，35（4）： 72-75.endprint

摘 要：船用柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)一直是國內(nèi)外船舶機電專家研究的重點之一。本文將就油液分析技術(shù)在船用柴油機上的應用及發(fā)展做一些探討。

關(guān)鍵詞：油液分析技術(shù)；柴油機；維修；應用

0 引言

船用柴油機的結(jié)構(gòu)極其復雜，并在高溫高速的惡劣環(huán)境下工作，容易發(fā)生機械故障。眾所周知，船用柴油機的穩(wěn)定性和安全性直接影響到航行安全；因此，船用柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)一直是國內(nèi)外船舶機電專家研究的重點之一。目前，國內(nèi)外針對船用柴油機的故障監(jiān)測與診斷技術(shù)主要有油液分析技術(shù)、振動與噪聲監(jiān)測技術(shù)和無損監(jiān)測技術(shù)，其中油液分析技術(shù)是船用柴油機最為有效的監(jiān)測手段，本文將就油液分析技術(shù)在船用柴油機上的應用及發(fā)展做一些探討。

1 油液分析技術(shù)的特點及主要分析方法總結(jié)

油液分析技術(shù)是通過監(jiān)測設備所用的潤滑油或液壓油，判斷油液的性能變化和所攜帶的顆粒數(shù)量、大小和形狀，獲取設備摩擦副的潤滑狀況和故障先兆信息，為設備維修提供依據(jù)，從而預防設備重大事故發(fā)生。

具體來說，目前國際上通常將油液分析技術(shù)分為理化指標分析法和磨損微粒分析法。理化指標分析法是通過分析在潤滑油或液壓油理化性能（如粘度、水分、閃點、總酸值和總堿值等）變化和其衰敗而引起的故障的方法；磨損微粒分析法是主要是分析在用潤滑油或液壓油所含磨損微粒的大小、形狀和數(shù)量，從而判斷監(jiān)測對象的磨損狀態(tài)、磨損程度、磨損類型和磨損零件。

一般情況下，在潤滑油的理化指標方面，潤滑油粘度若過大，會增加摩擦阻力；若粘度過小，會降低油膜的支撐能力，油膜建立不起來，導致潤滑狀態(tài)惡化，加劇磨損，只有在粘度正常時才能保證摩擦副在良好的潤滑狀態(tài)下工作。當其中含水時會發(fā)生乳化和破壞油膜，從而降低潤滑效果而增加磨損，同時還可能加速機件的腐蝕和潤滑油變質(zhì)劣化。，潤滑油使用一段時間后由于氧化而逐漸變質(zhì)，其表現(xiàn)為酸值增大，酸度值大的潤滑油容易造成機件的腐蝕。

就磨損微粒分析方法而言，根據(jù)其工作原理和監(jiān)測手段的不同，主要分為光譜分析法、鐵譜分析法、磁塞檢查法和顆粒計數(shù)法等。針對船用柴油機所使用的潤滑油，最常用監(jiān)測方法是光譜分析法和鐵譜分析法（顆粒計數(shù)法主要針對液壓油進行分析）。光譜分析技術(shù)是根據(jù)潤滑油中各種元素吸收或發(fā)射光譜的不同，來判斷磨損微粒的成分和含量，并判斷相應零件的磨損狀態(tài)，進而對設備故障進行判斷。目前普遍采用的鐵譜技術(shù)主要有兩類，即分析式鐵譜技術(shù)和直讀式鐵譜技術(shù)。其中分析式鐵譜是利用高梯度磁場的作用將機器摩擦副中產(chǎn)生的磨損顆粒從潤滑油液中分離出來，并使其按照尺寸大小依次沉積在顯微基片上面，從而制成鐵譜片，然后置于鐵譜顯微鏡或掃描電子顯微鏡下進行觀察；直讀式鐵譜是按照尺寸大小依次沉積在一玻璃管內(nèi)，通過光學方法進行定量檢測，以獲得摩擦副磨損過程的各類信息，從而分析機器的磨損機理和判斷磨損的狀態(tài)。

2 油液分析技術(shù)應用實例

發(fā)現(xiàn)鈉、鎂元素含量嚴重超標，其中兩次測試時鈉元素含量分別達到1625ppm和2536ppm、鎂元素含量分別達到373ppm和546ppm，通過深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的YPF-3型精密水分儀檢測，發(fā)現(xiàn)第一次和第二次所取油樣中水含量分別達到2135ppm和2921ppm，由于油樣中的鈉鎂、元素含量同時變大，且其水含量嚴重超標，故可以確定該潤滑油種進入了有海水，建議先更換潤滑油，然后對該主機跟蹤監(jiān)測，適時拆檢主機找到漏入海水的原因。

后經(jīng)修船廠試航組檢查，發(fā)現(xiàn)該機潤滑油冷卻器進海水，更換后潤滑油油質(zhì)良好，主機運轉(zhuǎn)正常。

（2）某船柴油發(fā)電機在一次普測中，通過采用美國超譜公司生產(chǎn)的超譜—M型發(fā)射光譜儀檢測所取油樣，發(fā)現(xiàn)其潤滑油中鐵元素含量達到105.2ppm，于是決定對該油樣進行鐵譜分析，采用深圳亞泰光電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的FTP-X2型分析式鐵譜儀制備出鐵譜片，采用日本奧林巴斯公司生產(chǎn)的BX—41型鐵譜顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)鐵譜片上有異常磨損顆粒，其中含有較多的疲勞剝塊和切削磨粒，如圖1、圖2所示。初步判斷其原因可能是軸瓦異常磨損，建議對該柴油發(fā)電機進行拆檢。

3 油液分析技術(shù)的發(fā)展方向

在世界新軍事變革和信息化建設的大趨勢下，油液分析技術(shù)工作將更加顯現(xiàn)出其特有的重要性。目前正在努力實現(xiàn)幾大轉(zhuǎn)變：從研究論證性應用監(jiān)測診斷技術(shù)向規(guī)范化、制度化、經(jīng)常化工作轉(zhuǎn)變，從監(jiān)測診斷故障為主為維修服務向監(jiān)測和消除故障源為綜合提高裝備科學管理方向轉(zhuǎn)變，從獨立單一、各自為戰(zhàn)、固定式的監(jiān)測工作方式向綜合集成、網(wǎng)路管理、快速機動、發(fā)揮整體優(yōu)勢的方向轉(zhuǎn)變。可見柴油機油液分析技術(shù)今后在我國船舶機電裝備維護領(lǐng)域會有更大更好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉東風， 黎思敏， 孫怡. 艦用主柴油機潤滑油監(jiān)測技術(shù)研究與應用[J]. 中國修船， 2003，（5）： 13-15.

[2] 劉瑜， 田洪祥， 陳錦玲. 油料發(fā)射光譜儀測量不確定度分析[J]. 計量與測試分析技術(shù)， 2008， 35（4）：42-44.

[3]劉粲， 謝小鵬， 陸丕清. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的鐵譜磨粒圖像識別方法研究[J]. 潤滑與密封， 2010，35（4）： 72-75.endprint