论文导读：以下为某船用燃油光谱分析实例。对某船用柴油机润滑油油样进行试验。磨损，光谱分析在柴油机故障诊断的应用研究。
关键词：光谱分析，柴油机，磨损
1 前言
磨损是摩擦的直接结果。物体相对运动时相对运动表面的物质不断损失或产生残余变形称为磨损，所有机器和机构的运转都是依赖其零件副的相对运动，有相对运动必定有磨损，磨损是普遍存在的一种自然现象。磨损通常是有害的，因为它造成物质损失，降低精度，缩短使用寿命和降低可靠性等，故尽可能减少之，以延长使用寿命和提高可靠性。在规定的时间内，只要磨损量不超过允许值就称之为正常磨损，异常的磨损则表明设备存在潜在隐患[1]。
通过设备的状态监测，研究设备的工作状态以及存在的故障和隐患，对机器的维修工作以及延长机器的寿命具有非常重要的意义。油料光谱分析技术是通过监测机器中润滑油的磨损金属元素含量来分析判断机器的磨损状态及磨损程度。论文发表，磨损。在众多的状态监测手段中，油料分析是一种很有效的方法。油料光谱分析仪不需安装传感器，分析速度快，结果直观，因而可方便快捷的获得机器的磨损信息[2]。论文发表，磨损。论文发表，磨损。
2 油液光谱分析应用实例
以下为某船用燃油光谱分析实例。论文发表，磨损。用10号油标定机器后，对该油进行了油料光谱分析。论文发表，磨损。
2.1 原子发射光谱监测仪器与方法
2010年3月3日，对某船用柴油机润滑油油样进行试验。油样编号：10-0303#。所用仪器为美国超普公司的Spectroil,Model M/C-W，参考试验方法ASTM D6595。美国超普公司的Spectroil M型光谱仪中，一个盘电极在一个旋转轴的一端，润滑油置于一个油盖帽中，其放置的位置使垂直放置的盘电极的地步通过永阳而旋转，碳棒和盘电极之间产生一个小火花隙。油液被汽化、解离、激发，形成一个放电区，油样中的元素发射特征波长的光，射入光谱仪的光室，通过光电倍增管将光信号转换为电信号，通过CPU得到各金属元素的含量。
2.2 检测结果
| 10号标油 |
Fe |
Cr |
Pb |
Cu |
Sn |
Al |
Ni |
Ag |
Si |
|
| 检测结果1 |
10.3 |
9.5 |
10.7 |
9.2 |
11.0 |
9.4 |
9.4 |
8.7 |
10.1 |
|
| 检测结果2 |
10.3 |
9.6 |
10.6 |
9.7 |
11.8 |
9.5 |
9.7 |
9.1 |
10.4 |
|
| 平均值 |
10.3 |
9.6 |
10.6 |
9.4 |
11.4 |
9.4 |
9.5 |
8.9 |
10.3 |
|
| 10号标油 |
B |
Na |
Mg |
Ca |
Ba |
P |
Zn |
Mo |
Ti |
V |
| 检测结果1 |
9.8 |
7.7 |
10.8 |
8.5 |
10.0 |
8.8 |
9.5 |
9.4 |
10.0 |
9.4 |
| 检测结果2 |
10.1 |
8.5 |
11.1 |
16.7 |
9.7 |
10.4 |
16.3 |
9.6 |
10.4 |
9.9 |
| 平均值 |
10.0 |
8.1 |
11.0 |
12.6 |
9.9 |
9.6 |
12.9 |
9.5 |
10.2 |
9.6 |
表1 ：10号标油光谱检测数据（单位ppm）
| 10-0303# |
Fe |
Cr |
Pb |
Cu |
Sn |
Al |
Ni |
Ag |
Si |
|
| 检测结果1 |
4.4 |
0.0 |
0.1 |
0.1 |
0.0 |
0.4 |
1.1 |
0.1 |
0.0 |
|
| 检测结果2 |
4.5 |
0.1 |
0.0 |
0.1 |
0.0 |
0.3 |
1.0 |
0.1 |
0.0 |
|
| 平均值 |
4.4 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.0 |
0.4 |
1.0 |
0.1 |
0.0 |
|
| 10-0303# |
B |
Na |
Mg |
Ca |
Ba |
P |
Zn |
Mo |
Ti |
V |
| 检测结果1 |
0.0 |
0.6 |
0.0 |
0.0 |
0.4 |
0.0 |
0.0 |
0.7 |
0.0 |
1.8 |
| 检测结果2 |
0.0 |
0.8 |
0.0 |
0.0 |
0.6 |
0.0 |
0.0 |
0.3 |
0.0 |
1.8 |
| 平均值 |
0.0 |
0.7 |
0.0 |
0.0 |
0.5 |
0.0 |
0.0 |
0.5 |
0.0 |
1.8 |
表2 ：10号标油光谱检测数据（单位ppm）
3 检测结果分析
表1为10号标油的分析数据结果。在机器百分之百准确的情况下，标油的光谱检测数据中各元素的数值应全部为10或接近于10。因此标油可以起到标定机器准确性的作用，确保实验数据的准确。如表一所示，标油中光谱检测数据中各元素数值都基本接近于10。这表明，检测此油样的原子发射光谱监测仪器精确可靠。
发动机有一套良好封闭的润滑油路，金属表面摩擦所产生的磨粒会经过润滑油路进入润滑油之中，因此发动机中的润滑油几乎真实的反映了机器的磨损情况。通过分析润滑油油样，根据光谱检测数据中各金属元素浓度就可推断发动机中相关金属构件的磨损程度。通过分析发动机构件的磨损程度即可判断出发动机的使用程度以及发动机是否失效，进而找出失效的原因，避免发生更大的故障[3]。如表2数据得知，油液中Al和Si元素浓度分别为0.4ppm和0.0ppm。说明燃油含有少量的杂质，发动机内部有少量磨损。
4 油料光谱分析的意义
通过对船舶发动机进行油料光谱分析，可以判断发动机的使用情况，判断发动机是否失效，及时发现发动机存在的故障，确定发动机的故障部位，有效避免发动机发生更加严重的损坏。尽早排除发动机的故障，减少设备停机检修时间，节约了维修费用，在避免了发动机灾难性损失的同时，创造了较大的经济效益[4]。
5 油料分析存在的问题
相比于上世纪80年代油液分析初始阶段，我国油液分析技术已经取得了长足进步。但与国外还有较大的差距，无论是技术上还是管理上，都不能满足日趋复杂的机械设备。论文发表，磨损。主要存在以下两个问题：1在技术上我国油料分析还是以实验分析为主，此外实验仪器大多依靠国外进口，不仅价格昂贵，并且相配套的智能软件很多并不完全适合我国的机械设备。2在管理上缺乏集中管理和统一部署，实验室整体分布不合理，缺少和各单位间的技术交流与合作，制约了我国油液分析整体水平的提高[5]。
参考文献
[1]严新平,谢友柏，肖汉梁.摩擦学故障诊断的D-S信息融合技术研究[J].摩擦学学报，1999,19（2）：145-150.
[2]王英卓,油料光谱分析技术在设备故障诊断中的应用[M].北京燕山石油化工公司炼油厂,102503
[3]陈云彪,油料光谱分析技术在发动机磨损监测中的应用[J].柴油机设计与制造.2000,(1)
[3]严新平.油液监测技术的发展与思考[J].润滑与密封，1997(7):6-8
[4]杨建国,周轶尘.内燃机振动监测与故障诊[M].大连:大连海运学院出版社.1993.115～138
[5]严新平，谢友柏，肖汉梁.舰艇机电设备状态监测与故障诊断技术[M].北京：海军装备部监用管理部，2005.
|
