油样铁谱分析技术

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铁谱分析技术在油液监测中的应用

铁谱分析技术在油液监测中的应用

为了更清楚地观察磨粒和获得更多的磨粒信息,将显微镜的 放大倍数调至500倍,此时磨粒形态如图6所示。图中既有表 面呈现红色的磨粒,又有表面呈现黑色的磨粒。从沉积方式 上看,它们沉积在磁力链上,说明磨粒都具有磁性,所以可 以判断这两种磨粒为铁系磨粒。从颜色上可以看出磨粒发生 了氧化反应,据此可以更进一步地确定磨粒是铁系氧化物磨 粒:红色的为Fe2O3团粒,黑色的为Fe3O4团粒,因发生粘 着磨损而产生。前者是因为油样中有水分,后者是因为系统 润滑不良,而发生了粘着磨损所产生的。
3、铁谱技术的特点 (1)具有较宽的磨粒尺寸检测范围和较高的检测效率
(2)能同时进行磨粒的定性检测和定量分析 (3)能够准确监测机器中一些不正常磨损的轻微症兆,具 有磨损故障早期诊断的效果。
铁谱分析技术也有其不可避免的缺点: (1)对润滑油中非铁系颗粒的检测能力较低,故在对 如柴油机这种含有多种材质摩擦副的设备进行故障断时, 往往感到有所欠缺; (2)作为一门新兴技术,铁谱分析的规范化不够,分 析结果对操作人员的经验有较大的依赖性,若缺乏经验, 往往会造成误诊或漏诊。
(2)磨合中期 图4和图5是采用蓝色投射光、红色反射光的照明方式,在 显微镜下放大200倍时的磨粒形态图。由谱片图上的磨粒 形态可以看出:磨粒分布均匀,具有高度抛光的表面,沿 磁力线呈链状分布,说明磨损主要元素为金属元素,异常 磨粒很少,磨粒视场清晰可见,虽然谱片上仍可见到大的 金属磨粒,但是磨粒大小差异较磨合早期要小的多。

磨粒数量分析 磨粒数量变化可以利用PODS磨损颗粒分析仪进行分析。下 图为变速箱传动装置磨合过程中的磨损颗粒数量变化规律。
磨损颗粒数量变化
由图中可知,在磨合开始阶段,润滑油中磨粒很少, 此时磨损刚开始,产生的磨粒很少,经过一段时间 后,润滑油中磨粒急剧增多,说明各个零件都开始 进入磨合期。但随着磨合时间的推移,油液中磨损 颗粒在过滤器的作用下数目逐渐减少,磨合进行到 60min左右时,颗粒数目趋于平稳,磨损浓度达到平 衡。这与铁谱分析的结果一致。

5油样分析技术

5油样分析技术

油样光谱分析技术
如使用原子光谱分析还有下列不足之处: ① 只能分析磨粒的成分和含量,不能分析其
形貌,因此对摩擦副工作状态的判断还有 困难; ② 只能分析含量较低且颗粒尺寸很小的磨屑; ③ 与铁谱技术、磁塞技术相比,其成本较大; ④对环境要求苛刻,需专门实验室。
4)偏振光 主要用于非金属磨粒的鉴别。
油样铁谱分析技术
2.铁谱片的扫描电镜观察与分析 由于铁谱显微镜的放大倍数不超过
1000倍,对于小磨粒难以观测,因此利用 扫描显微镜进行观测,且结合 x 射线能谱 分析仪还能分析磨粒的成分。但需注意的 是电子显微镜费用较高,通常是先利用铁 谱显微镜先分析。
油样铁谱分析技术
性; 3) 可对磨损故障做出早期诊断。 2. 局限性 1) 对突发性故障不能进行有效的监测; 2) 检测结果与分析人员的经验关系有关; 3) 对采样要求高; 4) 对非铁磁性磨损磨粒的检测效果欠佳。
油样铁谱分析技术
六、铁谱技术的应用 1.齿轮磨损; 2.各种机械的液压系统; 3.煤矿井下设备。
油样铁谱分析技术
原子发射光谱分析是利用物质受电能或热能激发 后辐射出的特征线光谱来判断物质组成。
油油样样光光谱谱分分析析技技术 术
二、光谱分析特点 1. 优点 ① 检出限低、灵敏度高; ② 准确度高; ③ 分析速度快; ④ 试样用量小; ⑤ 应用范围广; ⑥ 仪器操作较简单。 2. 缺点 ① 多元素测定尚有困难; ② 一些元素的测定灵敏度还不够; ③ 对复杂试样,干扰还比较严重。
铁谱技术在煤矿机械诊断系统中的构建 给出了基于铁谱技术的煤矿机械磨损检测系
统的构建模型,探讨了机械设备的铁谱诊断技术 要点,在 VB 环境下,利用检测数据构建并求解 了磨损颗粒分布的数学模型,在 MATLAB 环境 下,实现了磨粒图像的自动识别。

第4章-油样分析技术

第4章-油样分析技术

尺寸大小有序地沉积在玻璃基 片上; 对基片进行固化和清洗,制成 可供观察和分析的铁谱片。
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4.3 油样铁谱分析技术 分析式铁谱仪-磁铁装置
铁谱仪的核心元件,由五块磁材料构成的U型装置。
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4.3 油样铁谱分析技术 铁谱片
U形栅栏:引导油液沿基片中心线流动; 大尺寸磨粒沉积在入口端,小尺寸磨粒沉积在出口端; 磨粒在垂直于油液流动方向排成链状;
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4.3 油样铁谱分析技术
铁谱技术的工作内容
油样的采集和处理; 分离磨粒,制备铁谱片; 磨粒的识别与分析。 铁谱仪(Ferrograph):实现铁谱
技术的基本工具,分类如下; ➢分析式铁谱仪
➢直读式铁谱仪 ➢旋转式铁谱仪 ➢在线式铁谱仪
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4.3 油样铁谱分析技术
直读式铁谱仪
功能:定量测量润滑油中铁磁磨 粒的浓度。
3
4.1 油样分析概述
油样分析技术
定义:油样分析技术是一种磨损颗粒分析技术,它是根据 润滑油中磨损颗粒的成分、数量、形貌和大小来分析设备 的磨损部位、磨损类型和磨损程度,并对设备故障和寿命 进行预测。
油样分析的内容 (1)油样成分分析:确定磨损部位; (2)磨粒浓度分析:判断机器磨损的严重程度; (3)磨粒形态分析:判断磨损机理,即磨粒产生的原因。
4.3 油样铁谱分析技术
铁谱分析技术(Ferrography)
20世纪70年代出现的一种新的机械磨损观测方法。 1970年提出原理,1971年研制出铁谱仪和铁谱显微镜; 检测磨粒范围广,应用广泛。 铁谱技术定义
利用高梯度强磁场将润滑油中所含的磨损微粒分离出来, 按其粒度大小依次排列沉淀到玻璃基片上或玻璃管中,并 通过对微粒形态、大小、成分以及粒度分布的定性和定量 观测,获得机器磨损过程的各种信息,从而分析设备的磨 损机理、判断设备的磨损状态。

浅谈润滑油的铁谱分析

浅谈润滑油的铁谱分析

浅谈润滑油的铁谱分析本文简要介绍了机械设备在实际运行过程当中的润滑油,在此基础上,进行了铁铺分析等检验,认真分析了磨损形态,能够非常准确地发现发生磨损的机件,从而使故障发生率得到大大降低。

由此表明,在设备运行过程当中,铁谱技术是一种必不可少的有效手段。

标签:润滑油;铁谱;探讨分析0 引言铁谱技术是设备润滑系统中必不可少的有效监测手段之一,目前已经成为研究油品磨损的一种有效方法。

近年来,铁谱技术不仅研究方面取得了很大的进步,同时在实际应用方面也取得了显著地成效。

随着设备管理水平不断提升,再加之维修制度不断深化改革,绝大多数企业已经越来越重视工矿监测、故障诊断以及状态维修技术。

目前,在液压系统和齿轮系统的故障诊断和工况监测中,铁谱技术的应用已被证实是有效的。

在不同工况下,虽然,各种机械设备所产生颗粒的尺寸分布、形态以及类型往往会呈现出一定的规律性,但同时也存在特殊性,在不同的设备磨损当中,相同形态的颗粒可能会得出不同的结论。

只有在设备正常运行过程当中充分掌握磨损的特性,才能够充分与工况监测的实际应用需求相适应。

铁谱技术依靠高梯度的磁场能够将金属磨损颗粒从污染物与润滑油当中有效分离出来,便于进一步分析磨损颗粒的生成机理、成分、尺寸以及形态等,从而对设备当前的运行状态做出准确地判断。

因此,不断探讨润滑油的铁谱分析尤为重要。

1 监测诊断设备在实际运行过程当中出现磨损是不可避免的,因此,在设备管理当中需要积极采取有效手段充分掌握磨损状态。

通常情况下,针对不同类型的设备,其磨损类型也相应地有所不同,主要的磨损类型包括严重滑动磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损以及黏着磨损等。

其中,黏着磨损是液压系统中较为常见的磨损故障,与安装、制造和设计有一定的关系,往往发生在承受载荷较大,工作条件较为苛刻的油泵和液压泵电机的摩擦副表面[1]。

严重时,黏着磨损很可能导致摩擦副表面断裂或咬死,引起事故,大大降低系统的使用寿命。

(1)炼铁厂—在高炉液压系统当中存在许多尺寸较大的金属颗粒,如铬、铁等,由此表明,系统的主要摩擦副表面处在边界润滑状态,非常不稳定,表面剪切混合层剥落与生成的动态平衡已经受到破坏,出现了不正常的磨损情况。

应用铁谱分析技术监测燃油非金属杂质的研究

应用铁谱分析技术监测燃油非金属杂质的研究
W1. - 06 27 2
9 0 12 9 10 2 12 4 6 4
长期 使 用 。耐 磨 陶瓷复合 管道 材 料 中 刚 玉 熔 高铬铸铁管
3 1. 85
2. 58
中间段年使用量/ f 牛 年停机时间, h 年更换费用/ 元
84 6 l5 12
点为 2 4 ℃ , 0 5 在 常 温 下 陶 瓷 层
应 用铁 谱分 析技术 监测燃油 非金属杂质 的研 究
陈学峰
摘要
关键词
通过对 制谱 时谱 片上磨屑 沉积机理 的分析 , 发现 非金属磨屑在 自身重力的作 用下, 仍可有规律地沉积在谱 片上 , 实例证
铁谱分析技术
T 1 Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 7
明了利用铁谱分析技术对 于非金属杂质 的监 测是 一种有效 的方法。 非金属杂质
对于分析式铁谱仪而言 ,由于玻璃基片有一个 自上而下 的 倾斜 角度 , 制谱 时油样在 自身重力沿谱 片 u型槽 方 向分力 的作
用下 自上而下流动 ,悬浮在油样 中的非金属磨屑主要受到 以下 各力 的共 同作用 。 在油样流动方 向, 受非金属杂质重力沿谱片 u型槽方 向的 分力及油液对其摩擦力的共 同作用 。 显然 , 磨屑在油液对其摩擦 力的作用下随油样 向谱片的下端流动 。油样的流动速度呈抛物
( 2
z )
() 1
的粒径 比较大 , 故光谱分析法不太适合 , 比较适合 的方法仍然是
铁谱分析方法 。为此 ,通过对制谱时谱片上磨屑的受力进行分
式中
u ——油样沿 u型槽方 向的流动速度
p 广一 油样 的密 度
析, 发现非金属杂质在 自身重力的作用下 , 也可以按由大到小 的

铁谱分析技术简介

铁谱分析技术简介

• 近年来,由于计算机技术的发展,已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪,按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理,就可以再 派生出一系列所需要的参数,这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律,并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据,目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。 • (4)结论 • 根据分析结果作出状态监测或 • 故障诊断结论,为制定设备维 • 护措施提供依据。
4、在线式铁谱仪简介
在线式铁谱仪实际上就是直流式铁谱仪用于在线测量的一 种改进变形。由于在线铁谱仪直接装在被检测的机械设备 润滑系统中,能自动连续监测设备磨粒情况,既保证了监 测的及时性,对设备的早期磨损及时发出预报,同时又避 免了采取油样的麻烦,提高了监测的可靠性和工作效率。 为了提高在线监测的准确度,在线铁谱仪应安装在被监测 润滑系统最能收集到主要磨损零部件信息的部位,这样就 可以比较可靠地对设备的 磨损故障给出早期预报。 目前,在线铁谱仪已可由 微机自动对油样标定、校 准与操作,使用更为方便。
3、旋转式铁谱仪简介
分析式铁谱仪操作极为复杂,而且微量泵在泵油过程 中,磨粒可能受到碾压和抛光效应,改变了其原始形 貌,另外,当大磨粒较多时,制谱中谱片入口处已产 生重叠现象,从而影响了铁谱的定量分析。为了克服 分析式铁谱仪的上述缺点,旋转式铁谱仪应运而生了。 旋转式铁谱仪的基本原理是把从机械设备中采集到的 油样一滴一滴地滴到旋转磁台中心处,由于离心力作 用,油滴向四周流散,油样中的磨粒在环形的高梯度 磁场作用下以同心同环的形式沉积在玻璃基片上,制 成铁谱仪。

铁谱分析在润滑油监控中的应用简介

铁谱分析在润滑油监控中的应用简介
C h e n g Z h i s h e n g , F e i Yi we i , Ya n g Ho n g w e i , Ya o T i n g
( Ai r F o r c e S e r v i c e C o l l e g e , X u z h o u , 2 2 1 0 0 0 , C h i n a )
关键词 : 铁 谱 分 析 润 滑 油 应 用 中图 分 类 号 : T E6 2 6 . 3 文 献标 识 码 : E 文章编号 : 1 6 7 2 - 4 3 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 3 9 — 0 3
油 液 检测 的主 要 目的是 为 了预 防 机器 设 备 出
压 油和 润 滑 油等 ) 污染 引起 , 而 污染 故 障 的 7 5 %又
是 因 固体 污染 物 引起 。 油液 污染会 引 发液压 元件 卡
著者简介 : 李进( 1 9 8 6 ~ ) , 男( 汉族 ) , 重庆合川人 , 后 勤 工 程 学 院在 读 博 士研 究 生 。 主 要 从 事 润 滑 油添 加 剂 方 面的 研 究3 - - 作 。已发 表 论 文 6篇 。
Ab s t r a c t : T h e p o l y - a- o l e i f n s w e r e wi d e l y a p p l i e d i n a v i a t i o n l u b i r c a n t s . T h e p e r f o r ma n c e c h a r a c t e i r s t i c s o f p o l y - -  ̄- o l e i f n s w e r e o v e r v i e we d . T h e o x i d a t i o n d e c a y p r o c e s s a t e l e v a t e d t e mp e r a t u r e o f p o l y -  ̄ - o l e in f s w a s a n a l y z e d , a n d t h e p r e s s u r e d d i f f e r e n t i a l s c a n n i n g c a l o r i me t r y me t h o d t o e v a l u a t e t h e o x i d a t i o n s t a b i l i t y o f p o l y - a - o l e i f n s w a s d e s c r i b e d b r i e f l y . ’

铁谱分析技术简介

铁谱分析技术简介

4、在线式铁谱仪简介
在线式铁谱仪实际上就是直流式铁谱仪用于在线测量的一 种改进变形。由于在线铁谱仪直接装在被检测的机械设备 润滑系统中,能自动连续监测设备磨粒情况,既保证了监 测的及时性,对设备的早期磨损及时发出预报,同时又避 免了采取油样的麻烦,提高了监测的可靠性和工作效率。 为了提高在线监测的准确度,在线铁谱仪应安装在被监测 润滑系统最能收集到主要磨损零部件信息的部位,这样就 可以比较可靠地对设备的 磨损故障给出早期预报。 目前,在线铁谱仪已可由 微机自动对油样标定、校 准与操作,使用更为方便。
(3)观察与分析 包括定性分析和定量分析 ①定性分析 用显微镜观察谱片上颗粒的尺寸大小、形 状、颜色,根据颗粒特征来定性分析设备运转润滑状态, 判断磨损类型和磨损部位。直读式铁谱仪不宜做定性分 析,因为直读式铁谱仪不能提供关于磨屑形貌、磨屑来 源的信息。 ②定量分析 用光密度测量仪与显微镜配套使用,测出 谱片上不同区域的磨屑颗粒覆盖面积,再通过公式算出 磨损指数。 对于旋转式铁谱仪,其定量分析式为 IS=AL2-(AM+AS)2 式中 IS——磨损烈度; AL、AM、AS——大、中、小磨粒 浓度的光密度读数。
• 制作好的谱片可拿到双色显微镜或扫描电子显微 镜上进行形貌和成分的观察,还可将光密度读数 器与双色显微镜相连,进行光密度测量,以判断 磨损程度。传统的光密度测试方法是测离出口 50mm和55mm两处的光密度读数,并以AL和AS 做各种定量计算。
分析铁谱主要是借助高倍显微镜来观察磨损颗粒的 材料(颜色不同)、尺寸、特征和数量,从而分析 零件的磨损状态。分析铁谱也是一种强烈依赖个人 经验的技术,结论的正确与否与分析者的个人经验 关系极大,这也是这项技术仍在推广之中的原因之 一。
• 近年来,由于计算机技术的发展,已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪,按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理,就可以再 派生出一系列所需要的参数,这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律,并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据,目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。 • (4)结论 • 根据分析结果作出状态监测或 • 故障诊断结论,为制定设备维 • 护措施提供依据。
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铁谱分析技术
铁谱分析技术是20世纪70年代发明的一种新的机械磨损测试方法,借助磁力将油液中的金属颗粒分离出来,按颗粒大小排列在谱片上,观察颗粒的相对浓度,进一步分析颗粒的物理性能。

铁谱仪分析广泛用于各行业的内燃机、齿轮箱、轴承、液压系统等大型设备、零部件有效的磨损监测,统计表明,应用铁谱技术,保证重大设备安全运行,减少故障发生,降低维修费用,已取得显著经济效益。

一、铁谱分析的内容
1、磨粒浓度和大小,可以反映磨损的严重程度;
2、磨粒形貌,可以反应磨粒产生的原因、机理;
3、磨粒成分,可以反应磨损部位;
二、铁谱分析的特点:
有较宽的尺寸检验范围、同时获得磨粒的多种信息,全面判断磨损故障部位、严重程度、发展趋势、产生原因。

三、铁谱分析的原理
铁谱分析仪的基本原理就是用铁谱仪把油品中的磨粒和碎屑分离出来,并按其尺寸大小依次沉淀到一片透明基片上(即制作谱片),在显微镜下观察,进行定性分析,也可用计算机对磨粒进行图像处理,获取磨屑的有关参数。

摩擦学的研究表明,磨粒数量、递增速度与磨损程度有直接的关系,磨粒的形态、颜色、尺寸等则与磨损类型、进程、材质有关,根
据分析结果做出状态监测或故障诊断结论,是制定设备维护措施的重要依据。

四、铁谱分析仪
生产商:维克森(科技)有限公司
根据磨粒分离、检测的不同方法,铁谱仪主要有四种类型:分析铁谱仪、旋转式铁谱仪、直读式铁谱仪和蓟管式铁谱仪。

1、分析式铁谱仪VIC-T
是最先研制出来的铁谱仪器,油样流经处于高梯度磁场中的倾斜玻璃基片,磨粒按一定规律排列沉积,借助高倍显微镜观察谱片,可看到磨损颗粒的材料、尺寸、特征和数量。

分析铁谱仪对检测人员的技术经验要求较高。

产品优势:
(1)能直接观察粒度尺寸在2um至数百微米范围内的磨粒;
(2)以表面特征为依据迅速判断机械的运行和磨损状态;
(3)体积较小,操作简便,具有功能强大的分析软件;
(4)装箱、搬运要求不高,随行性较好。

2、旋转式铁谱仪VIC-XT
将油样滴到旋转磁台中心,高速旋转时受离心力作用,油样向四周流散,在环形的高梯度磁场作用下,磨粒以同心同环的形式,沉积在谱片上。

避免了泵送时可能产生的碾压和抛光,保持了磨粒原始形貌。

产品优势:
(1)液晶显示,操作简单,方便直观;
(2)二路步进电机控制信号输出,分别独立工作、控制;
(3)每路电机可以有三种速度三个工作时间段;
(4)双磁头设计,使制谱效率提高一倍。

3、直读式铁谱仪VIX-ZT
用光电转换系统读谱片,光导纤维将光引至固定测定点上,由光敏探头接收穿过磨屑层的光信号,经电路放大、转换处理,直接显示出磨粒沉积的覆盖值。

产品优势:
(1)仪器采用全数字电子线路,工作稳定可靠,寿命长;
(2)7 英寸彩色液晶触摸屏,显示DL、DS测量数据,查询历史数据及曲线显示;
(3)采用存储卡形式,专用软件管理检测数据、模型显示及趋势分析;
(4)采用旋转式试管架,可同时安放两份检测样品。

4、蓟管式铁谱仪VIC-500
油品流经蓟型玻璃管制作谱片,不会产生磨粒变形。

产品优势:
(1)ASTM D7690 标准,磨粒分析范围0-800um;
(2)高效分离磨粒和污染物颗粒,操作简单, 制谱速度快;
(3)高磁场梯度,保证铁质磨粒整齐排列,避免堆积现象;
(4)所需溶剂少,无需外接压缩空气。

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