油液监测——日臻成熟的设备工程诊断技术

中国设备管理协会设备诊断工程委员会 杨其明

20世纪70年代，在美国国家航天局（NASA）倡导下成立的国际机械故障预防组织（MFPG）十分前瞻性地将机械状态监测和故障诊断技术归类为性能监测、振动监测和油液监测三大类。如果上溯到上世纪40年代光谱技术首先成为油液监测的手段，油液监测技术已经经过了约半个世纪的发展。作为逐渐成熟的一个技术系统，在工业工程各领域，尤其国防建设中得到广泛运用，取得很好的经济、社会乃至国防效益，已经成为现代设备管理和设备维修方式的支撑技术之一。我国科技工作者及工程技术人员也用自己数10年的不懈努力，开创并发展了不但与工业发达国家并驾齐驱，而且独具中国特色的油液监测技术领域。

一、油液监测已发展成为一个成熟的诊断技术

直至20世纪80年代，油液监测技术虽然在国内外得到成功应用，但仍不能如性能监测和振动监测那样得到国际工业界的认可。时至今日，经过近60余年的发展，它已经被业界认可为一个独立的技术领域。其主要标志如下。

1.油液监测的技术内容已进入国际标准

国际标准化组织（ISO）在2006年颁布了两个与油液监测直接相关的标准：ISO/DIS 18436-4和ISO/NP 18436-5。这两个标准是由ISO的“机械振动与冲击技术委员会”（TC108）之下的“机器状态监测和预诊断分会”（SC5）的委员们审查表决通过的。两个标准分别规定了从事油液监测技术工作的现场技术人员和试验室分析人员的培训课程和认定标准。油液监测的技术规范进入国际标准，说明它的成熟性和被认定。

2.油液监测的单元技术和技术结构已基本确定

经过多年技术开发成果的积累和工业应用的实际考验，至今已形成比较成熟的通用型油液监测技术结构。一个油液监测技术的基本组合是由原子光谱分析技术、红外光谱分析技术、铁谱技术、颗粒计数技术和润滑油理化分析技术（如黏度、闪点、总酸值等）所组成。对于特殊专业的监测对象可添可减。以上五大项技术由一个计算机系统控制。不但形成一个数据共享的局域网，而且通过系统软件中的数学模型、诊断方法乃至专家系统，对分析结果做出智能性的分析判断和评价。评价结论包括两大部分，即润滑剂（包括液压油）的理化指标、润滑性能、衰变程度、添加剂变化、污染程度和机械设备摩擦副的磨损元素、磨损状态、失效部位、磨损类型等设备磨损情况的评价。

3.油液监测技术已进入市场运作

商业化的油液监测公司已经出现多年，并得到快速发展。在美国、英国、澳大利亚等工业发达国家，油液监测的商业公司在上世纪80年代就已成立和发展，承担着大量由各行业企业所委托的油液分析业务，油液监测技术进入市场运作。当时，我国的油液监测技术装备只作为大型工业企业、研究院所、高等院校、国防单位内部的科技手段，“内向性”和“封闭式”地开发和应用。如今，在北京、广州、上海、天津等地已成立了多家通过国家或地方技术监督局审查、经工商局注册登记的商业化油液监测公司或技术中心，有的甚至获得国际认证机构的认证。它们承接着大量包括许多国际知名品牌跨国公司在内的企业外委油液监测订单，按国际规范进行操作，出具报告，并对分析结果承担法律责任。在按市场游戏法则运作的过程中，这些油液监测专业企业自身也得到发展。

二、油液监测技术已取得丰硕学术研究和工程应用成果

我国科技工作者和工程技术人员在油液监测领域的成就，如同其他领域一样，可以归纳为科技开发和工程应用两大方面。在科技开发的硬件方面，独立研制了铁谱仪、铁量仪、各种快速分析仪及集成的油液监测系统等。在软件方面，各行业开发了适用的计算机诊断系统乃至专家系统。许多国有大中型企业已将油液监测作为生产链的节点，纳入日常程序。油液监测技术也在国防现代化建设中发挥了重要作用。从我国第一篇有关油液监测技术研究论文在首届国际铁谱技术会议上宣读和在国际《WEAR》期刊上发表之后，大量反映油液监测科技研究和工程应用成果的论文在国内外专业期刊上陆续发表。有关油液监测技术的学术著作已有10余册出版发行。油液监测技术已成为高等院校本科生和研究生的选修课程。由高等院校、科研院所及厂矿企业承担的油液监测理论、技术和应用研究成果在国家、省部级的诸多奖项中获奖。至今，我国已有近800个单位和部门装备了油液监测技术，遍及机械、交通、铁路、航空、冶金、石油、化工、采矿、煤炭、教育乃至军事装备系统，产生可观的经济、社会乃至国防效益。工程应用的广泛和有效是我国有别于其他工业发达国家油液监测技术发展的特点。由全国油液监测技术委员会（原全国铁谱技术委员会）主持，曾对我国98个以铁谱技术为主、应用油液监测技术的单位进行了调查。根据所提供财务报表，其中48个工矿企业在5年期间，因应用油液监测技术增产3 815万元，节支8 451万元，这样取得直接经济效益约1 226亿元。

根据国际通用惯例，我国油液监测领域的科学研究和工程技术人员于2004年将原全国铁谱技术委员会正式更名为油液监测技术委员会。包括全国著名高校和各行业大型国有企业在内约150个成员单位参加活动。20多年来，委员会召开了六次全国性学术会议，出版了六册会议论文集，发表了近400篇学术论文，开展了企业调查、技术标准、专题研究等多种学术和技术活动，特别受到厂矿企业的关注和支持，突出了紧密结合生产实践的特色。

三、油液监测在设备工程诊断技术领域有着广泛发展前景

无论从设备维修还是从设备管理的角度，油液监测技术从问世起就与设备工程领域结下不解之缘。它与振动分析技术一样，同属设备工程的主流诊断技术。在应用操作上，它们可以联合使用，发挥各自优势，实现优势互补。

来自对美国核电站系统的750台设备滚动轴承的失效监测调查表明，单独采用油液监测技术的占40%，单独采用振动监测的占33%，二者综合利用的占27%。振动分析能监测出3个月内的轴承失效，而油液监测可以提前到18个月前，诊断出轴承的早期异常磨损。油液监测在经济上可以得到6倍于投入的回报。我国数10年的生产实践也表明，油液监测在设备工程诊断技术领域中已经扮演了独特和重要的角色。

四、油液监测沿着技术创新和工程应用两个方向继续不断发展

展望我国油液监测的发展前景，仍然是在技术创新和工程应用两条战线上不断发展。技术创新项目以高等院校、科研机构、高科技企业的科研队伍为主。主要在前沿课题开展科技攻关。如新的单元技术、磨损数学模型、失效诊断方法、磨粒自动识别、多元信息融合、远程监测、在线监测等。工程应用项目以厂矿企业一线的工程技术人员为主，主要通过应用研究完成成果转化和新技术的规模应用准入。如新技术的安全性、可靠性、有效性及经济、社会效益评估等。两个方向虽然各有侧重，但更多采用厂、学、研相结合、发挥各自优势、联合攻关的创新路线，充分体现油液监测技术的生产实践性。