石油和天然气

废油分析基础知识

虽然石油的使用寿命有限,但分析可以帮助诊断许多问题。

通过林恩Peskoe-Yang 2021年6月12日
礼貌:STLE

废油分析(UOA)是对油样进行的一系列物理和电化学测试,用以了解机油性能和机器其余部分的状况。典型的测试包括使用光谱仪,用于检测和测量样品中的特定元素;铁谱仪,它将样品在磁场中泵出,并按大小对含铁磨损颗粒进行分类;以及各种pH值和粘度测试手段来分析油的质量。

The Telltale润滑剂

废油分析的目的是检验使用对油品的影响。石油本身的寿命是有限的,当它接近其峰值表现的结束时,就会显示出特有的迹象。润滑剂最重要的品质是它的粘度,它会随着使用时间的推移而降低,过热和污染会导致潜在的灾难性后果。ALS Global的摩擦学诊断经理Edward Eckert表示:“如果油太薄,就会发生油压损失和金属间接触。”废油分析还可以指出与油相关的维护问题,包括排油间隔时间过长。

UOA的第二个目的是提供关于资产中不易访问的组件的信息。stle成员Roger L. Young是帝国石油公司的高级现场技术顾问,他说:“UOA还可以找出与环境侵入、冷却剂泄漏、燃油系统问题、过热[和]与另一种润滑剂的交叉污染相关的问题。”当油在系统中流动时,它会带走碎屑,包括内部磨损产生的金属,以及来自其他系统或外部环境的污染。这些事件会在用过的油中留下特有的痕迹。通过测试预循环液,技术人员可以诊断许多发动机问题,并将油的浪费和过度使用降至最低。

一个诊断电池

元素分析是废油分析的一个关键组成部分,可以在问题变成紧急情况之前,在整个机器中发现问题。技术人员使用光谱仪来确定样品中相对存在的微量元素,并识别各种内部问题造成的残留物,包括部件损坏、内部系统(如冷却剂和其他流体)的入侵以及环境污染。

每个问题在二手油样品中留下痕迹。Eccert说,升高的铁,铝和铬水平,例如“将表示气缸磨损和可能的活塞磨损,”尽可能多的活塞。必须将其他组合与来自发动机其余部分的数据进行比较。高水平的铅和铜在一起,有或没有升高的锡,表明轴承磨损,而铝和钾的存在难以读取,而无洞察发动机的年龄和状态。

为了诊断外部污染,UOA技术人员首先寻找最常见和破坏性污染物的特征,包括烟尘、燃料、冷却剂和氧化副产品。但是进入样本的最危险的物质是我们更熟悉的。埃克特说:“污垢是最严重的污染类型,因为污垢具有研磨性,会在短时间内使发动机“灰尘化”。土壤的成分因地理位置而异,硅与铝的比例通常为3:4:1。因此,即使是发动机运行的位置对于正确的UOA也是必不可少的信息。

样本礼仪

“有许多因素会影响准确度,如劳动力经验,培训,技术,工作环境,甚至适当的工具和资源做正确的工作,”杨说。“这取决于样本受到的影响,它可能会使结果稍微不可靠或完全损失。”UOA样品最常见的问题包括错误贴标、污染和错误抽取过滤油或系统中错误位置的油。“如果样本受到环境污染,结果可能显示污染的假阳性,”杨说。

然而,Eckert说:“经验丰富的人很容易识别出一个样本是坏的。”例如,样品可能太干净,结果可能不符合这台机器的趋势,或者油中可能有全新的化学物质的痕迹,这可能是一个标签错误的样品。所有这些见解不仅依赖于对所涉及的材料的充分了解,也依赖于对使用对以前油样的影响的充分了解。

即使润滑剂是相同的,在不同的应用中,油的行为可以有很大的差异。埃克特说:“了解发动机的制造和型号对评估发动机样本极其重要。”燃料稀释、过热和烟尘过多等问题会在UOA样品中留下特征痕迹,这取决于它们在特定发动机中的表现方式,为寻求诊断问题的技术人员提供了更多线索。

基线测量,比如对UOA样品中未使用的同一种油的样本进行分析,也可以帮助技术人员隔离和诊断可能被机器或其环境的异常隐藏的问题。

客户教育

不幸的是,只有来自一致样本的测量才有用。对于发动机诊断来说,随时间的变化是一个重要的指标。最好的UOA见解来自于技术人员,他们掌握了所有关于特定机器应用、使用的油量和以前UOA的趋势的准确时间轴的所有可用信息。正如Eckert告诉客户的,在分析UOA结果时,“趋势是你的朋友。”

对于每种油的取样地点、方式和频率,OEM拥有最终决定权,但其他信息可以补充制造商的知识,帮助客户关注特定的应用。Young和Eckert经常引导客户观看解释视频和文章,向他们展示专业人士在类似情况下如何进行uoa。作为一名技术顾问,杨还举办了一些关于润滑技术的研讨会,讨论和演示了一些最佳实践样本。

对埃克特来说,教育是正确取样实践的关键。“没有正确采集油样,主要是由于缺乏如何正确采集油样的培训和教育。保持一致性,从同一地点取样,并采用良好的取样技术将确保实验室数据的质量和可靠性。”

本文首次发表在摩擦学与润滑工程师协会(STLE)的月刊《摩擦学与润滑技术》(Tribology & Lubrication Technology, TLT)上,这是一个总部位于伊利诺伊州帕克里奇的国际非营利性专业协会。www.stle.org


林恩Peskoe-Yang
作者生物:Lynne Peskoe-Yang是一位位于塔里尔尔尔尔开的自由作家。