鐵譜分析技術(shù)在石化機(jī)組中的應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)在石化機(jī)組中的應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)在石化機(jī)組中的應(yīng)用xxx公司鐵譜分析技術(shù)在石化機(jī)組中的應(yīng)用文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度鐵譜分析技術(shù)是用于檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑油中與磨損過(guò)程有關(guān)的金屬磨粒。最先用于監(jiān)測(cè)煤礦井下輸送機(jī)械減速箱中潤(rùn)滑油的磨屑。目前，已廣泛用于機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的工況監(jiān)測(cè)和故障診斷。鐵譜分析的原理是利用強(qiáng)磁場(chǎng)將潤(rùn)滑油中的鐵磁性顆粒分離出來(lái)，進(jìn)行顆粒成分的鑒別和含量測(cè)定。

遼河石化公司引進(jìn)了ENTERFERROUSCONTAINALERT分析式鐵譜儀，對(duì)關(guān)鍵機(jī)組開(kāi)展鐵譜分析，取得了較好的效果。該鐵譜儀的主要部分為一高性能磁吸應(yīng)變式傳感器，當(dāng)油液緩慢注入到傳感器表面（彈性膜片）中心位時(shí)，處于膜片下方的圓兀彈性合金膜片下的磁鐵，將油液中鐵磁性磨屑吸附在彈性膜片表面上，磨屑的重量引起膜片變形。應(yīng)變片將這一微小變形軟換為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，經(jīng)標(biāo)定放大由讀數(shù)儀顯示鐵磁顆粒含量。它的特點(diǎn)是利用FCA（鐵譜傳感器），為DCA（油液污染度傳感器）提供潤(rùn)滑油中鐵磁性顆粒并進(jìn)行迅速、精確的檢測(cè)。FCA可以測(cè)定所含鐵磁性磨粒數(shù)目。鐵磁性磨粒是機(jī)器出現(xiàn)故障的重要指示，也是導(dǎo)致磨損的原因之一。

油液中的IOU左右微小顆粒是引起流體系統(tǒng)淤積和堵塞司障的主要因素，而大于15u顆粒對(duì)部件的污染磨損起主要作用因而以這兩個(gè)尺寸的顆粒濃度作為制定等級(jí)依據(jù)，可全面反R不同大小顆粒對(duì)系統(tǒng)的影響。潤(rùn)滑油樣的采集可以在不停機(jī)不解體的情況下進(jìn)行。

設(shè)置了三個(gè)系統(tǒng)水平[1]，如圖1所示，第一水平是污染監(jiān)測(cè)和控制的目標(biāo)。當(dāng)油液污染度控制在第一水平以?xún)?nèi)時(shí)，系統(tǒng)處于正常工況，系統(tǒng)工作可靠性和部件壽命可達(dá)到預(yù)期要求。第二水平設(shè)在第一水平之上，當(dāng)污染度超過(guò)第一水平（即高于正常限度）時(shí)，部件可能出現(xiàn)不正常磨損。當(dāng)超過(guò)第二水平進(jìn)入第三水平時(shí)，說(shuō)明部件已出現(xiàn)不正?；驀?yán)重磨損。

在機(jī)器運(yùn)行時(shí)采用鐵譜分析技術(shù)對(duì)油液中的磨損微粒進(jìn)行分析，能夠在故障早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取相應(yīng)的措施。在此以制氫天然氣壓縮機(jī)為例，全年共取樣48次，鐵譜分析21次。如表1所記錄，2004年7月12日，污染度為17/14(依據(jù)ISO4406污染度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn))，機(jī)組潤(rùn)滑油中鐵磁顆粒含量101。7月26日，污染度為18/15，潤(rùn)滑油中鐵磁顆粒含量669?？s短周期，跟蹤測(cè)試，8月2日達(dá)到928，污染度為19/16，鐵磁顆粒含量突然上升，8月6日高達(dá)1444，污染度高達(dá)21/19。而且磨粒尺寸較大，棱邊平直，帶有回火色，長(zhǎng)度大于20μm，長(zhǎng)厚比約為10/1，表面有明顯的劃痕和開(kāi)裂跡象，分析為機(jī)組壓縮機(jī)曲軸瓦磨損。對(duì)該機(jī)組解體檢修發(fā)現(xiàn)：機(jī)組壓縮機(jī)曲軸瓦的上瓦有一道探痕，下瓦有二道各深和的磨痕。處理后，更換機(jī)組潤(rùn)滑油，8月8日開(kāi)機(jī)，油樣鐵譜分析，機(jī)組潤(rùn)滑油中鐵磁顆粒含量降為90，且為正常磨損，污染度僅為16/13，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)油樣鐵譜分析技術(shù)作者：未知文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)擊數(shù)：更新時(shí)間：2010-2-2716:38:06

鐵譜分析技術(shù)。其基本的方法和原理是把鐵質(zhì)磨粒用磁性方法從油樣中分離出來(lái)，在顯微鎮(zhèn)下或用肉眼直接觀(guān)察，以進(jìn)行定性及定量分析。這種方法不僅可以提供磨粒的類(lèi)別和數(shù)量的信息，而且還可進(jìn)一步提供其形態(tài)、顏色和尺寸等直觀(guān)特征。摩擦學(xué)的研究表明，磨粒的類(lèi)別和數(shù)量的多少及增加的速度與摩擦面材料的磨損程度及磨損速度有直接關(guān)系，而磨較的形態(tài)、顏色及尺寸等則與磨損類(lèi)型、磨損進(jìn)程有密切關(guān)系。因此這種方法判別磨損故障的部位、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)及產(chǎn)生的原因等方面能發(fā)揮全面的作用。近幾年來(lái)研究和實(shí)踐的結(jié)果更進(jìn)一步表明．鐵譜分析方法比其它診斷方法，如振動(dòng)法、性能參數(shù)法等能更加早期地預(yù)報(bào)機(jī)器的異常狀態(tài)，證明了這種方法在應(yīng)用上的優(yōu)越性。因此盡管這種方法出現(xiàn)較晚，但發(fā)展非常迅速，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，目前已成為機(jī)械故障診斷技術(shù)中舉足輕重的方法了。

鐵譜分析法主要用于鐵質(zhì)磨粒進(jìn)行定性及定量分析．其分析磨粒尺寸的范圍約—1000μm，它包含了對(duì)故障診斷具有特殊意義的20一200μm尺寸范圍。一、鐵譜分析原理與特點(diǎn)我們知道，機(jī)械設(shè)備是由一些運(yùn)動(dòng)付組成的。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的金屬表面必然產(chǎn)生摩擦，摩擦產(chǎn)生的金屑碎片和微粒就會(huì)從金屑表面脫落而進(jìn)入潤(rùn)滑油中。這樣，通過(guò)對(duì)油中磨粒形態(tài)、大小、成份及分布的定性和定量分析，就可獲得摩擦付磨損狀態(tài)的重要信息。定性方法是利用雙色顯微鏡特有的性能，借助其透射光、反射光、偏振光等不同照明形式和各種濾色片來(lái)觀(guān)察沉積在玻璃基片上有序排列的磨粒。依據(jù)磨粒的形態(tài)特征、表面顏色、光學(xué)特性、尺寸大小及其分布等，分析機(jī)器的工作狀態(tài)、磨損類(lèi)型、磨損程度，并通過(guò)分析磨粒來(lái)源推斷機(jī)器的磨損部位。定量方法是依據(jù)分析式鐵譜儀的和值，或磨粒覆蓋面積百分比和直讀式鐵譜儀的和值，或大磨粒(＞5μm)與小磨粒(1—2μm)及小磨粒的濃度值，繪出鐵譜參數(shù)曲線(xiàn)，以判斷機(jī)器磨損發(fā)展的進(jìn)程和趨勢(shì)。鐵譜技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：(1)由于能從油樣中沉淀1—250μm尺寸范圍內(nèi)的磨粒并進(jìn)行檢測(cè)，且該范圍內(nèi)磨粒最能反映機(jī)器的磨損特征，所以可及時(shí)準(zhǔn)確的判斷機(jī)器的磨損變化；(2)可以直接觀(guān)察、研究油樣中沉淀磨粒的形態(tài)、大小和其它特征．掌握磨擦付表面磨損狀態(tài)，從而確定磨損類(lèi)型；(3)可以通過(guò)磨粒成份的分析和識(shí)別，判斷不正常磨損發(fā)生的部位；鐵譜儀比光譜儀價(jià)廉，可適用于不同機(jī)器設(shè)備。二、磨粒識(shí)別技術(shù)

鐵譜分折的目的是通過(guò)分折磨粒的特征，來(lái)判斷摩擦副的磨損程度和磨粒成分，確定設(shè)備的磨損部位和失效情況，區(qū)分正常磨損和異常磨損，并對(duì)磨損失效提出早期預(yù)報(bào)。其中磨粒識(shí)別是很關(guān)鍵的一步。按照磨損原因的不同，設(shè)備磨損可歸納為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損五種類(lèi)型。不同類(lèi)型磨損及特點(diǎn)見(jiàn)下表

類(lèi)型內(nèi)容特點(diǎn)示例粘著磨損摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于相互接觸，接觸點(diǎn)表面的材料由一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面的現(xiàn)象即粘著磨損。接觸點(diǎn)粘著剪切破壞內(nèi)燃機(jī)的鋁活塞壁與缸體摩擦擦傷磨料磨損在摩擦過(guò)程中．因硬的顆較或硬的凸出物沖刷摩擦表面而引日材料脫落的現(xiàn)象、即磨料磨損磨料作用于材料表面而破杯球磨機(jī)的襯板與鋼球；農(nóng)業(yè)與礦山機(jī)械零件磨損疲勞磨損兩接觸表面作滑動(dòng)或滾動(dòng)與滑動(dòng)復(fù)合摩擦?xí)r，因周期性載荷作用，使表面產(chǎn)生變形和應(yīng)力，從而使材料產(chǎn)生裂紋并分離出微片或顆粒的磨損即疲勞磨損表層或次表層受接觸應(yīng)力反復(fù)作用而疲勞破壞滾動(dòng)軸承齒輪副腐蝕磨損在摩擦過(guò)程中、金屬同時(shí)與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，使材料磨損的現(xiàn)象即腐蝕磨根有化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的表面被腐蝕破壞曲軸軸頸氧化磨損，化工設(shè)備中的零件表面微動(dòng)磨損兩接觸表面作小振幅振動(dòng)而引起材料表面復(fù)合磨損現(xiàn)象即微動(dòng)磨損。復(fù)合式磨損片式摩擦離合器的內(nèi)外摩擦片的接合面在不同磨損狀態(tài)下形成的鋼鐵磨粒在顯微鏡下的形態(tài)，大致描述如下；

(1)正?；瑒?dòng)磨損殘?jiān)?。?duì)鋼而言，其厚度在l以下的被稱(chēng)為剪切混合層薄層。剝落后形成的碎片，尺寸為一15μm。

(2)切削磨損殘?jiān)?。是由一個(gè)磨擦表面切入另一個(gè)磨擦表面形成的，或是由潤(rùn)滑油中夾雜的砂粒或其它部件的磨損殘?jiān)邢鬏^軟的磨擦表面形成的。其形狀如帶狀切屑，寬度為2—5，長(zhǎng)度為25—100μm。

(3)滾動(dòng)疲勞殘?jiān)?。該殘?jiān)怯蛇\(yùn)動(dòng)零件滾動(dòng)疲勞、剝落形成的。殘?jiān)手睆綖?—5μm的球狀，間有厚度為1—2μm、大小為20一50μm的片狀殘?jiān)?/p>

(4)滾動(dòng)疲勞兼滑動(dòng)疲勞殘?jiān)?。主要是由齒輪節(jié)圓上的材料疲勞剝落形成的。殘?jiān)螤畈灰?guī)則，寬厚比為4：l—l0：1。當(dāng)齒輪載荷過(guò)大或速度過(guò)高時(shí)，齒面上也會(huì)出現(xiàn)凹凸不平、表面粗糙的擦傷。(5)嚴(yán)重滑動(dòng)磨損殘?jiān)．?dāng)載荷過(guò)大或速度過(guò)高時(shí)由于磨擦面上剪切混合層不穩(wěn)定而形成的。殘?jiān)蚀箢w粒剝落，尺寸在20以上，厚度不小于2，常常有銳利直邊。上述五種情況歸納如下表中。微粒分類(lèi)微粒形狀及尺寸特征磨損性質(zhì)及監(jiān)測(cè)注意點(diǎn)磨擦磨損微粒薄片狀，表面非意光滑．長(zhǎng)度尺寸μm,寬度約為—1μm。正常磨損階段，如機(jī)械飽和期與穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)期切削磨損微粒形如切削加工的切屑，具有環(huán)形、曲線(xiàn)形與螺旋形等形狀。尺寸特征是長(zhǎng)而粗。長(zhǎng)度尺寸25—100μm．寬度為2—5μm。不正常磨損出現(xiàn)大量長(zhǎng)度為50μm的切削磨粒滾動(dòng)疲勞磨損微粒剝落微粒扁平鱗片形狀，表面光滑，四周呈不規(guī)則的凹凸形，長(zhǎng)度尺寸從10一100μm，長(zhǎng)度與登記表度之比為10:1把握好層狀磨粒與球形疲勞磨粒同時(shí)迅速增長(zhǎng)的時(shí)機(jī)。它是發(fā)生疲勞而將導(dǎo)致剝落的先兆。球形微粒有兩種，個(gè)種直徑小于3μm為疲勞球形磨粒，另一種直徑大于10μm為非疲勞球形磨粒。層狀微粒非常薄的金屬層狀微勝，表面有洞穴四周不規(guī)則為其形狀特征。長(zhǎng)度尺寸20一50μm，長(zhǎng)度之比為