油液监测与设备故障诊断技术分析

李娟　马嘉敏

摘 要：在煤矿生产运行的过程中，各种大型机械设备应用的比较广泛，为了保证煤矿生产的安全进行，要对主要采煤设备的运行进行有效的监测，减少事故发生率。油液监测体系在煤矿综采设备运行中发挥了重要的作用，根据监测的信息，可以及时了解到设备的故障，提前对设备进行预防性维修，减少故事，提高运行效率。有效的监测体系，可以提高煤矿设备的的生产效率，为提高煤矿的生产水平奠定坚实的基础。

关键词：油液分析；主动维修；油液监测

1 引言

随着科技的发展，各项先进的生产技术应用到煤矿生产中，提升了煤矿生产的效率。在各种机械设备运行的过程中，如何保障其能够安全稳定的运行，是煤矿生产面临的重要问题。油液监测体系对于综采设备的运行可以进行有效的监测，对于潜在的安全隐患进行诊断，为煤矿的安全生产提供了有利的条件。

2 油液监测的主要技术手段

2.1 油液理化性质指标监测。机械设备在运行的过程中，润滑油的作用非常重要，是保证机械能够正常运行的基础。油液监测技术通过对润滑油的物理化学性能进行检测，可以了解到润滑油的使用状态，从而判断机械设备的运行状况。在监测的过程中，主要的指标包括运动粘度、水分、酸值、闪点、凝点（或倾点）、机械杂质、抗乳化性、抗泡沫特性、抗磨性和极压性等。

2.2 油液铁谱检测。铁谱检测是目前煤矿企业中使用最为广泛的一种油液检测方法，主要应用到的设备是铁谱仪。在机械高速运转的过程中，会产生一定的磨损，通过对磨损颗粒进行监测，就可以充分的了解到机械的磨损状况，从而进行有针对性的维修。在高梯度磁场的作用下，将摩擦副中产生的颗粒从润滑油中分离出来，按照一定的方法制成谱片，然后通过铁谱显微镜和相关软件对其进行定性和定量的分析。这种监测方法的效率比较高，所以在煤炭行业中应用的比较广泛，通常使用旋转式铁谱仪。

2.3 油液光谱检测。光谱检测技术应用的比较早，并且检测的效果较好，主要是对润滑油中的磨损颗粒的元素种类和含量进行检测，还可以对润滑油的污染程度以及衰变过程进行监测。在目前使用较为广泛的光谱技术为电感耦合等离子体发射光谱法。

2.4 颗粒计数。颗粒计数主要是对液压油中的固体颗粒进行统计，其中包括了在机械运转时产生的磨损颗粒。将这些颗粒以粒径为标准进行分类，然后根据规定的标准进行计数，从而可以获得颗粒的分布信息，与规范标准进行对比分析，可以了解到油液中的污染程度，从而做出相关的评价。

3 油液监测在设备故障诊断技术中的應用

任何机械设备的运转都需要润滑油来润滑，而机械设备出现故障大部分都是源于润滑油的失效，虽然在设备运转的费用消耗中，润滑油所占的比例非常微小，但是由于润滑油的质量不合格或者是在使用的过程中性能发生改变，对于设备造成的故障率却占据了很大的比例。所以说必须对设备的在用油状况进行监测，提高润滑油的质量，减少换油的周期，节省维修的费用，提高设备的使用寿命。所以对于润滑油的使用状况要加强监测，及时发现问题，提早采取有效的措施预防和处理。

通过分析润滑油性能参数的变化可以间接了解机械主要部位的工作状态，及时准确地监测设备的工作情况。就油液监测与诊断，其主要内容包括润滑油物理化学性能指标变化、润滑油运转参数如油压的变化、润滑油摩擦学性能的变化。首先，油液监测是摩擦学系统监测过程，监测内容主要包括油品自身劣化、油品污染、金属磨损颗粒和摩擦学等四个方面。监测手段主要包括油品红外光谱分析、颗粒计数、油品性能指标和摩擦学性能测试分析等。由于大量机械设备的故障起因于润滑不良，因此通过对油品自身劣化和污染进行监测，有利于及时消除设备的故障隐患，延长设备的大修周期。其次，早期油液监测以监测诊断设备的磨损故障为目的，其技术方法以铁谱技术为代表。目前油液分析技术已从早期的油样分析和磨屑逐步过渡到现代在线油液监测。现代在线油液监测技术将润滑油和机械设备视作统一的整体，强调从摩擦学角度出发考察润滑失效和设备故障。而通过分析润滑油的理化指标和摩擦学性能指标可以准确预测设备发生磨损故障的发展趋势。

4 油液监测与诊断技术在煤矿的应用

作为煤矿企业，机械设备所处的工矿条件恶劣，机械设备损坏严重，影响到正常生产与安全，有必要建立完善的监测体系以提高设备完好率，减少不必要的投入。特别有时监测不到位，小事故酿成大事故，损失巨大。煤矿企业建立健全油液监测体系应做好以下三项工作。

4.1 配备品质精良、功能齐全的各类油品检查仪器设备，具备检测项目多、数量大、速度快等特点，为快速判断故障提供准确及时的数据。硬件设施除需配备发射光谱、红外光谱、铁谱、颗粒计数等磨损污染颗粒监测仪器外，还需配备黏度、闪点、水分、总酸值、总碱值、倾点、泡沫、不溶物、机械杂质等10种常规油品检测手段。软件方面：第一，建立实验室及监测数据局域网，将主要设备如采煤机、运输机、主通风机、空压机等监测数据及油品检测数据传输给机电科及主要矿领导，以便相应采取措施；第二，建立功能齐全的数据库管理系统和报告生成系统，生成各种格式的油液监测报告；第三，建立基于专家知识的计算机智能诊断系统，提高判断问题的准确性和科学性。

4.2 应当具有符合规范标准要求，保证测试结果足够准确的检测能力，考虑到经济性，以最少的检测项目达到最佳监测效果；对于具有国家标准以及ISO和ASTM等国际标准的检测方法，应严格按照标准方法进行检测，以保证监测诊断结论的科学性和合理性。

4.3 应当建立具有丰富经验积累的高素质、高水平的专家型油品监测技术队伍。通过与高等院校和科研院所合作，培养具有扎实理论基础，同时具有在油液监测和诊断实际经验的监测人员，并在解决实际问题的过程中不断发挥专业人员的技术价值。

5 案例

神东煤炭集团+补连塔煤矿转载机减速器事故

事故经过：2013年3月30日，设备管理中心油液监测人员在对补连塔矿综采工作面设备油样的例行化验中，发现煤机左摇臂行星头油样严重乳化、且存在超过80μm的滚滑复合颗粒，视场浓度超过80%，且存在红色氧化物颗粒，摩擦聚合物、严重滑动颗粒和切削颗粒。立即通知矿方机电人员对该设备进行检查。矿方机电人员检查发现左摇臂行星头漏油，而且有异响，矿方立即向设备管理中心调剂部申请更换减速器。但矿里因客观原因未能及时更换，致使事故扩大化，导致减速器Ⅰ轴损坏。

事故原因分析：在油液监测报告显示异常的情况下，因客观原因，矿方未能及时更换减速器，导致减速器Ⅰ轴损坏。

点评：油液分析能够报告和预测的反映齿轮箱内部的异常磨损和可能出现的故障。严格按照油液分析报告进行换油或采取其他措施能够有效较低设备故障率，提高生产效率，延长设备寿命。

6 结束语

在煤矿生产中，机械设备的应用可以有效的提高生产效率，促进煤矿企业的发展。为了保证生产能够安全稳定的进行，对于机械设备的运行应该加强安全监测。现阶段油液监测体系在煤矿综采设備的运行中广泛的应用，对设备的运行状况进行监测，可以及时的发现问题，提早制定出预防对策。在油液监测体系中，应该掌握科学的监测方法，利用先进的设备和技术，对设备的运行状态进行监测。通过油液监测体系的运用，可以有效的减少设备故障的发生几率，减少维修成本，提高运行效率，提高设备的安全性，延长设备的使用寿命。随着科技的不断发展，各项新技术和新设备会逐渐的用到煤矿生产中，为煤矿生产创造更大的经济效益，所以为了保证机械设备的安全运行，在监测技术方面还要不断的提升，为设备的安全稳定运行提供有利的基础，从而确保煤矿的安全生产。

参考文献

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