铁谱分析技术在油液监测中的应用共24页
光谱仪和铁谱仪在润滑油检测中的应用
光谱仪和铁谱仪在润滑油检测中的应用来源：油液分析网利用光谱仪和铁谱仪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的物质受到强光源激发后发出的不同波长的光线，再通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。
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一个高频电场下形成的约8000K的等离子体中，高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(ICP)。
荧光分析技术X荧光是介质在放射源照射下所释放的特征X射线。
通过检测润滑油在放射源照射下释放的X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：X射线荧光分析仪2.2红外光谱技术红外光谱(FT―IR)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，而利用红外光谱是最直接、最有效也是最迅速的一种方法。
铁谱分析技术在商业化实验室油液监测活动中的作用
铁谱分析技术在商业化实验室油液监测活动中的作用摘要通过油液分析对特定摩擦学系统的润滑和磨损状态进行合理评估，是油液监测活动的核心内容。
本文简要介绍了商业化油液分析实验室状态监测活动的特点，通过具体案例重点介绍了铁谱分析技术在设备磨损状态监测中的独特作用。
1 前言油液分析商业实验室的日常任务包括油液检测与油液监测两种类型。
二者的根本区别在于，前者着眼于油液本身，而后者的服务对象则是以油液为润滑或工作介质的摩擦学系统；前者重在提供准确的测试数据，后者则要针对特定的摩擦学系统，合理选择和进行有关油液分析项目，并在此基础上对其润滑和磨损状态进行评估。
然而，要实现对某一特定设备润滑和磨损状态的评估，首先需要建立有关油液分析参数及信息与相应摩擦学系统状态之间的关系，而这种关系的建立，一般来说，一方面要求对有关摩擦学系统的结构和边界条件具有足够的了解，同时需要在及时获取设备故障和维修信息的基础上对大量的油液检测数据进行统计分析以建立有效的监测模型。
但作为商业化的油液分析实验室，面临的客户五花八门，既有相对稳定的老客户，又有零散客户和新客户，而不同客户的要求和所能提供的信息也千差万别；监测对象更是种类繁多，既有高、中、低速不同类型、不同功率范围、不同用途、不同制造商生产的柴油机和各种型号的汽油机，也有各种液压设备、工程机械、压缩机和传动装置等。
面对如此众多且各具特色的客户和服务对象，如何建立油液分析结果与设备状态之间的关系，怎样才能有效开展油液监测工作，实在是一个非常值得认真探讨的问题。
一般来说，通过油液分析进行机械设备状态监测，首先需要根据设备的特点和监测目的制定合理的监测计划，包括选择测试项目和方法、确定取样方法和周期等；然后根据监测计划按周期连续取样、测试，并根据对测试结果的分析对设备状态做出评价和提出维修（保养）建议；而有关设备维修和运行情况的及时反馈对于修正下一步的判断至关重要，是整个监测计划的重要一环。
铁谱仪在油液监测技术分析中关键作用
铁谱仪在油液监测技术分析中关键作用-------准确把脉一锤定音机械设备故障诊断油样铁谱分析技术是20世纪70年代开始发展起来的新的监测分析技术。
由于该技术具有独特作用，目前已被愈来愈多的部门所采用。
在目前的机械故障诊断领域中，油样分析方法的概念实际上已在无形中转变为油样磨损残余物的分析了。
磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的三种主要形式和原因，其中磨损失效约占80%左右，由于油样分析方法对磨损监测的灵敏性和有效性，因此这种方法在机械故障中日以显示其重要地位。
通过油液分析对特定摩擦学系统的润滑和磨损状态进行合理评估，是油液监测活动的核心内容。
机器设备在使用过程中磨损状况一般可以分为三个阶段（如图所示），在整个过程中铁谱分析技术在油液监测的过程中起到定量、定性、定位的不可替代积极作用。
铁谱技术在磨损状态监测中的作用，其实，对于油液中污染颗粒及油品变质产物的分析，分析铁谱也可发挥重要作用；而铁谱技术在摩擦磨损研究方面独特的应用价值更是早已得到广泛重视。
随着机械工业等技术的不断发展，现代设备关键部件的结构日益复杂，在追求高性能低成本的同时，在润滑油系统中各摩擦副零组件更趋于高载荷、高温、高速及轻质量，因此容易发生各种磨损故障，从而严重影响设备的安全性、可靠性。
据统计，海湾战争中，美国动用了两千多架飞机，数万只舰艇，成千辆坦克、装甲车等，美国军方在战地安排了60余台MOA油料光谱仪，累计测定飞机油样20566个，地面装备油样12474个，油样分析技术在关键设备（发动机）状态检测中显示了特别有效的作用。
由此可见，对现代化重要武器装备军用飞机的关键部件航空发动机的磨损状态监测与故障诊断具有极其重要的意义和价值。
油样分析技术的内容非常广泛，包括油品理化性能指标化验、油样污染度评定(以颗粒计数为代表)、以及油样铁谱和光谱分析技术等。
在机械故障诊断这个特定的技术领域中，油样分析技术通常是指油样的铁谱分析技术和油样光谱分析技术，有时也包含磁塞技术。
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。
铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用
铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用本文介绍了铁谱分析技术的工作原理、分类以及柴油机常见故障的磨粒图谱特征，运用铁谱分析技术对舰船柴油机运行故障进行监测与故障诊断，预先发现柴油机早期缺陷与故障，逐步实现柴油机状态的预先维修，为舰船柴油机的使用与维修提供可靠依据，可以有效保证舰船柴油机的安全可靠运行。
标签：铁谱分析技术；柴油机使用与维修；故障监测1 前言随着科学技术的不断发展，装备管理的理念已经从常规管理向综合管理的方向发展，形成了装备管理的现代模式。
油液分析技术的主要作用[1，2]包括：（1）确定设备合理的换油时机；（2）检验设备用油品质，防止假油或油错用对设备造成损害；（3）确定设备主要磨损机理及磨损程度，实现设备资源合理调度；（4）诊断正在发生或潜在故障，为设备维修决策提供依据；（5）对设备的合理润滑提供技术支持，实现设备的科学维护与保养；（6）为润滑油、摩擦副等相关零部件的改进和创新提供科学依据。
2 铁谱分析仪器的分类及工作原理实施铁谱分析技术的重要工具之一是铁谱仪，铁谱仪运用比较广泛的主要有四类[1，2]：（1）分析式铁谱仪；（2）直读式铁谱仪；（3）旋转式铁谱仪；（4）在线式铁谱仪。
2.1 分析式式铁谱仪分析式铁谱仪工作原理如图1所示。
微量空气泵以极小的流量将试管内的油样压滴在以一定角度倾斜放置的高梯度强磁铁上方的铁谱基片上（倾斜角度为1?～2?左右）。
在铁谱基片上有一U 形憎油性限流带，限制油样在基片上沿垂直于磁铁磁力线的方向由上向下流动。
借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等特征信息，这些磨粒能够传递出机械摩擦副磨损状态的重要信息。
2.2 旋转式铁谱仪旋转式铁谱仪的工作原理是利用离心力和磁场的联合作用，将油液中的磨损颗粒分离出来，按规则排列沉积在铁谱基片上；借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等，测得内圈大磨粒读数Di和外圈小磨粒讀数Do，从而确定设备磨损的状况。
铁谱分析技术在大机油液监测中的应用毕业论文
铁谱分析技术在大机油液监测中的应用毕业论文目录第1章绪论 (1)1.1油液分析技术概述 (1)1.2铁谱分析的发展 (2)1.2.1铁谱分析的由来 (2)1.2.2铁谱分析技术的发展过程 (3)1.2.3铁谱分析技术的发展趋势 (4)1.2.4铁谱分析技术的应用领域 (4)1.3论文研究内容、方法及意义 (5)1.3.1论文研究的内容和方法 (5)1.3.2论文研究的意义 (6)第2章铁谱分析技术 (7)2.1铁谱分析技术的基本原理和方法 (7)2.1.1铁谱分析技术的原理 (7)2.1.2铁谱分析技术的基本方法 (7)2.2铁谱分析技术的特点 (8)2.3铁谱仪的分类 (9)2.3.1直读式铁谱仪 (10)2.3.2分析式铁谱仪 (12)第3章铁谱取样及制作技术 (14)3.1铁谱取样技术 (14)3.1.1铁谱分析油样取样位置 (15)3.1.2铁谱分析油样取样工具 (16)3.1.3铁谱分析油样取样周期 (16)3.1.4取样方法及要求 (17)3.1.5大机的取样种类、取样部位及取样周期 (17)3.2铁谱油样处理 (20)3.2.1油样的加热与搅拌 (20)3.2.2油样的稀释 (20)3.2.3直读铁谱仪操作 (21)3.2.4分析式铁谱仪操作 (22)3.2.5 铁谱显微镜的运用 (23)第4章铁谱分析技术的分析方法 (25)4.1 定量分析 (25)4.1.1 铁谱定量分析的定量指标 (25)4.1.2 定量分析方法 (25)4.2定性分析 (26)4.2.1光学显微分析 (26)4.2.2铁谱片加热分析 (27)4.2.3定性分析方法的运用步骤 (27)第5章大型养路机械简介 (28)5.1养路机械的特点和分类 (28)5.1.1 养路机械的特点 (28)5.1.2养路机械的分类 (28)5.2常见大型养路机械 (28)5.2.1 MDZ机组 (28)5.2.2 大型道床清筛机械 (31)5.2.3 钢轨打磨列车 (32)5.3大机磨损故障主要发生位置 (33)第6章大型养路机械油液铁谱分析判定 (34)6.1 正常磨损期的磨粒 (34)6.2 异常磨损期的磨粒 (35)6.2.1疲劳剥落磨粒 (35)6.2.2 层状磨粒 (36)6.2.3球形磨粒 (36)6.2.4严重滑动磨粒 (37)6.2.5切削磨粒 (38)6.2.6腐蚀磨粒 (39)6.3 铁的氧化物 (39)6.3.1红色氧化铁多晶体团粒 (39)6.3.2红色氧化铁磨粒 (40)6.3.3黑色氧化铁磨粒 (40)6.4 有色金属磨粒 (41)6.4.1铝磨粒 (41)6.4.2铜合金磨粒 (42)6.4.3铅/锡合金 (42)6.5 污染物 (42)6.6 铁谱片加热分析法 (43)6.7小结 (44)致谢 (45)参考文献 (46)第1章绪论1.1油液分析技术概述油液分析技术，又称为设备磨损工况监测技术，是一种新型的设备维护技术。
铁谱分析技术在油液监测中的应用
•酒钢科技2019年第3期•铁谱分析技术在油液监测中的应用安燕（酒钢集团宏兴钢铁股份公司检修工程部，甘肃，嘉峪关，735100）摘要：本文重点对铁谱技术的发展和制作工作流程进行了详细的论述。
结合企业实例对铁谱技术如何在油液监测中应用进行分析，实践验证铁谱制作工艺如能与油液监测要求现结合，可以对油液现状进行精准分析和判断，并以此判断设备的运行状况。
关键词：油液监测；铁谱；磨损颗粒Application of Ferrography Analysis Technology in Oil MonitoringAn Yan(Maintenance Engineering Department of Hongxing Iron&Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel(Group)Corporation,Jiayuguan,Gansu,735100)Abstract：In this paper,the development and production process of ferrography technologyare discussed in bined with an enterprise example,the application of ferrography technology in oil monitoring is analyzed.It is proved that if the ferrography technology can he combined with the requirements of oil monitoring,the oil status can he accurately analyzed and judged to judge the operation of the equipment.Key words：oil monitoring;ferrography;wear particles1前言来自美国核电站的调查报告显示在设备状态诊断中振动分析能检测3个月以内润滑轴承的失效，而油液磨损监测分析能检测18个月以内早期润滑轴承的失效，在多数情况下，油液监测是设备状态诊断的重要手段之一。
润滑油液监测与诊断技术(三)第三讲铁谱技术与仪器(续一)
润滑油液监测与诊断技术(三)第三讲铁谱技术与仪器(续一)张翠凤
【期刊名称】《设备管理与维修》
【年(卷),期】2002(000)005
【摘要】@@ 2.直读式铁谱仪rn直读式铁谱仪主要用来直接测定油样中磨粒的浓度和尺寸分布,只能作定量分析,能够方便、迅速而较准确地测定油样内大小磨粒的相对数量,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之一.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】张翠凤
【作者单位】广州大学机电工程系,工程市麓景路狮带岗中,510091
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.红外诊断技术与应用(三)第三讲红外仪器 [J], 程玉兰
2.润滑油液监测与诊断技术(一) [J], 张翠凤
3.润滑油液监测与诊断技术(二) 第三讲铁谱技术与仪器 [J], 张翠凤
4.润滑油液监测与诊断技术(四) 第三讲铁谱技术与仪器(续二) [J], 张翠凤
5.润滑油液监测与诊断技术(五) 第三讲铁谱技术与仪器(续三); 第四讲其它润滑油液监测和诊断技术 [J], 张翠凤
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
光谱分析技术在油液检测中的应用闫忠意
2.1直读原子发射光谱分析技术
原理：利用圆盘旋转电极和棒状静止电极间的高压电弧 将油样中的各元素原子加以激发。所辐射特征光线经光 栅分光照射到与各元素相对应的光电倍增管上。处理后， 直接显示元素的含量。这种光电直读光谱仪，则可在几 分钟内同时作几十个元素的定量测定。
优点 操作简便 不需要对油样做预处理 不需要冷却水或燃气 仪器坚固耐用
（3）峰形：不同基团的某一种振动形式可能会在同一频率 范围内都有红外吸收，此时峰形的不同有助于官能团的鉴 别。
傅里叶变换红外光谱仪光路图
光源
现在红外光谱仪的光源各种各样，种类比较多，主要有以 下几种：
1 碳化硅光源：优点是光的能量比较强，功率大，热辐射 强，但需要冷却。
2 EVER-GLO光源：改进型的碳化硅光源，发光面积小， 红外辐射强，热辐射很弱，不需要冷却，寿命长，能在十 年以上。
红外光谱概述
红外光区的划分 红外光谱波长范围约为 0.75 ~ 1000µm，一般换算
为波数。根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外 光区分为三个区：
近红外光区（0.75 ~ 2.5µm ） 13158-4000 cm-1 分子化学健振动的倍频和组合频。
中红外光区（2.5 ~ 25µm ） 4000 ~ 400 cm-1 化学健振动的基频
原子光谱法（Atomic spectrometry）是由原子外层或内 层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线状光谱。属于 这类分析方法的有Atomic emission spectrometry (AES), Atomic absorption spectrometry (AAS), Atomic fluorescence spectrometry（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。
铁谱分析
铁谱分析技术的缺点：
①对于润滑油中非铁磁性颗粒检测能力低，对于柴油机等含有多种材质摩擦副的 故障诊断时不准确； ②分析的规范化不够，分析结果对于操作人员的经验有较大的依赖性，若缺乏经
验容易造成误诊和漏诊。
铁谱技术的发展
铁谱技术的产生---1970年,美国麻省理工学院（MIT）的W.W.Setfert和超音公司 (Tran-sonic Inc)的V. C. Weatcott开始合作探索一种新的机械磨损观测方法,并在 1972年取得成功。这项成果发表在《Wear》上“A method for the study of wear particles in lubricating oil”。
分析所有颗粒物（磨粒） 浓度、形状
分析油中所含化学元素 油中磨粒的尺寸、形状、 磨损种类，材质成分
大于4-10 μm
0.1-10μm 大于1μm 故障的早期检 测与预防 正常到故障状 态的整个过程
不能识别磨粒尺寸分 布
不能识别单个磨粒的 化学组成、不能识别 磨粒形状和大小 不能识别磨粒的化学 成分
诊断结果可靠性分析
外来纤维状物
黑色块状物为聚合物
但是比分析式铁谱仪的定量分析更准确, 检测过程行分析。
分析式铁谱仪
经稀释处理的油样，经微量泵输送到安 放在磁场装置上方的玻璃基片的上端， 基片的安装与水平面成一定倾斜角，便 于沿油流动方向形成逐步增强的磁场， 同时又便于油液的流动。可磁化金属磨 粒在高梯度磁力、液体黏性阻力和重力 联合作用下，按磨粒尺寸大小有序地沉 积在玻璃基片上，并沿垂直于油样流动 方向形成链状排列。
① 白色有色金属磨粒---具有非铁磁性沉积特征，沉积方向随机，长轴不一定与磁力方向一 致，可能沉积在铁磁性磨粒沉积链之间，不服从铁磁性沉积尺寸的分布规律，主要有Al、 Ag、Cr、Cd、Mo、Ti和Zn； ② 铜合金磨粒---在白色反光下呈微红的黄色； ③ 铅锡合金磨粒---低倍镜下呈黑色，400或1000倍镜下可见蓝色或桔黄色的氧化斑，没有清 晰的轮廓。