油液分析的内容（油液分析的项目内容）

　　油液分析是分析油液健康状况、油液污染和机器磨损的常规活动。油液分析程序的目的是验证润滑机器是否按预期运行。当通过油液分析发现异常情况或参数时，可以立即采取措施纠正根本原因或减轻正在发生的故障。

　　一、为什么要进行油液分析?

　　进行油液分析的一个明显原因是了解油液的状况，但它也旨在帮助了解提取油样的机器的状况。油液分析主要分为三类：流体特性、污染物和磨损碎片。

　　1.流体特性

　　这种类型的油品分析侧重于识别油品当前的物理和化学状态以及定义其剩余使用寿命 (RUL)。它回答了以下问题：

　　1)样品与指 定的油品标识相符吗?

　　2)使用的油正确吗?

　　3)正确的添加剂是否具有活性?

　　4)添加剂用完了吗?

　　5)粘度是否偏离了预期粘度?如果是这样，为什么?

　　6)机油的 RUL 是多少?

　　2.污染

　　通过检测是否存在破坏性污染物并缩小其可能来源(内部或外部)，油液分析可以帮助回答以下问题：

　　1)油干净吗?

　　2)油中含有哪些类型的污染物?

　　3)污染物源自何处?

　　4)是否有其他类型润滑剂的迹象?

　　5)有无内漏迹象?

　　3.磨损碎片

　　这种形式的油液分析旨在确定是否存在并识别因机械磨损、腐蚀或其他机器表面退化而产生的颗粒。它回答了与磨损相关的问题，包括：

　　1)机器性能是否异常下降?

　　2)是否产生磨屑?

　　3)磨损可能源自哪个内部组件?

　　4)磨损方式及原因是什么?

　　5)磨损情况有多严重?

　　应采取什么措施来保持机器健康并延长油的使用寿命?机器的油液分析可以与人体的血液分析进行比较。当医生抽取血液样本时，他会将其通过一系列分析机器，研究结果并根据他的教育、研究和向患者提出的详细问题报告他的结论。

　　同样，在油品分析中，需要仔细采集油样，并通过精 密的机器得出测试结果。实验室人员会尽其所能地解释数据，但如果没有有关机器的关键细节，诊断或预后可能会不准确。其中一些重要细节包括：

　　1.机器的环境条件(极 端温度、高湿度、高振动等)

　　2.原始部件(汽轮机、泵等)、制造商、型号和当前使用的油类型

　　3.永 久组件 ID 和准确的样品端口位置

　　4.适当的抽样程序以确认样品具有一致的代表性

　　5.换油或添加补充油的次数，以及自上次换油以来补充油的数量

　　6.油样之间是否使用过过滤车

　　7.采样组件自购买或大修以来的总运行时间

　　8.自上次更换以来油的总运行时间

　　9.涉及机器的任何其他异常或值得注意的活动可能会影响润滑剂的变化

　　对于未经训练的人来说，解读油液分析报告可能会让人不知所措。油液分析并不便宜，用于揭示信息的设备也不便宜。每年，工厂都会向商业实验室支付数百万美元，以对用过的和新的油样进行分析。不幸的是，大多数收到这些实验室报告的工厂人员并不了解如何解释这些报告的基础知识。

　　二、查看油液分析报告时要注意什么?

　　阅读并检查油类型和机器类型数据的准确性。

　　验证是否显示新油状况的参考数据，以及趋势数据是否处于可理解的频率(建议一致)。

　　检查测量的粘度：

　　验证基本磨损数据并与参考数据和趋势数据进行比较。使用磨损碎片图集将元素与其可能的来源相匹配。

　　检查元素添加数据并与参考数据和趋势数据进行比较。使用磨损碎片图集将元素与其可能的来源相匹配。

　　验证元素污染数据以及颗粒计数，并与参考数据和趋势数据进行比较。使用磨损碎片图集将元素与其可能的来源相匹配。

　　检查湿度/水位并与参考数据和趋势数据进行比较。

　　验证酸值和碱值并与参考数据和趋势数据进行比较。

　　检查其他分析数据，例如 FTIR 氧化水平、闪点、抗乳化性、分析铁谱等。

　　比较任何趋向于不可接受水平的数据组，并根据这些趋势提出理由。

　　将书面结果和建议与有关油和机器的已知信息进行比较，例如最近环境或操作条件的变化或最近的油更换/过滤。

　　检查警报限值并根据新信息进行调整。

　　通常，石油分析报告附带书面摘要部分，试图以通俗易懂的方式表达结果和建议。但是，由于实验室从未见过该机器或了解其完整历史，因此这些建议的操作是通用的，并不适合您的个人情况。因此，收到实验室报告的工厂人员有责任根据有关机器、环境和最近执行的润滑任务的所有已知事实采取适当的行动。

　　三、油液分析测试

　　对于进行正常的油液分析的标准设备，测试清单将包括“常规”测试。如果需要更多测试来回答这个问题，这些将被视为“例外”测试。

　　常规测试因原始成分和环境条件而异，但几乎总是包括粘度、元素(光谱)分析、水分含量、颗粒计数、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和酸值测试。基于原始设备的其他测试包括分析铁谱、铁密度、抗乳化性和碱值测试。

　　1.粘度

　　有多种方法可用于测量粘度，以运动粘度或绝对粘度来报告。虽然大多数工业润滑油按照 ISO 标准粘度等级 (ISO 3448) 对粘度进行分类，但这并不意味着所有具有 ISO VG 320 的润滑油的粘度都恰好为 320 厘沱 (cSt)。根据 ISO 标准，每种润滑剂只要其粘度中点(通常是 ISO VG 号)的 10% 以内，就被视为特定的粘度等级。

　　粘度是润滑剂最重要的特性。监测油的粘度至关重要，因为任何变化都可能导致许多其他问题，例如氧化、乙二醇侵入或热应激。

　　粘度读数过高或过低可能是由于存在不正确的润滑剂、油和/或粘度指数改进剂的机械剪切、油氧化、防冻剂污染或燃料、制冷剂或溶剂污染的影响。

　　粘度变化的限度取决于所分析的润滑剂的类型，但常见的是比预期粘度高或低约 10% 的边际限度和约 20% 的临界限度。

　　2.酸值/碱值

　　酸值和碱值测试相似，但用于解释不同的润滑剂和污染物相关问题。在油品分析测试中，酸值是油中酸的浓度，碱值是油中碱度的储备量。结果以中和一克油中的酸所需的氢氧化钾的体积(毫克)表示。酸值测试针对非曲轴箱油进行，而碱值测试针对高碱性曲轴箱油。

　　酸值过高或过低可能是由于油氧化、润滑剂不正确或添加剂耗尽造成的。基数太低可能表明发动机窜气情况严重(燃油、烟灰等)、存在不正确的润滑剂、内部泄漏污染(乙二醇)或因延长换油间隔和/或极 端高温而导致的油氧化。

　　3.通过经过验证的润滑剂化学管理延长润滑剂寿命

　　在涡轮机应用中，去除在液压系统和润滑油应用中积累并导致机械问题的溶解分子对于维持应用的最佳运行和恢复超出 OEM 规格的润滑油至关重要。

　　获得专利的 ICB™ 离子交换过滤器 针对流体化学，去除清漆分子并恢复润滑剂溶解能力。与其他任何东西一样，这款经过精心设计的主力机器会随着时间的推移而耗尽。为了保持应用的最佳运行状态并恢复超出 OEM 规格的润滑油，ICB 过滤器基于时间的更换间隔至关重要。

　　4.红外光谱

　　FTIR 是一种快速而复杂的方法，用于确定多种油品参数，包括燃料、水、乙二醇和烟灰的污染;石油降解产物，如氧化物、硝酸盐和硫酸盐;以及二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP) 和苯酚等添加剂的存在。

　　FTIR 仪器通过监测特定波数或一系列波数的红外吸光度的变化来识别这些特征。许多观察到的参数可能不是决定性的，因此这些结果通常与其他测试结合起来，更多地用作支持证据。由特定波数的变化确定的参数如下表所示。

　　5.元素分析

　　元素分析基于原子发射光谱 (AES) 原理，有时称为磨损金属分析。该技术可检测油中磨损金属、污染物或添加剂元素的浓度。两种常见的原子发射光谱法是旋转圆盘电极 (RDE) 和电感耦合等离子体 (ICP)。

　　这两种方法在分析颗粒尺寸方面都有局限性，RDE 仅限于小于 8 至 10 微米的颗粒，ICP 仅限于小于 3 微米的颗粒。尽管如此，它们对于提供趋势数据还是很有用的。下表显示了许多常见元素的可能来源。

　　监测此类数据的最佳方法是首先确定石油中的预期成分。有效的油品分析报告将为新油提供参考数据，因此可以轻松区分任何数量的添加剂元素和污染物。此外，由于许多类型的元素在某种程度上都是预期的(甚至是某些环境中的污染物)，因此分析趋势，而不是专注于元素分析数据的任何特定测量。

　　6.粒子计数

　　颗粒计数测量油中颗粒的大小和数量。许多技术可用于评估根据 ISO 4406:99 报告的数据。该标准指 定了由正斜杠分隔的三个数字，提供与大于 4、6 和 14 微米的颗粒计数相关的范围数字。以下说明了如何为不同的颗粒计数分配特定的 ISO 代码。

　　7.水分分析

　　油样中的水分含量通常通过卡尔费休滴定测试来测量。尽管数据通常以百分比显示，但该测试报告的结果以百万分之一 (ppm) 为单位。它可以找到所有三种形式的水：溶解的、乳化的和游离的。裂纹试验和热板试验是卡尔费休法使用前筛选的非仪器水分试验。湿度读数过高或过低的可能原因包括水从打开的舱口或通气孔进入、温度波动期间的内部冷凝或密封泄漏。

　　8.解读油液分析报告

　　在油液分析报告中首先要检查的是有关客户、原始设备和润滑剂的信息(请参阅下面样本报告的 A 部分)。包含这些详细信息是客户的责任。如果没有这些信息，报告的有效性将会降低。

　　了解油液是从哪台设备采样的，会影响识别测量参数(尤其是磨损颗粒)潜在来源的能力。例如，原始设备可以帮助将报告的磨损颗粒与某些内部组件关联起来。

　　润滑剂信息可以提供多个参数的基线，例如预期的粘度等级、活性添加剂和酸/碱值水平。这些细节可能看起来很简单，但在油样识别标签或申请表上经常被遗忘或难以辨认。

　　油液分析报告中要检查的下一部分(B 部分)是元素分析或 FTIR 分解。这些数据可以帮助识别油中存在的污染、磨损金属和添加剂。这些参数以百万分率 (ppm) 为单位报告。但这并不意味着污染颗粒只能通过钠、钾或硅尖峰来指示。

　　在上面的例子中，硅和铝的增加可能表明灰尘/污垢污染是根本原因。对这些尖峰的一种可能的解释是，当污垢(硅)从外部来源进入油中时，机器内会发生三体磨损，导致包括铝、铁和镍在内的磨损碎片增加。

　　通过更好地了解系统组件内的冶金情况，可以更好地关联磨损金属中的任何尖峰，从而可以正确得出哪些内部组件正在经历磨损。请记住，对于趋势分析，以适当且不间断的频率采集样本非常重要。

　　利用与污染物和磨损金属相关的元素数据，针对数据的上升趋势设置警报。对于添加剂的元素数据，针对下降趋势设置警报。拥有新润滑油参考数据的基线对于评估预期使用哪些添加剂以及水平如何至关重要。然后建立这些基线以帮助确定特定添加剂的显着减少。

　　油品分析报告的另一部分提供了之前从客户处确定的样本信息，例如油品制造商、品牌、粘度等级和使用时间，以及是否已进行油品更换。这是重要的数据，可以解释令人震惊的数据变化中可能出现的误报。

　　报告的“物理测试”部分提供了 40 摄氏度和 100 摄氏度下粘度的详细信息，以及粘度指数和水的百分比。对于普通工业油，通常给出 40 摄氏度时的粘度测量值，因为这与油的 ISO 粘度等级相关。如果还须计算粘度指数(例如发动机油的粘度指数)，那么将识别这些附加的粘度测量值。发动机曲轴箱油的粘度是在 100 摄氏度时报告的。

　　水污染通常通过卡尔费休测试来测量，以百分比或 ppm 表示。虽然某些系统预计水含量较高(超过 10,000 ppm 或 10%)，但大多数设备的典型警报限值在 50 至 300 ppm 之间。

　　“附加测试”部分显示了两项最终测试：酸值 (AN) 和粒度分布(又名颗粒计数)。在分析酸值时，您应该既有参考值，又有能力从过去的分析中得出趋势。酸值通常会在某个时刻大幅跃升。这可能是判断机油何时快速氧化并应更换的最佳指标。

　　油液分析报告的最后一部分通常提供最后几个测试样本中每个样本的书面结果以及所需操作的建议。通常，这些建议由实验室人员根据客户提供的信息和实验室收集的数据手动输入。

　　如果对数据的解释源于客户未明确说明的内容，则结果须由熟悉机器环境和操作条件历史的人员重新解释。理解此处提供的信息至关重要。请记住，每次超出限制都会有一个解释，并且应该调查根本原因。

　　除了整个石油分析报告中显示的原始数据之外，图表还可以帮助说明数据中的显着趋势。以下是分析数据的趋势数据点示例，其中水测试具有最显着的不利峰值。

　　除趋势数据外，图表还应显示典型平均值、警告(边际)限制和警报(临界)限制。这些限制应根据收集的数据类型、润滑剂类型和机器的已知操作条件进行修改。

　　标准报警限值将由油品分析实验室设定。然而，如果有任何理由将这些限制调整得更高或更低，则应正确识别它们。

　　应降低限制的例子包括关键资产或持续健康的资产的限制。数据中的小峰值将导致运行异常测试或立即进行第二个样本进行分析。

　　在这种情况下，第二个样本将确保收到的数据代表油的状况，而不仅仅是采样或分析中的人为错误。如果需要进行例外测试，上图显示了当超出给定的常规测试限值时哪些测试是合适的。

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