机械设备用润滑油的检测技术及检测仪器

机械设备用润滑油的检测技术及检测仪器胡黄卿湖南工业大学冶金校区，长沙42000在机械设备的轴承密封装置动力传递装置和控制系统这些关键部位，润滑油都起着重要作用。确保润滑油的品质是保证机械设备正常工作的必要条件。

此外，监测机械设备中润滑油的成分及温度变化，还可判断机械的运行是否正常以及发生故障情的可能性。

润滑系统故障的主要原因是润滑油劣化和被污染。

在机械设备正在使用的润滑油中，含有丰富的关于机械设备润滑油本身的信息，通过定期检测设备中正在使用的润滑油，可以早期预报润滑油劣化污染和机械设备的异常磨损情况，为设备维修和换油提供依据。

1润滑油检测的内容润滑油检测主要包括润滑油品质和润滑油中微粒检测两方面。

1.1润滑油品质检测主要是检测在机械设备运转过程中润滑油品质的变化，主要包括粘度总酸值或总碱值破乳化时间闪点水溶性酸碱水分机械杂质等。另外可利用红外光谱检测技术监测润滑油衰化变质情况通过对新油与运行油的红外光谱差别比较来测定油液的污染及化学变化。通过光谱分析可以检测润滑油中添加剂成份及含量。

1.2润滑油中微粒的检测润滑油中微粒检测技术包括颗粒计数光谱分析铁谱分析和磨屑分析等。般油液经过颗粒计数分析之后，根据分析出颗粒大小与分布的数据再选择采用光谱分析技术还是铁谱分析技术，进步对油中微粒元素进行定量分析。运行中的润滑油中微粒的主要来源是机械磨损和污染，通过对油中微粒的检测分析可以得到如下信息1磨损微粒总量通过它可以判断磨损处于什么阶段；2微粒尺寸可以判断磨损的严重程度，3化学成分可以判断磨损部件故障的位置；4微粒形态可以判断磨损类型，是疲劳磨损或粘着磨损等。

2润滑油检测技术及检测仪器目前，润滑油检测技术主要有光谱分析红外光谱分析铁谱分析技颗粒计数理化指标分析2.1光谱分析光谱分析技术主要用以对润滑油中金属元素进行分析。光谱分析主要有原子吸收光谱技术原子发射光谱技术和等离子体发射光谱技术。常用的是前两种。

它们都是通过分析润滑油中金属磨损微粒的材料成分和数量，了解机械设备摩擦副的磨损情况，以正确判断机械设备工作是否异常，预测发生故障的可能性，为设备检修提供科学依据。

2.1.1原子吸收光谱技术和仪器原子吸收光谱技术是将待测元素的化合物或溶液在高温下进行试样原子化，使其变为原子蒸汽。当光源发射出的束光穿过定厚度的原子蒸汽时，光线的部分将被原子蒸汽中待测元素的基态原子吸收，仪器测量特征辐射线减弱后的光强度，根据光吸收定律求得待测元素的含量。该技术分析灵敏度高，使用范围广，需样量少，速度快。常用的仪器有，系列原子吸收光谱仪国产，6型系列原子吸收光谱仪美国。

2.2.2原子发射光谱技术主要用于分析润滑油中所含的金属元素的种类及数量。般而言，润滑油中金属元素含量是定的，当磨损产生的金属颗粒被带入润滑系统时，润滑油中的金属元素含量就会，高。因此检测润滑油中金属元素的含量及变化趋势，可以有效地对设备状态进行监测。目前发射光谱在国内外应用都很广泛，并且取得了良好应用效果。其特点是速度快准确性高信息范围广，易于和计算机相联组成自动监测系统。该技术是利用不同元素过光学系统排序得到光谱。根据特征谱线可以判断某物质是否存在以及其含量。原子发射光谱仪能在很短的时间内测出润滑油中30种元素的含量。光电直读光谱仪，是利用原子发射光谱技术测定润滑油中各种金属元素含量的仪器。目前在润滑油检测中用得较多的发射光谱仪主要有厘型润滑油分析直读光谱仪美国8，0处，180公司，厘0型润滑油分析直读光谱仪2.23电感偶合等离子体发射光谱技术等离子发射是较新的样品激发技术。将流经石英管的氩气流置于个高频电场下形成的约8000尺的等离子体中，尚温等离子体使从石英管中心喷射出的样品解离原子化并激发。电感偶合等离子体射光谱技术的再现性较好，准确度及检出率都很高，但较大的粒子会被遗漏。常用的分析仪器有电感偶合等离子体发射光谱仪3.

2.2.4，荧光分析技术，荧光是介质在放射源照射下所释放的特征又射线通过检测润滑油在放射源照射下释放的，射线可以检测磨粒的数量和成分。该方法可直接测定各种特殊形态的试样而无需破坏试样，可测量的元素种类多，测量范围宽，而且速度快，分析结果规律性强。常用的仪器有，射线荧光分析仪2.2红外光谱技术红外光谱町汉也称振动光谱，它主要用于对有机化合物的基团结构进行分析，但它只能反映分子结构信息，对原子质点溶解态离子和金属颗粒都不敏感。润滑油是由基础润滑油加多种添加剂调制而成。基础润滑油主要有矿物润滑油和合成润滑油大类，添加剂的品种就更多了。当不同波长的红外辐射依次照射润滑油试样时，某些波长的辐射将被样品选择吸收而减弱，形成红外吸收光谱。根据某些物质的特征吸收峰位置数目以及相对强度，可以推断出润滑油样中存在的官能团，并确定其分子结构。润滑游的性能主要取决于构成它的各组分的性能。润滑油品的失效更换取决于各组分的变化程度，这种变化主要是化学变化，是因物质的分子结构发生变化引起的，因此，仅通过理化分析是无法准确判断的，而利用红外光谱是*直接*有效也是*迅速的种方法。利用红外光谱技术分析润滑油试样中有机化合物的基团结构，通过比较新旧润滑油的红外吸收峰的峰位与峰高，可定性与定量检测基础润滑油与添加剂组分是否是发生了化学变化以及变化的类型与程度；利用红外光谱的润滑油分析软件可定量测试在用润滑油的氧化值硫化值硝化值积碳水分乙醇稀释度等参数。通过对谱的分析，结合各参数2.3铁谱技术及仪器铁谱技术是70年代出现的种润滑油检测技术。

它是利用高梯度的强磁场将润滑油中所含的机械磨损颗粒和污染杂质有序地分离出来，再借助显微镜对分冰和工机诚离出的微粒和杂质进行有关形貌尺寸密度成分及分布的定性定量观测，以判断机械设备的磨损状况，预报零部件的失效。铁谱技术的优点1能分离出润滑油中所含较宽范围内的磨屑，应用范围广；2通过对磨屑的定性观察和定量测量，可判断磨损发生的部位以及磨损程度。它的出现弥补了发射光谱无法分析大尺寸和含量金属元素的缺点。与发射光谱相比，铁谱可直接观测润滑油中金属颗粒的尺寸几何形态颜色数量及分布状况等。将发射光谱和铁谱两种方法结合在起使用，既可定性又可定量，即可检测发现小尺寸颗粒为主的正常磨损状态，又可检测以大尺寸颗粒为主要特征的异常磨损状，将工况监测水平推向了个新的高度。

2.3.1分析式铁谱仪将润滑油中的磨损金属微粒及污染杂质微粒从润滑液中分离出来，制成铁谱基片，再在铁谱显微镜下对基片上沉积的磨损微粒进行大小形态成分数量等方面的特征进行定性观测和定量分析后，就可对被测机械零件的摩擦学状态做出判断。分析式铁谱仪是分析摩擦副面磨损程度推断磨损部位和磨损机理的重要手段。常用的仪器有双联式铁谱仪美国，丁1型分析式铁谱仪国产，丁1型分析式铁谱仪国产。

2.3.2直读式铁谱仪主要用来直接测定润滑油试样中磨粒的含量和尺寸分布，能够方便迅速而准确地测定润滑油样内大小磨粒的相对数量，可以很直观地反映出摩擦副的磨损程度和磨损烈度，因而能对设备状态作出初步的诊断，是目前设备监测和故障诊断的较好手段。常用的仪器有0尺型铁谱仪美80妞0；2丁，型直读式铁谱仪，丁，型直读式铁谱仪。

2.4颗粒计数技术润滑油经过使用后，不可避免地会受到污染。检测这种污染程度有多种方法，有定性半定量定时等各种方法，应根据具体情况加以选择。对于污染较重，颜色较深的润滑液，可用斑点试验法，也可用带有特制网格的滤纸按定规则进行计划数的半定量法，还可使用些快速分析仪。这些方法的特点是简单快速与其它检测项目的匹配性较好，有实用价值。

颗粒计数技术的原理是把润滑油样品内的颗粒进行粒度测量，并按预选的粒度范围进行计数，从而得到有关颗粒粒度分布方面的重要信息，在判断润滑油时可用颗粒计数器，这种仪器可精确测出单位体积润滑油中所含颗粒的准确值，适用于对清洁度要求较高2.4.1显微镜颗粒计数技术将润滑油样品经滤膜过滤，然后将滤膜烘干，放在普通显微镜下统计不同尺寸范围的污染颗粒数目和尺寸。这种方法能直接观察磨损微粒的形状尺寸及分布情况，可定性了解磨损类型和磨损微粒来源。该技术装备简单，但操作费时，人工计数误差也较大，再现性也较差。

2.4.2自动颗粒计数技术自动颗粒计数都是利用传感器技术，当颗粒经过时将反映其大小的信号输出并同时计数。它不需要从润滑油样品中分离出固体微粒，而是自动地对润滑油样品中的颗粒尺寸进行测定和计数。常用的自动颗粒计数仪器有拉，0，自动颗粒计数器美，7尺自动颗粒计数器英。

2.5理化指标分析技术润滑油的特性主要包括粘度闪点倾点和凝点水分酸碱度机械杂质防锈性防腐性抗泡和抗乳化性能氧化和水解安定性胶粘性等。在工况监测中，润滑油理化分析多长时间进行次要根据具体情况确定，如钻井用，212190型柴润滑油每运行300，小时取样检测次。某些液压设备和运输机械每季度检测次，精密机床用润滑油每半年检测次。无论何种设备，如已发现故障征兆或取得的分析数据异常时，必须考虑增加取样次数，缩短检测周期。

润滑油在使用过程中其品质会由于各种原因而发生劣化，具体现在多个指标的变化上，当这种变化超出定的限度后，该润滑液就必须停止使用，及时更换，否则，可能会给机械设备带来灾难性后果。在用润滑油必须检测的理化性能指标包括粘度闪点水分总酸值，总碱值，冲腐蚀不溶物等。这些指标的检测都有标准的方法。

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