从润滑油系统中采集油样是铁谱分析的第一步，一旦采样不具有代表性，分析结果必然偏离设备实际状态，因此，铁谱取样是铁谱分析中重要环节之一，必须认真对待。
由于润滑油中磨粒存在的状况受机器运行工况及多方面因素的影响，所以，润滑油中的磨粒浓度和尺寸分布是随机变化的。另一方面，磨粒物质在润滑油中又是以不连续的分散相存在的，所以在整个润滑油系统中的磨粒不可能均匀分布。这二方面的因素给铁谱取样的代表性增加了难度。
为此，铁谱油样采集必须注意以下几个方面的问题。
1.润滑油中浓度平衡问题
润滑油中的磨粒总是不断地产生，同时又不断地被排除，因此润滑油中磨粒浓度达到某一平衡浓度，意味着润滑油中磨粒产生速率与排除速率相等。
磨粒从润滑油中被排除的主要因素如下：
(1)润滑油过滤器的过滤作用；
(2)磨粒多次通过摩擦副或油泵时被破坏；
(3)磨粒在油箱中沉降；
(4)磨粒被化学腐蚀或氧化；
(5)润滑油的损耗；
(6)磨粒粘附于油箱或管道壁上；
(7)换油或滤油机过滤。
取样时应充分考虑以上因素的影响，例如，换油（或新补充润滑油）后应间隔一段时间后再取样；取样前一段时间不应使用外部滤油机进行过滤。
2．取样位置及注意事项
由于油样中的磨粒平衡浓度是一种动态平衡，而动态平衡的平衡点依取样位置和取样条件的不同而不同。为使所取油样尽可能多地包含诊断对象磨损状态和故障的信息，并具有可比性，必须对取样位置、取样条件和取样方法预先进行分析并作出规定。
在机器润滑系统中采集铁谱分析油样时，常用的两个取样位置是润滑油箱和润滑油回油管路。为使所取油样具有充分代表性，以反映实际机器的磨损工况，取样点一般应选在过滤器之前，并能够流经机器系统全部摩擦副磨损表面的位置。
下面就这两个位置取样的有关问题介绍如下。
(1)油箱取样
从机器润滑系统的油箱中取样，是一种静态或接近静态的取样方法。采用这种方法取样时，必须考虑磨粒的沉降效应。
分散在油箱中的磨粒在重力作用下，具有自然沉降效应。试验表明，从一油箱的底部、中部和上部三个位置分别取样制作铁谱片，在铁谱仪上测得的磨粒光密度数据相差很大，尤其是对大磨粒的光密度读数，甚至会相差数十倍。如果从油箱底部取样，因磨粒的沉降效应，会使油液中的磨粒浓度偏高，故不具有代表性。反之，在机器停车后从靠近油面的部位取样，则会使油液中的磨粒浓度偏低。因此，对于油箱取样，必须考虑磨粒的沉降效应。
建议从油箱中取样时按以下方法实施。
①应在机械系统运转状态下取样，如无法实现，应在停机后尽可能短的时间内取样。因为停机2h后大磨粒的下沉会大大降低油样的磨粒浓度。
②在停机后取样时，因为较大磨粒有沉降，取样应离开油液的顶部区，且取样深度应随停机时间而改变。通常每延迟1h，取样深度应增加25mm左右。最简便的方法是将取样管插人油面高度1/2处以下，但须注意取样管不能插得太深或触及油箱底壁。 ③考虑到大磨粒首先沉降，必要时可将取样管插至接近油箱底部取样，但这时要避免吸入沉积在油箱底部的大磨粒和其他杂质。通常规定取样管距箱底沉淀物之间距离不少于25mm。
④如果系统中装有固定取样管路（如油箱上装入的导管），则在每次取样前必须放油冲洗取样管，以避免死区影响，通常放油量应为取样导管内存油量的两倍以上。
（2）回油管路取样
回油管路上取样为动态取样，根据管中油液的流动速度和其他条件，回油管路中的流动油液可能出现层流区和紊流区。通常，在实验室条件下，在层流的断面上取样可得到满意的油样；但对实际设备，从紊流断面上取样能得到更好的结果。实际应用中，取样点的位置选择原则如下：
①取样处的油液应尽可能流经系统全部摩擦副的磨损表面，从而使所取的油样能够反映整个机器系统的磨损状态；
②取样点应选择在过滤器之前，从而使所取油样的磨粒浓度更能反映机器润滑系统油液磨粒浓度的实际情况，即油样更具代表性；
③取样点最好选择在紊流断面位置处，这样可得到更好的结果。
此外，在回油管路上取样时，应在机器系统运转状态下进行，这时可以获得机器系统瞬时磨损状态的代表性油样。
3．取样容器及要求
铁谱分析的取样瓶应为无色透明的清洁玻璃瓶。取样瓶的旋盖内应加有不与油质发生反应的聚四氟乙烯内盖，以保证密封。为了方便分析前初步观察油样的状态，最好取样瓶的侧壁为平面。
取样瓶不能用塑料瓶，因为塑料与润滑油接触可能产生或分解出塑料颗粒、凝胶体和腐蚀性液体。同时，油样在塑料瓶中久放还会使塑料瓶发黏，油液中的磨粒易粘附在油样瓶的内壁上，使油样的代表性降低。
取样瓶的容积一般应大于15mL，以保证采集和保存足够量的油样。瓶中的油样量不应超过油样瓶容积的3/4，留有1/4以上的容积空间，以便油样处理时可以振荡油样，使油样中的磨粒呈均匀分布状态。
4.取样时间间隔
铁谱分析油样的取样时间间隔主要根据被监测的机械设备摩擦副的特性、机器的使用情况以及对机器工况监测和故障诊断准确性的要求程度而定。经验表明，不同的机器设备、不同的运行期、不同的磨损状态对应不同的取样时间间隔。时间间隔太短会使分析的数据变化甚微，造成人力物力浪费；间隔时间太长，又常使分析准确度降低，造成漏判。
机器典型的磨损过程如图1所示，大致分为三个阶段：磨合期、正常稳定磨损期和剧烈磨损期。
大量使用经验表明，机器的大部分损坏事例主要发生在运转初期的磨合期和机器磨损期。在机器运转初期的剧烈磨合期，由于零件安装不良、设计不合理或零件及材料的缺陷等原因，常使机器发生损坏，由于该期间机器磨损状态变化大，所以取样次数应安排多一些，取样间隔时间应短一些。通常，在一部新机器刚投人运转（或机器大修后重新运转）初期，可1h取一次油样，若未发现不正常运转，以后每隔数小时取样一次即可。进一步稳定运行后，可间隔数天取样一次。
图1典型零部件的磨损过程
I-磨合磨损阶段；Ⅱ-稳定磨损阶段；Ⅲ-剧烈磨损阶段
机器经过较长时间运转后，零部件进人磨损失效期（即剧烈磨损阶段），这时因机器磨损状态变化较大，所以取样次数又应多一些，加大取样间隔时间，应短一些，并密切注意机器运转动向，为机器故障诊断提供准确的信息。 随着机器磨合过程的完成，摩擦副的稳定磨损状态一经建立，机器系统即进入正常稳定磨损期。这时就要根据对机器预报失效可靠性的要求程度，加大取样间隔时间。
表2推荐了几种设备在正常磨损期内的取样间隔时间，供铁谱分析人员参考。
表2 取样间隔时间参考值/h
5.非润滑液工质的取样
当机器摩擦副采用润滑脂润滑时，由于磨粒进入润滑脂后常粘附在零件的表面及其附近，因此，在摩擦副中取出具有代表性的润滑脂样品十分困难。通常对润滑脂的取样方法如下。
(1)如果摩擦副部件能够从机器上拆卸下来，则可以将其放入干净盘中，然后用与润滑脂同一类型的清洁润滑油彻底清洗，再从清洗过的润滑油中取样，制作铁谱片。
(2)如果摩擦副部件不能拆卸，则应尽可能地在磨损表面或磨痕处刮取样品，然后用专门的溶剂进行稀释，以便制作铁谱片进行分析。常用的溶剂成分为：甲苯15％，乙烷35%,二元酸酯类润滑剂50％。
6．取样记录
抽取铁谱油样应特别注意取样的记录工作，包括油样瓶标签（设备名称、采样日期、样品编号等）和取样记录表（设备型号、功率、转速、润滑油牌号、润滑油使用时间、油温、水温、水压、故障症兆、分析目的等等）。
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
