风电偏航变桨齿轮箱油品的检测浅析
探析风力发电机组齿轮箱常见的故障分析及检测方法

专业研究・Professional Research80 大陆桥视野·2016年第24期探析风力发电机组齿轮箱常见的故障分析及检测方法胡殿昊 李佳明 高 伟 / 沈阳华创风能有限公司【摘 要】目前,齿轮箱故障在风力发电机组故障占据着很大部分,齿轮箱作为双馈型风力发电机组的核心部件,其损坏不仅会大大增加维修费用、运输费用和吊装费用,还会带来巨大的电量损失。
因此,对风力发电机组齿轮箱常见的故障进行分析和检测,对提前预防故障具有非常重要的现实意义。
据此本文对风力发电机组齿轮箱常见的故障及检测方法进行了具体分析。
【关键词】风力发电机组;齿轮箱;故障分析;检测方法一、风力发电机组齿轮箱常见的故障风力发电机组齿轮箱在正常运转过程中,受齿面啮合时承受的荷载不均匀和轮齿啮入、啮出的冲击,都会直接导致故障。
据此,笔者对一些常见的故障进行了具体分析。
(一)胶合胶合是相啮合齿面在啮合处的边界膜被破坏,导致接触齿面金属熔焊而撕落齿面上的金属现象。
导致其产生的原因主要是因为在重载和高速传动下,齿轮箱在齿面高温啮合区产生的润滑不良或者干涩,导致啮合的齿面熔焊在一起。
(二)点蚀在齿轮实际切合的过程中,受脉动力和重载荷的作用,齿面深处会产生循环变化的剪应力,在超过轮齿材料的疲劳极限时,齿面的接触面就会产生疲劳裂纹,从而导致齿面细小金属片的剥落,形成小坑,即为点蚀,更为严重时,还会导致齿面形成大块金属连片脱落。
(三)断齿轮齿折断大多情况下,是由根部细微裂纹在周期性应力作用下逐步扩展形成的,齿轮在运作过程中,出现严重的冲击、偏载或局部应力过大等问题,都会导致断齿现象发生。
(四)渗漏油渗漏油是齿轮箱传动系统中常见的故障,漏油会对齿轮和轴承等的润滑效果造成不良影响,导致各运动零配件之间的摩擦加剧,从而减少零件的使用寿命,更有甚者会直接导致齿轮箱不能正常运作。
在设备维护工作中,齿轮箱渗漏油的主要原因有很多,即密封件损坏或安装问题,导致接合面密封不严;相对运动的零件尺寸配合间隙过大,或由于长期运动磨损,导致间隙过大;箱体铸造存在气孔和沙眼等缺陷;工作温度过高,润滑油管变形或存在裂缝,导致油管漏油。
风力发电场中风机齿轮箱故障检测方法研究

风力发电场中风机齿轮箱故障检测方法研究随着全球气候变化加剧,清洁能源的需求急剧增加。
风力发电作为其中的一种清洁能源形式,越来越受到人们的重视。
然而,风力发电场中,风机齿轮箱等设备的故障却时常发生,给风力发电的稳定运行带来了很大的隐患。
因此,风机齿轮箱的故障检测方法的研究变得愈发重要和紧迫。
一、国内外研究现状目前,针对风机齿轮箱故障检测方面,国内外已经有一些研究。
在国外,美国的风机齿轮箱故障检测技术已经比较成熟。
据相关机构公布的数据,90%以上的风机故障是由齿轮箱问题引起的。
因此,美国在这方面的研究广泛应用于实际生产中。
而在国内,虽然也有一些研究,但是相对来说还比较薄弱,需要加强研究和探索。
二、常用的故障检测方法目前,常用的故障检测方法主要有以下几种:1. 声音检测法声音检测法就是通过检测风机齿轮箱工作时产生的噪声来判断齿轮箱是否存在故障。
声音检测法简单易行,但是精度较低,受环境因素和人为干扰的影响比较大。
2. 振动检测法振动检测法是一种评估机器支撑结构稳定性的科学方法,也是一种常用的检测方法。
利用加速度计等设备测量风机齿轮箱所产生的振动特征,从而判断齿轮箱是否存在故障。
振动检测法的优点在于精度相对较高,但是对于那些早期故障的判断还有一定的难度。
3. 热成像检测法热成像检测法采用的是红外线热像仪,测量风机齿轮箱的表面温度分布情况,以此来判断齿轮箱是否存在故障。
热成像检测法的优点在于不会对齿轮箱内部进行破坏性的检测,且检测速度快,结果准确度也较高。
但是,这种方法的价格相对较高,一般只能用于大型风机的故障检测。
三、新兴的故障检测方法随着技术的不断发展,越来越多的新兴故障检测方法被应用到风机齿轮箱故障检测中。
1. 无损检测技术无损检测技术是当前比较火热的一种新兴故障检测技术,主要是通过利用红外热成像、振动信号分析以及声学检测等方法对风机齿轮箱进行非侵入式的检测。
这种方法的优点在于具有非侵入性和高精度的特点。
浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法

浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法摘要:随着科技的不断发展,齿轮箱相关技术也在不断完善,混沌诊断识别法、油液分析法以及振动法等都是较为有效的故障诊断方式。
齿轮箱内部的诸多零部件,如轴承、齿轮、轴等,在齿轮运转的过程中都会以一定的频率振动,在这种情况下,点蚀就会出现在轴承上,或者由于一些其他因素,如磨损、高温等都会对轴承产生影响,不仅会造成轴承的过度消耗,还会抑制发电机组的运转。
故而,针对风力发电机组齿轮存在的故障展开分析与检测具有重要的现实意义。
关键词:风力发电机;齿轮箱;常见故障分析;检测前言:近些年来,我国风力发电范围不断增加,但是风电机组齿轮箱仍然存在一定的故障,影响了风电机组的正常运转。
为了有效降低风电机组的故障率,必须要做好风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断,并探索可行的防控举措,进而保障风力发电机组齿轮箱的正常运行。
1风力发电机组齿轮箱结构轴承、传动部件、箱体以及润滑系统是齿轮箱的主要结构组成。
对于传动部件而言,其中同样有较多组成部件:输入轴、中间轴、输出轴、内齿圈、行星轮、行星架等。
齿轮箱会根据不同的使用需求采用不同的动力传动方式,主要有三类,分别为行星齿轮传动、定轴齿轮传动以及二者结合的组合传动。
齿圈轴通过箱体的支撑可以为输出轴提供叶轮的转动力,所以箱体必须要有较高的强度才可以承受住来自设备内外的载荷。
2齿轮箱故障分析方法齿轮箱含有较多零部件,其故障原因通常较为复杂,这就对工作人员的水平提出了较高的要求,工作人员不仅要具备较高的技术能力,还要在故障排查工作中足够细心,对转轴弯曲、轴面磨损、点蚀、共振等加以分析。
在深入了解故障特征的过程中,故障分析标准也是不可或缺的内容,工作人员应当根据相关标准采用合适的方法,最大程度地将振动过程中的数据收集起来,并且要对其中的重要参数如时域峰值、平均振动能量进行分析,这样才可以精确找到齿轮箱的故障问题所在。
频谱分析方法,实际上就是要求工作人员在齿轮箱振动过程中准确检测齿轮的外环固有频率、加速度信号以及啮合频率,通过这些参数来确定齿轮箱的问题。
风力发电机组齿轮箱的维护与监测-精品文档

风力发电机组齿轮箱的维护与监测风能做为一种清洁能源,越来越受到人们的重视,同时风力发电场建成周期短,在我国特别是近些年,风能的利用有了突飞猛进的发展。
由于风电特有的间歇性和波动性,一般来说风力发电机组都安装在高山,荒野,海滩等大风地带,受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击,常年经受酷暑严寒和极端温差的影响,所以对于一个风场而言,如何降低发电成本,提高风电机组的可利用率,延长机组的使用寿命成为一个刻不容缓的问题。
风力发电机组中齿轮箱是一个重要的机械部件,其主要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速,通常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所需求的转速,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱。
齿轮箱安装在塔顶的狭小空间里,一旦出现故障修复非常困难,我风厂的齿轮箱因故障损坏了三次,对发电量都有一定的影响,因为是老型号,有的工厂根本不生产,备件去维修就要停机几个月的时间,影响了风电量。
所以对齿轮箱的可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求,例如对构件材料的要求,除了常规状态下机械性能外,还应该具有低温平稳工作,防止振动和冲击,保证充分的润滑条件等。
因此加强齿轮箱的研究,重视对其进行维护保养的工作,显得尤其重要。
1总体结构我厂使用的齿轮箱来自两个不同的生产厂家,分别是芬兰VALMET和BROOX-HANSEN,让我们来共同探讨一下齿轮箱的总体结构:1.1齿轮箱:当电机以同步速度转动时(即50HZ/500RPM)齿轮箱的比率选择的是低速轴转速以配合叶片的最佳叶尖速度。
当风速在15—16米/秒和更高额定输出达到时,叶片叶尖速度和叶尖角度的组合保证了风机通过失速自动进行功率控制。
1.2、齿轮箱室:齿轮箱的负荷和作用力通过一边一个的支撑点传送到塔筒和地基,这些支撑点装有坚固的橡胶衬套,可进一步降低风机发出的噪音和振动。
齿轮箱根据电机速度提升主轴转速和转子转速,刹车盘装在齿轮箱后端的高速轴上。
风力发电机组齿轮箱故障检测与预测技术研究

风力发电机组齿轮箱故障检测与预测技术研究近年来,随着能源危机的日益严峻,风力发电成为了一种备受关注的清洁能源。
与此同时,由于风能的不稳定性以及风力发电机组运行环境的恶劣性,齿轮箱故障已成为其最常见的故障之一。
因此,对于风力发电机组齿轮箱故障的检测和预测技术的研究显得尤为重要和紧迫。
首先,我们来探讨一下齿轮箱故障在风力发电机组中的原因。
在风力发电的运行过程中,不仅受风能、机械设计、制造质量等多种因素的影响,另外,环境因素如温度、湿度、海盐等也会对风力发电机组产生重要影响,从而对其齿轮箱的故障形成产生变化。
经常会表现在齿轮箱齿轮副表面极限状态的失效,比如齿面损伤、开裂、疲劳裂纹、齿面蚀刻、齿跨间错误等原因导致齿轮箱的故障。
齿轮箱的故障不仅会导致大量的维修和更换成本,同时也会直接影响风电机组的运行稳定性和安全性。
因此,对于齿轮箱故障的检测和预测技术的研究成为了风力发电产业的一个重要方向。
目前,齿轮箱故障检测主要有以下几种技术:声学检测、振动检测、热响应检测以及油液分析等。
其中,振动检测成为最为常用的技术手段之一。
振动检测技术通过监测风电机组齿轮箱产生的位移和加速度信息,得到齿轮箱运转状态的振动信号,并通过分析振动信号的频率、振幅等特征参数来判断故障类型,并进一步预测故障的发生时间。
这种技术具有非破坏性、不接触、高精度、实时性强等优点。
与振动检测技术相比,热响应检测技术是一个新兴的技术手段,主要是利用红外热像仪对齿轮箱进行扫描,然后根据扫描结果来识别齿轮箱温度异常、热疲劳等故障类型。
虽然这种技术非常有前景,但目前还需要更多的实验证明和技术改进。
油液分析技术是另一种常用的检测方法,它主要是针对风力发电机组齿轮箱油液中所含的各种杂质、金属粉尘、氧化物等物质的检测。
通过分析油液中的物质成分是否存在异常,从而判断齿轮箱是否发生了故障。
这种方法的优点在于其能够提前发现齿轮箱存在的潜在隐患,但其缺点在于需要样品分析,时间成本大。
风电主齿轮箱润滑油清洁度检测和污染物分析

风电主齿轮箱润滑油清洁度检测和污染物分析摘要:我国能源需求随着我国整体经济建设的快速发展需求量越来越大。
风力发电机组通常安装在高山、海滩、海岛、荒野等处的风口,常年受到无规律变向载荷和极端温差的影响。
齿轮箱作为风电机组的核心部件,长期处于恶劣的工作条件下,极易出现疲劳磨损、腐蚀磨损、黏着磨损、气蚀、微动磨损等,容易造成润滑失效,严重时甚至导致齿轮和轴承的折断,从而引发停机事故。
关键词:风电主齿轮箱;润滑油清洁度检测;污染物引言风力发展的快速发展使我国电力工程有了新的发展机遇和发展空间,缓解了我国用电压力的问题。
主齿轮箱是双馈型风力发电机组的关键大部件之一,其使用性能和运行寿命与润滑油的清洁度及污染密切相关。
大量实践数据表明,齿轮箱损害造成的风机故障占机组全部故障的比例可达20%,其中,润滑油污染导致的润滑故障又占有较高的比例。
1风电主齿轮箱油的主要污染及危害影响润滑油清洁度的污染物主要来源有外界污染物、磨损颗粒物、润滑油氧化产物、润滑油添加剂析出物等。
颗粒污染物进入齿面和轴承间隙中,导致了轴承与齿轮的磨损与碾磨,是齿轮箱磨损和失效的主要因素。
研究表明,突然的崩溃通常由润滑油中尺寸≥14μm的颗粒引起,而因积累而引起的故障,如磨损和老化等,是由尺寸2μm~6μm的小颗粒物引起,风机运行数年之后,往往会发现一些齿轮齿面以及齿轮箱轴承磨损严重。
润滑油中氧化产物、添加剂析出物也会导致诸多危害,具体概括如下:1.附着在机械工作表面,吸附颗粒物,加速零件的磨损;2.粘滞于机械表面,降低机械的表现;3.粘附于换热器及轴承和齿面上,降低了热交换效率,导致齿轮箱轴承超温的报警风险提高;4.在线过滤器堵塞,油在管路中流动受限;5.加速油变质和添加剂消耗,增加了成本。
正常情况下,主齿轮箱润滑油使用寿命为3年~5年,到期后更换。
若检测到润滑油清洁度和污染物超标,需过滤净化;当油品老化、性能恶化时,则立即更换新油,以满足要求。
浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障及检查方法

浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障及检查方法作者:张家亮来源:《砖瓦世界·下半月》2019年第10期摘要:齿轮箱是在风力发电机组中应用很广泛的一个重要的机械部件。
其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。
通常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱。
齿轮箱在风力发电机组中承受来自风能对叶轮的作用力和齿轮传动时产生的力,必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用,防止变形,防止断裂,保证传动质量。
齿轮箱在风力发电机组中不仅可以改变转速,也可改变轴所承受力的大小,齿轮与齿轮之间的摩擦会产生大量的热量,热量通过齿轮泵将油泵入散热系统进行散热,重新注入齿轮箱各个齿面,对齿轮进行润滑及降温。
关键词:风力发电机组;齿轮箱;齿轮箱轴承;齿轮箱润滑随着风力发电规模和风力发电机组的单机容量不断增大,对并网发电机组运行要求也日益严格。
目前很多设备生产厂家如:维斯塔斯、歌美飒、远景能源等,制造的大多为双馈型并网发电机组,叶轮吸收风能通过齿轮箱增速,将能量传输至发电机,此技术是目前为止运用最为广泛的风力发电技术。
风力发电机组投运时间越长,齿轮箱故障或损坏引起的机组停运率越高,由此带来的直接损失和间接损失也越来越大。
因此,对齿轮箱的维护保养显得尤为重要。
维护人员投入相关工作的量也随之上升,这就促使风电场开始加强齿轮箱的日常监测与定期保养的工作。
在风力发电机组正常运行时,齿轮箱增速会产生很大的扭力、摩擦力、热量等,同时也是故障发生的主要原因,根据风电场运行30年的历史资料显示:齿轮箱失效比重占60%,轴承损坏占20%,传动轴损坏占10%,箱体损坏占5%,其他部件损坏占5%。
而判断齿轮箱故障的依据有:齿轮箱振动异常,齿轮箱温升较快,齿轮箱漏油,齿轮箱异响等。
本文通过一台风力发电机组机组齿轮箱发现点蚀、剥落隐患,根据齿轮箱常发生的故障分析内容,苜蓿台风电场对存在隐患的齿轮箱进行更换,并对更换过程进行解析。
风电机组齿轮箱油液监测典型案例分析

142
润滑与密封
第 41 卷
2 风电场油液监测的典型案例 2������ 1 新油验收
某风场在采购润滑油时, 发现部分新购齿轮油与 库存齿轮油外观不一致, 取样送检后, 检测结果如表 2 和图 1 所示。
风电机组齿轮箱油液监测典型案例分析
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梁培沛 孙玉彬 陈 铁 周雪琴 岳俊红
( 龙源 ( 北京) 风电工程技术有限公司 北京 100034)
摘要: 作为风电机组传动链中的核心部件, 齿轮箱对整机的安全、 高效运行起着至关重要的作用, 而油液监测技 术的引入, 则为风电齿轮箱的状态监测和故障预警提供了一项有效的技术手段。 通过对风电场润滑管理各环节中典型 案例的分析, 介绍油液监测技术在新油验收、 油品更换、 机组出质保验收、 设备运行状态跟踪、 油品按质换油方面的 重要作用。
(1) 新油入库检测: 对新购油品进行检验, 杜 绝以次充好、 牌号错误等现象;
(2) 机组出质保验收: 评估油品性能和机组状 态, 为出质保验收提供数据支撑;
(3) 齿轮箱换油后检测: 评估换油过程是否规 范, 有无油品错用、 污染等违规操作;
(4) 设备的定期油液监测: 通过合理的周期取 样对在用油性能及设备状态进行跟踪;
收稿日期: 2015-06-30 作者简介: 梁培沛 (1982—), 男, 硕士研究生, 工程师, 主要 从事润滑剂和设备润滑管理方面的应用技术研究. E⁃mail: lian⁃ gpei_82@ sina������ com.
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风电偏航变桨齿轮箱油品的检测浅析发表时间:2019-09-03T10:13:09.917Z 来源:《防护工程》2019年12期作者:徐栋[导读] 偏航变桨齿轮箱是风力发电机组中的重要组成部分,齿轮箱是风机中的重要传动部件。
南京高速齿轮制造有限公司江苏南京 210000摘要:偏航变桨齿轮箱是风力发电机组中的重要组成部分,齿轮箱是风机中的重要传动部件。
本文主要介绍了风力发电机组中的偏航变桨齿轮箱油品检测关键指标和控制范围。
关键词:偏航变桨;风力发电;齿轮箱;油品;检测众所周知,机械部件的运转都伴有摩擦和发热,这就需要一种介质来加入到相互接触的两个表面,因此人们在很早就发明和使用了润滑剂。
上世纪初便有了完整的提取轻、中、重基础油的技术手段,如今,更是发展出了有各类特殊添加剂的合成油,本文就对偏航变桨齿轮箱中使用到的合成油的检测做个简要的分析。
1.偏航变桨齿轮箱油品检测的重要作用偏航变桨齿轮箱安装在百米高空,对可靠性要求极高,且因地处偏僻,维保不宜,无法像传统工业齿轮箱那样实时的监测设备运行,在地面人员监控到风机有故障时,往往齿轮箱内部已有恶性损坏。
因此,如何能早期预警齿轮箱的运行故障成为风电从业者的迫切需求,而通过润滑油来监控齿轮箱的状态由此应运而生。
常用的润滑油检测工业标准和规范有,ASTM-美国材料与试验学会,DIN-德国标准,JIS-日本标准,API-美国石油学会,ISO-国际标准化组织,GB-国标及行业标准等等,其中ASTM的应用比较广泛。
2.偏航变桨齿轮箱油品的通用性能指标2.1色度外观色度测试标准为ASTM D1500,和GB/T 6540,标准中定义的色度由0.5至8.0不等,为目视清澈无沉淀透亮,水分超过0.05%的油品目视会有雾化性状。
因齿轮油灌装到齿轮箱以后,除非进行理化指标检测,否则能观察到的只有色度,故各主机厂家和风场业主均对润滑油的色度非常敏感,故笔者在此对色度稍作阐述。
色度产生的原理为光线透过油品后,肉眼观察并通过大脑感应形成图像与油品颜色。
在检测色度时建议将油品放置在洁净的玻璃器皿中,在充足的光照下比对标准色卡。
不同油品的颜色差异,取决于光谱中哪一种频率的光被油品悬浮物所吸收或过滤掉。
很少量的色团添加剂(ppm级)即可带来颜色变化(指新油)。
润滑油的色度差异,不同新油的色度差异与该基础油的基础油、添加剂的组成有很大的关系。
在同一家炼油或化工装置上,生产出不同批次的基础油色度会有轻微的变化,这与原油的来源地不同有关。
基于相同的原油,一个通用的理解是,基础油的色度越轻,其提炼的程度越高。
部分添加剂性能的不稳定可能会造成润滑油在加入到设备后短时间内出现色度变化。
2.2闪点在规定的条件下油液上方蒸气产生火花的最低温度,有开口闪点和闭口闪点两个指标。
闪点是润滑油存储、运输和使用的一个安全指标。
2.3倾点润滑油最低可流动的温度,在高纬度严寒地区运行的设备需考虑该指标。
具体为记录样品在水平位置停止流动的温度。
2.4氧化安定性对试样进行加热,使之加速氧化,检测油品的抗氧化能力。
测定样品达到2.0mgKOH/g所需要的小时数。
2.5抗泡性泡沫测试 ASTM D892和弗兰德泡沫测试,二者均是在一定的条件下使油品和空气混合,记录油品泡沫产生的量来评估油品的抗泡性。
3.偏航变桨齿轮箱油品的关键性能指标3.1粘度润滑油的运动粘度指的是流体抵抗流动能力的性能指标,粘度是形成润滑油油膜的最主要的因素,同时也影响着润滑剂的承载能力。
流体粘度与温度的关系为,温度升高粘度下降,温度降低,粘度升高,一般测试40摄氏度和100摄氏度下的粘度。
粘度的常用SAE/ISO级别来表示大小单位为cSt,mm2/s,测试方法一般为ASTM D 455运动粘度的标准测试方法,也可参考国标GB/T265。
偏航变桨齿轮箱因其工况的需求,常用的粘度有ISO VG 150,ISO VG 220,ISO VG 320。
其中粘度指数 ASTM D2270,粘度指数反映润滑油的粘度随着温度变化的特性。
通常而言,偏航变桨齿轮箱的润滑油要求较高的粘度指数,这是防止在严寒的工况下,润滑油较为粘稠,偏航变桨无法启动,电机堵转烧毁。
3.2总酸值TAN酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标。
总酸值的测试方法为,ASTM D 644采用电位滴定法测定油液酸值的标准测试方法,具体为用来中和1克润滑油试样中的酸性物质所需要的碱物质,单位为mgKOH/g。
酸值的升高通常表示油品已开始氧化,油液的润滑性能已下降,同时还伴随着油品粘度的升高;随着齿轮箱运行时间的增加,油品粘度都会有增加,一般而言,总酸值不宜过高,因各家的基础油添加剂配方各不相同,故各油品厂家建议的总酸值行动值也各不同,风电用偏航变桨合成油的总酸值最高值一般不要超过2,个别油品可以放宽至3。
3.3.元素分析元素分析指采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ASTM D5185),可以测定润滑油中各种元素的含量及添加剂、磨损元素和污染元素含量。
通过该测试能分析推断出设备的磨损程度,比如出现较高的铜元素,较大可能来自轴承的铜保持架,可预警此齿轮箱的某个轴承出现了损坏。
再比如出现了较高的铁元素,较大可能来自于齿轮箱的齿面磨损,可预警齿轮箱内部出现了异常,某一级的齿轮副出现了啮合不良。
磨损金属:铁、铬、铜、铅是常见的磨损金属,来自于齿轮箱内部的齿轮轴承轴等部件的磨损。
污染物元素:钠、钾、硅是来自环境或冷却系统的污染元素。
添加剂元素:钙、镁、锌、钼、磷是润滑油中常见的添加剂元素。
PQI指数PQI指数是一个没有单位的定量的数字,它的测试原理是磁力场感应,PQI指数与试样中的铁屑的量及颗粒的大小呈一定的线性关系。
磨损颗粒对磁场有不同的影响,可用来辅助评估磨损的程度。
小的铁屑(小于10微米)对磁场的影响比较小,而大一些的铁屑(大于35微米)会随着尺寸的增加产生较大的影响。
通过对比ICP元素分析和PQ指数,我们可以为用户界定出偏航变桨齿轮箱处于哪一种磨损状态。
正常磨损:PQI值低铁元素值高,表明有大量小尺寸(小于10微米)的摩擦磨损颗粒和固体污染物,应注意其趋势;显著磨损:PQI值与铁元素值相当,表明有中等大小的颗粒的产生,异常的工况、不良的机加工和装配条件,不符合工况要求的润滑介质会引发齿轮箱内部中等颗粒的产生,这些颗粒还会诱发产生更大的颗粒。
异常(严重)磨损:PQI值高铁元素低,表明有较大颗粒,磨损物可能是由于零部件的疲劳失效导致,这些大颗粒的产生通常会引发更为恶劣的磨损,进而导致齿箱内部进一步的损坏如断齿或断轴、轴承损坏。
3.4.水分测试水分测试指采用卡尔.费休试剂滴定法测试润滑油(ASTM D6304),使用I2气体氧化二氧化硫消耗一定量的水的原理测定试样中的水分,发生电解反应的过程中消耗一定的电量,通过消耗的电能来计算试样中的水含量。
测试的方法蒸馏法(ASTM D95)测定水分,此方法适用于水含量比较高,测试约消耗500ml油样,将试样与无水的有机溶剂混合,加热蒸馏并分离出水分,并测出水分的含量。
水含量的检测范围在300~500ppm。
若水分小于300ppm则称为痕迹。
在没有上述仪器的工厂可使用爆裂实验定性的检测水,“爆裂”试验表明油液中有水,原理是将少量的油液倒在加热板上听是否有爆裂声。
根据实验现象可得出如下的结论,无可见的气泡、爆裂声,可判断油样中无自由水和乳化水。
对于润滑油而言,水分的测试非常重要,油液中水分的存在会破坏油膜,对添加剂也会造成额外的损耗并对设备内的轴承齿轮造成腐蚀,对于偏航变桨齿轮箱来说,建议含水量不要超过1000ppm。
3.5油液清洁度油液清洁度检测一般采用ISO 4406中的颗粒计数法,ISO标准中定义了油品的颗粒度。
3.5.1污染物油液中的污染物可分为两类,可溶性污染物和不可溶污染物。
可溶性污染物,化学清洗液、溶剂、除锈剂、不相容油品、冲洗油、氧化产物、密封胶等,这些可溶性污染物不容易被过滤设备过滤,通常需要更换润滑油解决。
不可溶污染物,是指各种金属颗粒、纤维、灰尘、细沙及其他非金属颗粒。
此类污染物通常是因为加工制造不当、运输和存储不当等导致。
油液清洁度的表示方法有,ISO 4406(GB/T 14039),NAS 1638,SAE 749D。
测定方法有自动颗粒度计数器法,显微镜计数法,称重法等。
3.5.2测定方法的优势和不足显微镜计数法:将定量的润滑油试样在真空条件下通过滤膜过滤,固体的颗粒物会被收集在滤膜表面,观察滤膜可确定比对颗粒的数目尺寸。
显微镜计数法不会将油液中的抗泡剂、水滴和气泡误认为污染颗粒;处理和化验的所需的时间较久。
激光颗粒计数法:将一束校准后的激光束穿过一个狭缝,使得激光透射油液,射到对面的光检测器,传感器根据光的强度给出脉冲信号,经过处理,信号转化为颗粒数。
激光颗粒计数法可以快速的得出测试结果,颗粒分布准确;会被油中的抗泡剂、水滴、气泡等影响从而使得结果不准确。
3.5.3清洁度检测注意事项须确保取样瓶、取样装置足够干净,取样流程正确。
不洁的样品会严重干扰测试的准确性,这在清洁度测试上尤为重要。
油液清洁度的指标易受到外界的影响,各个设备厂家对清洁度的要求不一,建议在实际生产使用中评价油品清洁度指标时结合ICP金属元素分析和PQI指数一同综合分析。
结束语偏航变桨齿轮箱因其特殊的工况,以及故障后导致风机停摆的巨大损失,故要求其有极高的可靠性。
而又因风场地处偏远位置分散,无法有效的对每台风机每台齿轮箱进行有效的监控。
为保证设备的稳定运行,可通过定期的油品检测来评估偏航变桨齿轮箱的运行状态,使得齿轮箱在出现某种早期失效表象时尽早的干预,消除隐患,保障风力发电机组的正常运行。