关键词：含铁量油液监测  摩擦磨损 控制措施

                 引言

机械的润滑系统是一个封闭系统，而润滑油几乎流经部件所有的摩擦表面，这样它就以特有的方式带来各个摩擦副信息。根据摩擦件材料主要是钢铁制成，这些零部件磨损后的碎屑都均匀分散在润滑油中的原理，从88年开始我们采取含铁量油液检测技术对机械发动机在用机油取样，测出油中的含铁量并通过机械的运行时间计算出含铁量增长率，比较准确地估计摩擦副的磨损程度和速度。通过长时间的探索和积累，含铁量检测这一润滑技术在港口流机管理中取得明显成效并得到推广应用。

通过含铁量油液分析在港口机械采取控制磨损的措施

     一、含铁量油液检测技术在发动机的应用

含铁量油液分析我们采用的是“比色法”。其原理：

         高温灰化          盐酸         显色剂           

润滑油中的铁        氧化铁          Fe ++      显色    比色 

                          缓冲剂、还原剂

含铁量的单位是10-6 ，即每克润滑油中所含铁是多少10-6克

 机械公司于87年将润滑油分析技术纳入设备的润滑管理，从此润滑管理发生了质的飞跃，打破了传统的按期换油为按质换油，在对在用机油水分、闪点、粘度、斑痕等理化指标分析外，88年又引用油液的含铁量检测技术，由原来对在用油添加剂失效程度和理化指标的油质裂化分析上升到通过含铁量检测来控制外来杂质和内部磨屑散落到润滑油对摩擦副形成的磨粒磨损，延长了发动机的使用寿命，大量的实验和长期的摸索，我们形成了一套比较完善的管理体系，并依此指导我们的润滑管理，取得了效果明显。

首先，我们根据机型、作业环境、技术状况的不同，制定出各机型机油含铁量的报废标准，在机油的报废标准中填补了一项重要指标；其次，寻找出作业机械处于正常磨损期含铁量增长率在0~0、35之间波动的理论，这一规律的发现为确定发动机是否处于异常磨损，准确指导维修提供了可靠的依据，以下从四个方面讲述在发动机油液的含铁量检测中我们是如何围绕上述标准和理论加强润滑管理的。

    1、          跟踪检测发动机处于磨合期的机械

    对于厂修和发动机项修的机械，采取发动机油含铁量跟踪检测的措施，因为该阶段新的配合副摩擦表面有少量的粗糙微凸起，接触面积少，接触应力大，这些微凸起发生剧烈的磨损、压碎和塑性变形，磨损率大，所以处于磨合期的机械必须进行含铁量的监测，及时更换含铁量超标的机油。

    2、          对进口机械和作业环境良好的机械进行定期检测

    对于进口机械和作业环境良好的机械，由于环境污染程度低，换油期较长，尽管油质良好，但长时间的稳定磨损，当材料的磨损总量达到一定数量时，就会在摩擦副间造成磨粒磨损，为此采取对这类机械发动机油进行定期检测，实践证明该技术的应用，延长了发动机的修理间隔期，有效地控制了发动机的磨损。

    3、          通过实验数据的异常波动为机械提供可靠的维修依据

拖车32和铲车54进厂大修时，发动机都更换了缸套、活塞、活塞杆、大小瓦各一套，更换的部件相同并同时出厂，出厂后在磨合期内跟踪检测其含铁量增长率分别如下表所示：

Q20牵引车32     94年12月6日始测

CPCD5铲车54                       94年12月6日始测

     以上两组数据可以看出，拖32磨合期在272小时后发动机就转入正常磨损；而铲54工作555小时含铁量增长率仍处于异常磨损范围，为此对铲54进行作业现场考察发现该机作业过程中经常出现水箱开锅现象，由此表明由于发动机温度过高，引起摩擦表面温度高，从而导致机油粘度降低，润滑油膜破坏，产生严重的粘着磨损造成摩擦副摩擦较重。为此对铲54进行停机检查，结果是由于高压泵喷油量过大造成发动机温度高，出现了剧烈磨损造成2、4缸缸壁间隙大。95年5月17日经检修并更换缸套、活塞后，对铲54机油含铁量的跟踪检测数据如下：

铲54 （检修发动机后）              95年6月4日始测

测试数据表明：检修后的铲54经142小时的磨合，发动机进入了正常的磨损状态。

    4、          对作业环境恶劣机械进行含铁量的跟踪检测

    近几年，散货的种类和数量越来越多，散货装卸过程中造成严重的粉尘污染让机械面临磨粒磨损的威胁。

    88年，首次参加装卸散货氧化铝的CPCD3小铲和仓内工作的扒机，仅工作十几小时发动机便陷入瘫痪。而我们对发动机机油检测数据发现，有的机械含铁量增长率高达10 （10-6g /h）,显然发动机发生了急剧磨损，发动机停修时间延长、换环频率高、故障率高，严重影响了码头生产的正常用车，为此我们紧急对这种现象从两方面进行查证分析：

     一是磨粒的硬度

    磨粒磨损处决于磨粒硬度Ha和金属硬度Hm间的关系。即

      a  低磨损状态（Ha〈Hm〉

  b  磨损转化状态区（Ha≈Hm）

  c  高磨损状态区（Ha≈Hm）

    氧化铝微粒的显微硬度为2100 kgf /平方米，而组成气缸的金属材料的显微硬度则是：（kgf /平方米）

铁素体：12~150        片状珠光体：200~350

马氏体：700~1300      奥氏体、渗碳体：700~800

碳化铬：1000~1500

    显然氧化铝颗粒硬度高于金属硬度，即Ha〉Hm，发动机处于高磨损状态，进入气缸的氧化铝颗粒可以钻进金属体中，这种金属磨料进入发动机气缸中与缸套、活塞环等摩擦组件发生塑性变形挤压、犁沟、擦痕等严重的磨粒磨损。

    二是空气滤清器的影响

    经测定氧化铝微粒的粒度为10um左右，而我们使用的纸式滤清器为10~15um。经“台架实验”表明，若发动机吸入灰尘量为500千克/平方米时，发动机仅工作25~100小时，气缸磨损即达极限值（0、3~0、5）。而港防疫部门测定氧化铝作业中的仓内空气含尘量为500千克/平方米左右，显然原始的干式单级滤清器不能有效阻挡氧化铝的进入，为此我们将滤清器改装成湿式四级滤清，改装后的作业机械经测定机油含铁量增长率比原来降低了6 （10-6g/ h）。91年4月21日到6月21日，扒8连续作业七船氧化铝，机油含铁量增长率一直稳定在1 （10-6g/h）。测试数据表明改装后的空气滤清器有效的降低了磨料磨损，发动机的故障率明显降低。改技术革新获国家QC成果一等奖。

    二、含铁量油液检测技术在差速器的应用

差速器的磨损形式主要是齿轮啮合产生的表面疲劳磨损，表面疲劳是循环接触应力周期性的作用在摩擦表面上，使材料疲劳引起材料微粒的脱落，测定流经齿面齿轮油的含铁量，从积累的大量实验数据中总结处于正常磨损期含铁量增长率的数值范围，从而判断齿轮是否处于正常磨损。

95年我们开始在差速器在用油实施含铁量油液检测技术，95年2月15日首次对KLD85Z装载机的差速器油进行检测，结果如下： 

从图表可以看出斗6的含铁量增长率明显低于斗22、斗24，显然斗22、24是处于异常磨损，为此对斗22、24进行调查，经查证斗24曾发生过螺旋伞齿轮副上螺柱断裂，使锥滚轴承和滚珠轴承磨碎造成支座轴承破碎的事故，厂家维修后只是补加了新油而没有换油而出现上述情况。因此斗24在油品更换后数据植转入正常。面对斗22含铁量增长率高于斗24的情况，我们对其油品及时更换并进行跟踪检测、寻找和分析异常磨损的原因，结果95年6月14日，运转1321小时含铁量为610 （ 10-6克），差速器出现异响，检修前差速器发生了和斗24同样的事故，价值2万6千多元的差速器完全报废。由此分析第一次含铁量的数据就已经表明问题开始产生，所以及时通过油液含铁量检测数据捕捉可疑信息，将重大机械隐患消灭于萌芽状态中显得尤为重要。通过多年的积累我们摸索出差速器齿轮的磨损规律，98年开始公司又陆续引进10台由美国卡特皮勒生产的每台价值近100万元的980装载机，通过对其差速器润滑油含铁量的定期检测，及时更换油品，并在含铁量数据维持正常波动范围下适当延长换油间隔，到目前为止已运行3万小时差速器没有发生因磨损造成的维修。含铁量油液检测技术在差速器的应用得到发展。

    提高设备的技术性和经济性，是我们设备管理者一个永恒的主题，摩擦磨损是造成设备材料消耗、技术状况下降的主要原因，而含铁量油液分析技术作为验证摩擦磨损程度的尺度，不仅是设备磨损状况的直接反映，也是我们润滑管理技术、节约能源水平的提升，在设备润滑管理中得到广泛地推广应用。 

参考文献：  《摩擦、磨损与润滑》            上海海运学院 何世平编

         《汽车发动机的耐久性和磨损》             何光里