海洋石油设备油液监测技术研究

吴文秀，李先兵

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

海洋石油设备油液监测技术研究

吴文秀，李先兵

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

我国海洋石油设备油液监测主要采用铁谱分析和光谱分析，或者是铁普和光谱综合分析技术，在大型关键设备上取得了良好的经济和社会效益，但也存在监测质量不高、从业人员润滑知识缺乏、监测管理不到位、监测技术手段单一等问题，为此提出了改变监测管理方式、加强海油设备管理人员润滑观念的教育、加强设备润滑管理基础工作、实现油液在线监测与综合监测等建议。

海油设备；油液监测；现状；建议

海洋石油设备，常在大风、大浪、高温等恶劣的环境下进行作业，经常处在超负荷状态下进行工作，由于设备在工作过程中零件磨损严重，严重影响了设备的可靠性，停机检修的情况时有发生，从而耗费大量的时间和资金，严重影响经济效益。海洋石油设备存在的另一个比较突出的问题，就是腐蚀比较严重，润滑油不仅可以起到润滑的效果，还可以使设备隔绝空气和海水，起到防止设备腐蚀的效果。润滑剂在使用一段时间后，由于受多种因数的影响，其品质必然下降，甚至丧失了原有的润滑功能。利用油液监测技术可以实时地监测在用润滑油的品质及其变化，适时的了解润滑剂的污染及劣化程度，根据这些变化就可以及时的掌握设备的磨损状况，确定合理的维护措施，从而可有效降低磨损与锈蚀，延长设备的使用寿命，提高可靠性[1]。

1 油液监测技术概况

油液监测技术可以实时监测机械设备的润滑状态，是设备的磨损故障诊断的基础和重要手段之一，常用的监测方法主要有理化分析、污染分析、铁谱分析、光谱分析、红外分析等[2-3]。这些方法原理各异，但基本都是通过对油品中金属颗粒及水分含量等杂质和自身理化性能变化的测定来判定油品的劣化程度，从而评定设备的工作状况和预测故障，并确定故障原因及类型，对设备的磨损情况进行诊断[4]。目前我国海洋石油设备油液监测主要采用铁谱分析和光谱分析技术，或者是铁普和光谱综合分析技术，在大型关键设备上取得了良好的经济和社会效益。

2 我国海洋石油设备油液监测存在的问题

1)海洋石油设备油液监测质量不高 平台设备功率大，负荷高，多数为大型的特种作业设备，其结构一般也较为复杂，常在超负荷状态下进行工作，且设备长期受到海水及各种污染物的腐蚀，因此设备很容易出现过度磨损甚至直接导致停机。由于设备本身磨损状况比较突出，且一旦出现事故一般都比较严重，此时设备对润滑的质量要求更高，发现故障隐患就要更及时。由于平台上通常按照监测周期进行例行监测，而且对不同部位采取不同监测技术、不同监测周期的细化不到位，这势必会影响到监测的质量[5]。

2)从业人员润滑知识缺乏 许多设备操作人员对润滑油的具体使用环境和设备工作负载考虑不周，常根据自己的经验来判断设备在用润滑油的性能及变质情况，武断地确定润滑油的更换周期，这样就容易出现判断误差而加大设备磨损，从而起不到润滑油液应有的作用。在海洋石油平台上，燃油是不可或缺的重要物资，其在燃烧过程中会产生很多有害物质，这些有害物质很容易串入润滑油，引起润滑油变质，降低润滑油的润滑效果从而加剧设备的磨损，但是却有相当一部分人员对该现象的认识不够充分[6]。

3)油液监测管理不到位 润滑管理是一项技术性很强的工作，它包含了润滑剂消耗定额，状态监测、故障诊断、润滑节能等很多内容。有时油液监测问题的产生并不是出在油液监测技术本身，而是出现在这些中间环节，如油液本身质量问题、更换周期问题、用油与设备不同步等问题。这是一个复杂的管理体系，如果管理不到位就起不到减少设备故障，提高企业效益，降低能耗的作用。

4)海洋石油设备采用的油液监测技术手段过于单一 一直以来，海洋石油设备油液监测技术的应用手段比较单一，基本都集中在光谱分、铁谱分析或者两者相结合的综合分析上，过分强调磨粒以及磨损元素的趋势变化的分析，铁谱分析技术具有检测范围宽、检测效率高等特点，使用范围较广。但由于铁谱分析主要用于故障诊断，实验繁琐，并且谱片的结果的识别和读取与操作者的技术及实验经验有很大关系[7]。而光谱分析对金属和非金属之间的元素很难做到准确检测，易受光学系统参数等外部或内部因素影响，经常出现曲线非线性问题，对检测结果准确度影响较大。

5)科技投入不足，自主创新能力差 我国油液监测技术虽然取得了很大的发展，但是与国外特别是欧美发达国家的技术相比还存在较大的差距。由于油液监测技术的研究在我国起步较晚，一直以来也没有受到足够的重视，科技投入的长期不足， 使得在油液技术领域内无论是在高级润滑油本身还是在先进监测技术、设备方面都长期依赖从国外进口；近些年虽然油液监测技术受到了足够重视，研究的宽度和深度也在不断拓展，智能化的油液在线监测系统也在实践中开始应用，但其核心及其集成技术仍然没有完全掌握，应用范围也十分有限；自主生产的油液监测设备功能较为单一，适应性较差，加之各应用企业对油液监测技术的认识不足导致整体创新能力较差。润滑及其管理的巨大效益依赖油液监测设备的应用程度及其低成本化，在监测实践中如何对各监测设备进行灵活巧妙的组合应用及发展适应性优良的智能化监测装备是未来发展的重要方向[8]。

3 建 议

1)改变油液监测管理方式，实现从周期监测到实时监测的过渡 由于海洋石油平台设备载荷大功率高，本身磨损及腐蚀比较严重，因设备磨损和设备腐蚀引起的故障随时都可能发生，所以海洋石油设备的润滑及防腐蚀问题必须得到足够的重视。此时按固定周期的油液监测已不能完全满足要求，设备必须得到时时监控，要根据不同部位的特点采用不同的润滑剂及油液监测技术，利用在线监测技术时时地了解设备各个部分的润滑状况，及时排除设备的故障隐患[6]。

2)加强海洋石油设备管理人员润滑观念的教育 由于我国石油企业工作人员的设备润滑观念普遍落后，因此加强海油设备管理人员润滑观念的教育，以润滑的观念来武装他们的头脑，使他们充分认识到润滑的重要性，才能从根本上打破我国海洋石油设备润滑的困局。首先应该将他们以维修为重点的观念向以养护为目标的观念转变；将事后维修的观念向适时维修的观念转变，再者将他们落后的单纯的按时换油的观念向科学换油的观念转变，最终将他们武装为具有系统润滑知识的从业者，这样才能为整个设备的润滑体系打好基础。

3)加强设备润滑管理基础工作 设备润滑管理是一项技术性很强的工作,它包含了润滑剂消耗定额、润滑设计、状态检测、故障诊断与排除等很多内容，是一个复杂的体系。设备润滑体系管理的不完善会对润滑质量造成严重的影响，因此就要求企业更加注重设备的润滑管理工作，做到对设备定期、定量润滑的同时，还要做好设备润滑管理的基础工作，在研究和健全自身管理体制的同时，还要积极引进国外的先进管理经验及技术，有计划地推广集中润滑装置，确保设备换油达到科学合理；建立完善的设备润滑基础档案，最终达到让海油部门设备的润滑工作在完善的管理体制内高效运行。

4)深化铁谱分析和光谱分析的综合运用，大力推广油液集成监测和智能化监测技术 在监测方法上不能单纯依靠某一项手段分析的结果，在采用光谱分析和铁谱分析的联合诊断技术上，对不同的诊断设备，要根据该设备实际运行的条件、环境、工况要有所侧重。在工作环境恶劣、低速重载、换油频繁的设备中主要应以铁谱分析为主；而对于那些工作条件相对稳定、换油周期又比较长的设备中应该以光谱分析为主。为了弥补铁谱分析技术的不足，可采用油液自动磨粒激光分析仪进行分析，该仪器具有快速自动识别等优点[7]，是对铁谱分析的有效补充。再利用油液监测技术的同时，应该联合其他监测技术特别是智能化监测技术对设备进行综合故障检测诊断，从而达到提高故障的诊断准确率及设备可靠性的目的[9]。

5)加大科技投入，创新油液监测理论 在油液监测技术方面，相关企业及科研部门应加大投入，深化油液监测理论的研究，拓宽润滑理论的运用，简化监测过程，加强各个不同油液监测技术之间的联系， 提倡联合运用多种油液监测技术，以求得状态监测与故障诊断的最佳效果，以综合监测技术和智能化技术来处理设备润滑问题。同时应进一步讨论各种油液监测技术与磨损类型、磨损过程的可靠诊断间的有效关系。由于计算机技术的发展，在线油液监测技术及智能化油液诊断技术必定是未来的发展方向，开发基于油液监测的智能化诊断系统将是油液监测未来发展的重要方向之一[10]。

4 结 语

海洋石油设备作为一种特种作业设备，油液监测技术是实现预防性维修的重要手段。在今后的应用中，应该在大量实践的基础上，积累经验，总结不足，积极地探索油液监测的新方法，开发润滑油的新品种，适时地更新润滑观念，让油液监测不仅在技术方面，而且在工程技术人员的思想发面都取得不断地进步。

[1]田莉.油田大型设备的油液监测分析[J].中国设备工程，2005(9)：44-45.

[2]刘淑真，付洪瑞.油液监测技术及其方法[J].机械工程师，2009(5)：137-138.

[3]贺石中.液压设备的润滑磨损故障及监测诊断[J].液压气动与密封，2004(5)：23-24.

[4]贺石中.全新的润滑理念及油液监测技术[J].润滑油，2006,21(3)：1-5.

[5]张金鹏.浅析油田设备润滑体系的建立[J].油气冶炼，2011，31(6)：272.

[6]冯连青.石油企业设备润滑管理[J].中国高新技术企业,2008(17): 115-116.

[7]徐金龙，粟斌，程琛.光谱和铁谱及自动磨粒激光技术在油液监测中的应用[J].润滑与密封，2009，34(9)：106-109.

[8]周洪澎.我国油液监测技术工业应用的历史、现状与展望[J].材料保护，2004(7B):154-156.

[9]张英堂， 任国金.油液监测技术的现状及发展[J].润滑与密封，2000,25(2)：65-66.

[10]严新平，谢友柏.油液监测技术的研究现状与发展方向[J].中国机械工程,1987，8(1)：102-105.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.048

TE938

A

1673-1409(2012)12-N147-02