铁谱监测技术的现场应用

吴朝敏 王树林 李 烽 陈飞宇 王克福

(克拉玛依市科比技术有限责任公司 新疆克拉玛依)

滑动轴承由于具有优良的抗振性能和较长的工作寿命，因而在旋转机械中获得广泛应用，其工作性能的好坏直接影响到转子运转的稳定性，目前磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的3种主要形式和原因，其中磨损失效约占80%，由于铁谱分析方法对磨损监测的灵敏性和有效性，因此在机械故障诊断中显示其重要的地位，石化公司开展油液铁谱监测工作多年，发现并及时诊断出多起设备磨损故障、润滑油失效问题，避免设备轴瓦出现较大程度的损坏，对关键设备安全平稳运行起到重要作用。

1.铁谱技术简介

铁谱监测原理：机械设备在运行过程中各部分摩擦副相对运动，产生的微小磨粒进入润滑系统，它们在润滑油中大多数以悬浮状态存在，铁谱技术利用高梯度强磁场将机械润滑剂或工作介质中所含产生于磨损或其他机理的微粒按其粒度大小依序分离出来，并通过对微粒形态、大小、成分及粒度分布等的定性和定量观测，判断磨屑的来源、产生的原因以及零件磨损的程度，及时做出机器零部件的故障预报。

2.监测系统配置与判断标准

（1）使用仪器。FTP－X2型分析式铁谱仪、202-O型台式干燥箱、L2020双色铁谱分析显微镜。

（2）判断标准。磨粒尺寸，正常尺寸≤15 μm；磨粒数量，显微镜观察，以视场中各种磨粒占铁谱基片上磨粒总数的百分数，划分为无（0）、少量（5%）、中量（15%～25%）、大量（35%～55%）。

（3）磨粒的材质特征。用双色显微镜观察，在白色反射光照射下，铜基合金呈黄色或红褐色、游离金属磨粒呈银白色，以上金属磨粒均具有磁性，沿做样谱片顺磁排列；巴氏合金未被氧化时为亮白色，氧化后呈蓝色或橘红色斑点，无磁性。

3.现场应用实例

（1）轴瓦磨损问题。2014年5～6月，多次对高压加氢装置高压泵P2102A进行取样分析，取样点油样中均存在异常尺寸的金属磨粒（图1），40×目镜下观察其表面有明显划痕，非顺次排列（图2），该金属磨粒疑似巴氏合金，怀疑轴瓦存在轻微磨损现象，由于设备当时振动值不大，建议继续运行至设备大修时再重点对轴瓦进行检查。车间于2014年10月进行检修，检修发现高压泵轴瓦存在轻微磨损现象，与监测结果相符。

图1 异常金属磨粒照片

图2 40×目镜下金属磨粒照片

（2）油品含水问题。2014年7月，对工业水车间循环水泵209进行取样，发现油样中含少量水珠，油品存在轻微乳化现象（图3）。建议车间及时对油品进行循环脱水处理，8月再次取样监测，油品含水情况明显好转（图4），设备润滑情况良好。

图4 泵209脱水处理后照片

图5 5月A-4油样颜色

图6 正常状态A-4油样颜色

（3）油品变质问题。2014年5月，对供气车间离心式压缩机A-4进行取样分析，发现油液样品与以往正常油品相比颜色发生变化，设备油品刚取出时呈浅棕色，放置2 h后逐渐变为蓝紫色，随着放置的时间加长，油品的颜色继续加深（图5、图6），油品黏度降低，油品存在氧化或变质的可能，油样中暂无明显的异常尺寸金属磨粒，设备摩擦副暂无异常磨损，为避免不良润滑导致设备轴瓦故障，建议车间及时对油品进行更换。6月份油品更换后进行监测，油品颜色正常，设备润滑情况良好。

4.结束语

利用铁谱分析设备运行状态能够及时有效的监测设备的磨损状况、预报故障、防止异常磨损故障的发生；同时可以合理确定换油周期、节省油料，做到合理润滑，有效延长机器设备的使用寿命。