基于油液監測技術的柴油機潤滑油進海水故障診斷

于 濤，王永旭，曹日起

(91315部隊，遼寧大連 116041)

基于油液監測技術的柴油機潤滑油進海水故障診斷

于 濤，王永旭，曹日起

(91315部隊，遼寧大連 116041)

文章在快速水分儀分析基礎上，采用原子光譜和精密水分兩種油液監測分析技術，對某型柴油機潤滑油油液進行狀態監測，判定該柴油機潤滑油進海水，經拆檢維修確定系海水泵密封裝置損壞造成，從而驗證了油液監測技術可準確實現柴油機潤滑油故障診斷工作。

油液監測;柴油機;故障診斷

柴油機潤滑油在柴油機中起著潤滑、冷卻、清洗、密封、防蝕等重要作用，潤滑油內一旦進水，將破壞油膜，對柴油機的工作產生不良影響，重者使柴油機零部件嚴重磨損，甚至會造成嚴重機械事故［1］。因此，運用科學、有效的監測方法，定期對柴油機潤滑油狀態進行監測，及時對柴油機潤滑油進行故障預警，可為科學換油以及對柴油機開展視情維修提供技術支持［2］。

1 故障診斷

1.1 初步判斷潤滑油進水

HGDWO型快速水分檢測儀運用潤滑油的沸點高于水的原理，利用恒溫加熱器對其加熱，將加熱溫度控制在油和水的沸點之間，使潤滑油中的水分汽化，其體積膨脹1 000倍以上，水分含量大于0.1%時可形成爆裂聲。而油中的空氣泡，加熱后其體積膨脹不超過2倍，不產生爆裂聲。根據有無爆裂聲來判斷潤滑油是否進水，根據氣泡的數量和大小，可進一步判斷潤滑油中含水量的多少。

1.2 測量潤滑油中水分含量

DL32型水分檢測儀運用卡爾菲休法測量油液中水分含量，卡爾菲休法是1935年卡爾菲休提出的測定水分的定量分析方法，是測定物質水分的各類化學方法中，對水最為專一、最為準確的方法。DL32型水分檢測儀的電解池中的卡式試劑達到平衡時注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應，直至水分全部耗盡，電解產生的碘與電解時耗用的電量成比例關系，從而可計算出水分含量。

1.3 測量潤滑油中金屬元素含量

原子發射光譜分析技術是最早應用與機械設備狀態監測和故障診斷并取得成功的油液監測技術之一。它可以有效的測定潤滑系統中潤滑油所含磨損顆粒的成分及含量，也可以準確的監測潤滑油中添加劑狀況以及監測潤滑油污染程度和衰變過程。超譜M型原子發射光譜儀利用盤電極和棒電極之間的高壓電弧將油樣中的各元素原子加以激發，所輻射特征光線經光柵分光照射到與各元素相對應的光電倍增管上，經電子電路和微處理器的處理，直接顯示元素的含量。

1.4 故障診斷

綜合DL32型水分檢測儀測量的水分含量值和超譜M型原子發射光譜儀測量的Na、Mg元素含量，可得出柴油機潤滑油進海水的結論。

2 應用實例

2014年12月對某船裝備定期監測普查，對該船某型號4部主機的潤滑油進行了采樣分析。

2.1 采樣情況

4部主機帶負荷正常運轉8 h，停機后立即使用取樣器對油底殼取油。

2.2 快速水分儀分析結果

考慮到12月份氣溫較低，為保證水分充分與油液混合，對油樣進行微加熱處理 (65℃烘箱加熱3 min)。

油樣滴入HGDWO型快速水分檢測儀油池3滴，能聽到清晰爆裂聲，氣泡多達數10個，且直徑大于1 mm，判定油液中含水量0.4%左右。

2.3 精密水分儀分析結果

DL32型水分檢測儀測量結果見表1。

表1 某船4部主機潤滑油水分數值

表1數據表明:2#主機潤滑油油樣中水分含量為0.468 5%，與HGDWO型快速水分檢測儀檢測結果接近，遠大于換油臨界值0.2%，而其余3部主機潤滑油油樣中水分含量均小于0.02%。

2.4 光譜儀分析結果

對油樣進行加熱處理 (65℃烘箱加熱30 min)，每個油樣測量2次后取平均值，超譜M型原子發射光譜儀測量結果見表2。

表2 某船4部主機潤滑油Na、Mg元素含量

表2數據表明:2#主機潤滑油油樣中Na、Mg元素含量遠遠高于其他3部主機，而Ca、P元素含量較其他3部主機有所不同。

2.5 故障判斷

結合表1中2#主機潤滑油水分含量和表2中2#主機潤滑油Na、Mg元素含量，可得出2#主機潤滑油進海水的結論。同時，表2中2#主機潤滑油Ca、P元素含量不同于其他3部主機，進一步說明2#主機潤滑油因進海水導致添加劑Ca、P元素的明顯變化。

2.6 故障排除

依據先易后難排除故障的原則，排除故障步驟如下。

1)外觀檢查海水泵檢查孔，結果未發現海水泵檢查孔有漏水現象。

2)拆卸潤滑油冷卻器泵壓檢查，結果未發現冷卻器漏水現象。

3)抽干潤滑油油柜泵壓檢查，結果未發現潤滑油油柜漏水現象。

4)拆卸海水泵泵壓檢查，結果發現海水泵軸封損壞。

5)更換海水泵軸封，更換潤滑油后故障排除。

2.7 故障分析

2#主機潤滑油進海水故障排除過程中，外觀檢查海水泵檢查孔，未能發現海水泵軸封漏水，拆檢海水泵后發現海水泵檢查孔已銹死，是導致故障未能及時發現和盡快找到故障點的主要原因。

3 結束語

油液監測分析技術是柴油機狀態監測和故障診斷的主要手段之一，綜合運用油液監測技術中水分和原子發射光譜分析技術能夠準確診斷出柴油機潤滑油進海水故障。掌握科學的監測方法，利用先進的設備和技術，可以早期發現柴油機故障隱患，為科學開展柴油機維修工作提供可靠技術支持。

［1］郎宏，你文偉，何山，等.基于光譜分析技術的磨損故障監測影響因素分析 ［J］.航空發動機，2013，39(3):84-88.

［2］王永堅，陳景鋒，楊小明.基于油液分析的船舶尾軸承狀態監測與故障診斷［J］.集美大學學報，2014，19(4):285-290.

Based on analysis with quick moisture meter，sea-water in diesel lubricant is judged by condition monitoring with atomic spectrum and precision of moisture.Damaged sealing device of sea-water pump is strip inspected in order to diagnose and verify the lubricant fault precisely.

oil monitoring;diesel;fault diagnosis

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.04.005

于濤 (1976-)，男，吉林通化人，工程師，碩士，研究方向為柴油機故障診斷。

2015-03-02