润滑油状态监测分析的铁含量检测

介绍

大多数润滑油所作用的机器表面为铁合金。铸铁和钢合金的物理强度和耐磨性使其成为机器摩擦表面的优秀选择。润滑表面设计以缓慢且适度的速度剥离磨损颗粒。这些颗粒是由表面和润滑剂之间的磨损产生的，会在磨损表面末端形成恒定的再生层。

这些颗粒是细小的铁磁磨损颗粒，可指示油的污染程度。如果不按时更换润滑油，磨损表面上的力会导致正常润滑层破裂，进而产生更大更严重的铁磁颗粒。在这种情况下，润滑表面正常磨损机制会发生失效，导致更严重的粘合异常磨损情况。一旦磨损表面受到损坏，粘合力会变大，进而产生更大的颗粒，如果不加以处理，可能很快导致机器出现灾难性故障。油品分析人员可使用多种铁磁颗粒监测技术，以根据其获得的机器部件物理状态提出操作建议。

总铁磁含量监测仪与颗粒监测仪

铁磁装置可以大致分为总铁磁含量监测仪和铁磁金属颗粒监测仪。总铁磁含量监测仪将测量油品中的铁磁金属的总含量，以指示出现更严重磨损的可能性。能否发现从正常磨损到严重或异常磨损的转变取决于设备的精度。在闭环润滑系统进行的定期采样会发现总铁磁含量逐步上升，直至系统更换润滑油。这些设备作为实验室和终端用户的优秀检测工具，测量快速且易于使用。

铁磁金属颗粒监测仪在识别关键磨损转换点和薄膜破裂等方面特别有用。它们是识别大型磨损颗粒并阻止其对机器和磨损表面进一步破坏的最重要的设备。

总铁磁含量与铁磁颗粒-有什么区别？

通常总铁磁含量是机器磨损产生的所有铁磁颗粒的数量。由于在磨损表面的摩擦性质，这些颗粒非常细小。随着颗粒继续在润滑系统中流动并在摩擦面之间磨碎，它们会变得更小。这些颗粒由于其大小，在一个周期中几乎没有损耗，因此总ppm浓度将稳步上升。

大颗粒由磨损表面的异常力产生，不是机器正常运行的结果。这些大颗粒由很多原因引起，例如：不正确的润滑剂，污染，油出现降解，或者是比机器额定更高的负载和速度。大颗粒在整体颗粒分布中以小得多的数量级出现，并且对总铁磁含量测量的ppm值影响很小。这意味着量化和跟踪它们的最佳的方法是粒子计数。

总铁磁含量和铁磁颗粒同样重要，但它们检测的是不同的项目。从正常磨损到异常磨损的转换通常很难仅用一台设备检测。

► 总铁磁含量监测仪

当含有铁磁金属的未知样品通过线圈时，总铁磁含量监测仪可以通过电感的变化来量化铁磁含量。通常可以将含有几毫升油样的小瓶放入线圈来完成测试。仪器通常以ppm或无量纲指数的形式生成报告，以实现对待测设备铁磁含量的趋势分析。仔细设计驱动电子设备，进行信号处理以及温度补偿，可使仪器的检测限达到个位数ppm。这些技术，特别是驱动和增益放大电子器件，可将输出从1000ppm范围扩展到%范围。这对于适用于此类测量的润滑脂测量特别有效。

► 铁磁颗粒监测仪

铁谱分析

铁磁颗粒监测仪主要用于检测样品中的大型铁磁颗粒，而不是总含量。有很多技术可用于实现这一功能。最近，与直接读取（DR）结合的铁谱技术被用来监测大型铁磁颗粒与非铁磁金属磨损的变化。这两种设备传统上就存在协同工作。DR设备被用作铁谱学的筛选工具，其工作原理是使用磁场收集铁磁颗粒。具有较大质量的颗粒先被磁场拉出，导致光电二极管部分堵塞，进而量化较大的铁磁磨损颗粒。

铁谱分析是一种需要有经验的技术人员来识别铁磁金属与非铁磁金属颗粒以及其他形态的颗粒以得出机器失效根本原因的技术。铁谱片是一种基板，通过对流过它的油施加非常强的磁场而形成。定向和沉积模式允许操作员区分严重磨损颗粒和正常磨损颗粒，并使用显微镜观察颗粒的形态属性进而得出结论。铁谱分析是一种非常强大的工具，但耗时，昂贵，并且需要有经验的技术人员进行。

铁磁金属颗粒流量检测仪

铁磁颗粒监测分析领域的最新创新是流量磁力计，它使用与总铁磁含量监测仪类似的电感原理，但是计算单个颗粒流过线圈时的信号。放大器电子元件、线圈绕组和线规经过调整，能够检测小至 20 mm 流量中的颗粒。在使用这种类型的设备时，还需要计算油的流量，以便对每单位体积的计数进行归一化，从而可以进行一致的趋势分析，并与报告中相同单位的总颗粒数进行比较。

这种类型的设备适用于流动系统，它已与总铁磁ppm磁力计一起被添加到LaserNet Fines设备中，以区分铁磁和非铁磁大颗粒，并同时测量总铁磁含量ppm。能将给定大颗粒尺寸的直接成像总颗粒计数与铁磁计数区分开来，并使用颗粒速度准确确定油的流速，这些功能使该设备成为检测不同润滑状态下铁磁金属磨损的综合性全能工具。

其他灵敏度较低的设备，如 GasTOPS 金属扫描器，可对大于170mm的铁磁颗粒进行出色的颗粒检测。这种级别提供的信号可通过查看信号中的相位差将铁磁金属碎片与非铁磁金属碎片分离。

总结

作为基于状态的维护计划的一部分，铁磁磨损是要监测的最重要参数之一。监测的主要目标是确定从正常磨损到异常磨损的转变时间，并在机器发生故障之前采取行动。选择的技术取决于给定的成本，设备和人员。

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