通過(guò)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)齒輪油指標(biāo)評(píng)價(jià)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

賈 敏

(南京潤(rùn)道油液監(jiān)測(cè)技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211106)

1 潤(rùn)滑油指標(biāo)分類及意義

1.1 潤(rùn)滑油基礎(chǔ)指標(biāo)

1.1.1 運(yùn)動(dòng)黏度分析

運(yùn)動(dòng)黏度主要指的是在流體流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生摩擦力的量度。不管黏度展現(xiàn)提高，還是降低的趨勢(shì)，都極易對(duì)油品性能產(chǎn)生一定的影響，致使其品質(zhì)出現(xiàn)改變，通過(guò)實(shí)踐可知，適宜的黏度指數(shù)能夠保證其在流體持續(xù)潤(rùn)滑的情況下保持一定厚度的油膜，讓機(jī)械設(shè)備齒輪有一定的承載性。

1.1.2 水分分析

關(guān)于水分對(duì)金屬產(chǎn)生的腐蝕影響通常能夠從以下幾個(gè)層面進(jìn)行分析：首先，水分會(huì)直接促使金屬部件產(chǎn)生“銹斑”，而這便是所謂的金屬腐蝕。其次，部分酸性腐蝕物質(zhì)若是溶解于水中，便會(huì)加劇金屬腐蝕問(wèn)題。

1.1.3 酸值分析

新的或在用的石油產(chǎn)品中可能有一些以添加劑形式，或在使用過(guò)程中的降解(如氧化物)產(chǎn)物形式存在的酸性組份。酸值反映的是在指定條件下測(cè)得的這些物質(zhì)在油品中的量。酸值可作為潤(rùn)滑油配方質(zhì)量控制的指標(biāo)。有時(shí)也可用來(lái)測(cè)定潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中的降解情況。

1.2 潤(rùn)滑油磨損指標(biāo)

1.2.1 元素分析

元素分析指借助X熒光光譜或是原子發(fā)射光等相關(guān)離子光譜對(duì)各種金屬元素含量進(jìn)行檢測(cè)。在這其中還涉及到非金屬元素，例如磷與硫等的測(cè)定。借助元素分析，能夠?qū)σ韵氯N情況予以精準(zhǔn)判斷：首先，針對(duì)磨損金屬，能夠根據(jù)磨損金屬自身含量走向，對(duì)各類部件磨損情況予以確定[1]。其次，針對(duì)部分污染元素，能夠借助測(cè)定結(jié)果對(duì)油品污染原因和實(shí)際污染情況進(jìn)行確定。最后，針對(duì)各類添加劑元素，能夠借助其對(duì)機(jī)械設(shè)備之中添加劑實(shí)際損耗情況予以確認(rèn)。

1.2.2 鐵磁性顆粒分析(PQ值)

一般被測(cè)油液中的鐵磁性磨損顆粒，在穿過(guò)或流入電感線圈時(shí)，會(huì)發(fā)生電感線圈阻抗變化，通過(guò)這些變化可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：第一，鐵磁性顆?？偭?；第二，鐵磁性顆粒尺寸及數(shù)量[2]。根據(jù)摩擦磨損理論證明，往往設(shè)備產(chǎn)生的磨損顆?？偭亢统叽绱笮∨c其磨損程度呈現(xiàn)正比。

1.2.3 鐵譜定性分析

指利用高梯度的強(qiáng)磁場(chǎng)將潤(rùn)滑油中所含的機(jī)械磨損碎屑按照其磨粒大小有序的分離出來(lái)，通過(guò)對(duì)磨屑的形狀、大小、成分、數(shù)量和粒度分布等進(jìn)行定性與定量的觀察，以判斷設(shè)備磨損狀況，預(yù)報(bào)零部件的失效[2]。鐵譜分析法測(cè)定的主要內(nèi)容：磨粒濃度和大小，磨粒形貌(反應(yīng)磨粒產(chǎn)生原因和機(jī)理)，磨粒成分(反應(yīng)產(chǎn)生的部位)[3]。其特點(diǎn)在于能獲得較寬的磨粒尺寸檢驗(yàn)范圍，同時(shí)獲得磨粒的多種信息。

1.2.4 顆粒污染度分析

油液污染主要為單位體積油液之內(nèi)固體顆粒污染物含量和油液之內(nèi)固體顆粒污染度的具體濃度[4]。一直以來(lái)，油液污染度都是衡量油液污染情況的主要指標(biāo)，但是顆粒污染物之所以會(huì)對(duì)元件以及系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，主要和其顆粒大小分布和數(shù)量之間具有極為緊密的關(guān)聯(lián)，所以在顆粒技術(shù)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今時(shí)今日，借助顆粒污染度的方式展現(xiàn)應(yīng)用的十分廣泛。

2 跟蹤分析50臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)組齒輪油指標(biāo)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

通過(guò)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)50臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)組設(shè)備的齒輪箱潤(rùn)滑油每3個(gè)月監(jiān)測(cè)一次，共為期24個(gè)月的檢測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤分析，可以得以下經(jīng)驗(yàn)結(jié)論。

2.1 基礎(chǔ)指標(biāo)

正常運(yùn)行的風(fēng)機(jī)機(jī)組中各部位在用潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度在24個(gè)月內(nèi)變化不明顯，基本維持在新油指標(biāo)的±10%左右。而油品中水分呈增加的趨勢(shì)變化，第一次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與最后一次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最大相差100 mg/kg。24個(gè)月后油品酸值的變化不明顯，與新油酸值相比較，最大差值不超過(guò)0.1 mg(KOH)/kg。由此可見(jiàn)在正常的運(yùn)行情況下，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的在用齒輪油在運(yùn)行過(guò)程中基礎(chǔ)指標(biāo)一般變化較小，均在允許值范圍內(nèi)變化。

2.2 磨損指標(biāo)

通過(guò)對(duì)50臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)組的各部位潤(rùn)滑油品磨損數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以此監(jiān)測(cè)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。在對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)組齒輪箱潤(rùn)滑油磨損元素波動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)大部分設(shè)備的磨損指標(biāo)均正常，且變化較為平穩(wěn)。僅有第8號(hào)機(jī)組和第35號(hào)機(jī)組設(shè)備的齒輪油磨損指標(biāo)波動(dòng)較為突出。以下是針對(duì)這兩臺(tái)設(shè)備的磨損指標(biāo)變化進(jìn)行的分析研究。

2.2.1 第8號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)組的磨損指標(biāo)變化情況

在對(duì)第8號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)組檢測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤分析過(guò)程中，其磨損指標(biāo)的變化最為明顯，鐵元素含量、PQ值以及顆粒污染度等級(jí)均呈較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，詳見(jiàn)表1。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“機(jī)械設(shè)備磨損界限之內(nèi)的鐵元素變化允許范疇的200 mg/kg以內(nèi)”，第8號(hào)風(fēng)機(jī)設(shè)備潤(rùn)滑油的磨損元素含量24個(gè)月監(jiān)測(cè)結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，鐵磁性磨損顆粒PQ值已達(dá)690 mg/kg，結(jié)合鐵譜圖可以看出磨損顆粒排布呈鏈狀分布，且在偏正光下觀察呈現(xiàn)黑色斑點(diǎn)，可以判斷屬于金屬磨損顆粒，詳見(jiàn)圖1。由此可以推斷第8號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)組應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)磨損，必須停機(jī)進(jìn)行檢修，在專業(yè)技術(shù)人員拆開(kāi)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱以后發(fā)現(xiàn)，其中出現(xiàn)了大范圍的磨損問(wèn)題。

表1 第8號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)組24個(gè)月內(nèi)磨損指標(biāo)變化情況Tab. 1 Change of wear index of No.8 fan unit in 24 months

圖1 第8號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)組鐵譜圖

2.2.2 第35號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)組的磨損指標(biāo)變化情況

第35號(hào)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱潤(rùn)滑油即使已經(jīng)根據(jù)磨損界限確認(rèn)其變化處于正常范疇，然而通過(guò)對(duì)其第21個(gè)月和第24個(gè)月相鄰兩次監(jiān)測(cè)結(jié)果的互相比較，發(fā)現(xiàn)這兩次的檢測(cè)結(jié)果變化率相對(duì)較大，詳見(jiàn)圖2。由此表明，這臺(tái)風(fēng)機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑油正處于一種異常磨損狀態(tài)。但是單純的從檢測(cè)結(jié)果所在的范圍來(lái)看，樣品并未出現(xiàn)任何問(wèn)題，類似情況應(yīng)當(dāng)視為異常磨損，當(dāng)及時(shí)反饋廠家，及時(shí)檢修，避免造成更大的損失。

圖2 第35號(hào)風(fēng)機(jī)設(shè)備24個(gè)月磨損指標(biāo)變化情況

3 目前在用風(fēng)機(jī)齒輪油質(zhì)量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)存在問(wèn)題

對(duì)于在用風(fēng)機(jī)齒輪油而言，主要是服務(wù)于風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的，正處于應(yīng)用狀態(tài)的潤(rùn)滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是衡量在用油應(yīng)用實(shí)踐、確定是否需要對(duì)在用潤(rùn)滑油予以更換與預(yù)報(bào)機(jī)械設(shè)備故障的主要依據(jù)[4]。但是針對(duì)在用風(fēng)機(jī)齒輪油而言，其質(zhì)量評(píng)價(jià)卻并未具有合理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。大部分潤(rùn)滑油生產(chǎn)企業(yè)都編制了一套獨(dú)立的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，然而這些標(biāo)準(zhǔn)基本上都是以潤(rùn)滑油質(zhì)量為主，并未把風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和潤(rùn)滑油質(zhì)量予以有機(jī)的結(jié)合。各種類型機(jī)械設(shè)備的常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)有所差異，潤(rùn)滑特性也有差異，所以在用油質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)同樣有一定的差異。針對(duì)正處于迅速發(fā)展時(shí)期的風(fēng)電行業(yè)也缺少科學(xué)的在用潤(rùn)滑油質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及依據(jù)，甚至也缺少一些其他行業(yè)的在用潤(rùn)滑油質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)[5]。另外目前國(guó)內(nèi)大部分針對(duì)潤(rùn)滑油的參數(shù)偏離、特性數(shù)值的改變率等均處于不斷探索的狀態(tài)下，還未有現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4 綜合檢測(cè)齒輪油在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行管理中的應(yīng)用

風(fēng)機(jī)設(shè)備中主要用到是齒輪油，通過(guò)監(jiān)測(cè)各部位油品指標(biāo)從而側(cè)面評(píng)判設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)將成為風(fēng)電等大型設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的種手段，也將成為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。

就上述分析表明，按照檢測(cè)內(nèi)容，把其中包含的檢測(cè)數(shù)據(jù)信息借助數(shù)學(xué)變換與檢測(cè)極限信息予以結(jié)合，以此整合成綜合檢測(cè)數(shù)據(jù)值，同時(shí)把綜合檢測(cè)數(shù)據(jù)劃分成多個(gè)級(jí)別，按照綜合檢測(cè)數(shù)據(jù)的具體級(jí)別對(duì)潤(rùn)滑油與機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況予以判斷。其中，五個(gè)級(jí)別主要為正常、警告、低報(bào)警、高報(bào)警以及危險(xiǎn)，并借助綠、藍(lán)、紅、黃以及紫五種色彩分別代表?；诖?，本文為了能夠?qū)?rùn)滑油在檢測(cè)機(jī)械設(shè)備過(guò)程中的動(dòng)態(tài)規(guī)律進(jìn)行更準(zhǔn)確的探索，借助了多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱展開(kāi)了為期24個(gè)月的檢測(cè)。在這過(guò)程中，風(fēng)機(jī)齒輪油性能的變化和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的的改變規(guī)律可以立足于齒輪油的基礎(chǔ)指標(biāo)的變化分析和磨損元素的變化分析[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，針對(duì)綜合分析風(fēng)機(jī)齒輪油監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)展開(kāi)研究，其中所牽涉到的檢測(cè)信息與數(shù)據(jù)都十分復(fù)雜。文中所提出的把風(fēng)電機(jī)組齒輪油檢測(cè)信息借助數(shù)學(xué)關(guān)系等一系列因素進(jìn)行換算以后，變成一個(gè)較為簡(jiǎn)單的指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)大小，對(duì)該設(shè)備的級(jí)別予以確認(rèn)，這一措施針對(duì)缺少在用潤(rùn)滑油質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)，能夠?yàn)轱L(fēng)場(chǎng)技術(shù)人員確定在用潤(rùn)滑油和風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)提供助力。針對(duì)齒輪油所有監(jiān)測(cè)指標(biāo)，需要秉承嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度展開(kāi)全面的檢測(cè)，從而確認(rèn)齒輪油對(duì)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備檢測(cè)所具有的輔助作用。在時(shí)代迅速發(fā)展的過(guò)程中，日后潤(rùn)滑油檢測(cè)技術(shù)一定會(huì)朝著更具多元化、高效化以及創(chuàng)新化的方式不斷發(fā)展，相關(guān)工作者必須積極提高自身綜合素養(yǎng)與專業(yè)能力，可以在加強(qiáng)潤(rùn)滑油檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)，促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。