润滑

了解石油分析的基本面

了解正常情况取决于对石油、设备和操作条件的了解

由简玛丽安德鲁 2020年6月17日
Courtesy: Fluid Life,出自Tier 4引擎:How strict Emissions Regulations Are Changing Your Oil & What You Can Do About It,由Robert Kalwarowsky编写

不列颠哥伦比亚省维多利亚市不列颠运输公司的Emlyn Eager说:“我经常说石油分析是对机械的血液测试。”大多数血液测试包括一个正常范围,但医生在使用一个“不正常”的结果来确定治疗前必须进行判断。这可能是一种侥幸吗?它总是那么低吗?什么时候变的?这个病人还发生了什么?

同样,石油分析也被用来判断如何治疗不健康的液体和成分。良好的维护判断需要操作者考虑许多因素,就像医生一样。

良好的石油分析计划早期发现变化,了解哪些变化很重要。两者都要求石油分析师知道什么是正常的。

这是关于了解可以合理地预期特定情况。在动力传动系统中,例如,差异和最终驱动器具有许多网格的齿轮。因此,在这些部件中找到油中的磨损金属是正常的。

每个组件都具有特征流体分析剖面。例如,第一柴油发动机的轮廓与一级4柴油发动机的轮廓不同。差异出现,因为一级4发动机在更高的燃烧和油温下运行,导致油迅速氧化。但这在一级4发动机中是正常的,而不是一个问题。

明显超出正常范围的结果可能是失败的早期指标。也可以是这个分量的正态分布对正常情况的误解是有风险的。“一方面,如果为了调查潜在的故障而关闭操作,结果可能是完好的,浪费了时间和金钱。另一方面,如果一个失败的组件留在服务中,意外的故障可能会导致灾难性的停机,”克鲁格产品有限责任公司的Naimesh Vadhwana说。

石油分析技能是知道如何利用石油特征剖面和趋势,将分析结果转化为有效的作业决策。

知道你的油

了解你的石油有两个关键。首先要有精确的参考样品,直到最后一个添加剂。第二是获得一个良好的基线:也就是说,知道一个样品在正常或可接受的磨损量下,在定期维护的间隔时间内应该具有哪些特征。

渴望说:“不了解一个好的样本看起来像什么,做出关于操作样本是否含有可接受的磨损量,污染或退化量的决定是挑战性的。

知道你的设备

“对我来说是一个关键因素是你真的必须在开始分析之前了解你的设备,”急切说。“这将根据您正在阅读的内容推动任何进一步的行动。如果您不知道特定组件在外部冷却,您可能会误解显示冷却液或水进入的结果。如果您不知道弥补齿轮箱的材料,您可能会错过表示过度磨损的趋势。“

同样,考虑设备如何变化,例如排放调整,新的操作参数或新功能可能会改变油内容(见图1)。例如,新的冷却器可能会改变铜水平,或者第4层柴油发动机具有不同的正常污染物轮廓。

图1:普通柴油发动机的排放在不同的管制排放级别上有所不同。虚线表示对应发动机类型的第99个百分位的发动机油烟含量。注意Tier 2 (rust)和Tier 4I(绿色)之间的区别。如果没有排放类别的背景来指导警报限值,它可能会触发更高音量的警报结果。Courtesy: Fluid Life,出自Tier 4引擎:How strict Emissions Regulations Are Changing Your Oil & What You Can Do About It,由Robert Kalwarowsky编写

图1:普通柴油发动机的排放在不同的管制排放级别上有所不同。虚线表示对应发动机类型的第99个百分位的发动机油烟含量。注意Tier 2 (rust)和Tier 4I(绿色)之间的区别。如果没有排放类别的背景来指导警报限值,它可能会触发更高音量的警报结果。Courtesy: Fluid Life,出自Tier 4引擎:How strict Emissions Regulations Are Changing Your Oil & What You Can Do About It,由Robert Kalwarowsky编写

了解您的操作环境

最后,看看组件之外的更大画面——组件在哪里以及如何操作。从更广泛的角度考虑可能影响石油的因素:作业需求、作业区域的污染物,甚至是气候。“温度有时会对被认为是正常的东西产生相当剧烈的影响,”Eager说。

考虑来自非常暴露于元件的组件的样本,例如轨道式拖拉机的最终驱动器。“你可能会在这样的样品中看到更多的污垢条目,”渴望说。“您在发动机或传输中可以是含硅或铝的可接受的二氧化硅或铝的水平,在那里看到指示污垢进入的趋势有点讨论。”

诸如排水区间的维护实践也是一个因素。例如,增加发动机上的排水间隔可以增加油中的铁含量。然而,由于间隔越长,用于信号异常磨损的铁读数可能是正常的。

在没有运行环境的情况下,变化的大小是毫无意义的。对于某个磨损元件,添加剂或粘度,1%〜2%的变化可能是令人担忧的,但另一个因素勉强认证10%至15%的变化。磨损金属中的10至15ppm的微小变化可能会涉及样品来自发动机油。在同一样本中的铁中的较大变化为50至70ppm可能是忽略不计的结果。这是理解特定设备,环境和运营因素变得至关重要。

采取行动

加拿大艾伯塔省麦克默里堡CNRL Albian Sands公司的Darren Goll表示:“趋势分析是解释油(和冷却剂)分析结果的最重要方面。任何人都可以在每一次服务期间更换所有的油,但所有者都会因为流体成本而破产。”

新的油和冷却剂配方是复杂的,广泛的研究和开发已经为客户的需求创造高质量的产品。石油分析师必须尽可能延长这些变化之间的时间,以最大限度地节约成本,并从这些先进的流体中获得性能优势。

制造商或经销商可以提供一些指导方针,何时采取行动,但Eager强调,他们只是指导方针。“为了找出什么是可接受的,你需要开始取样,找出什么是你的操作正常的。建立这个基线对于了解随着时间的推移什么是可以接受的变化是很重要的。”

石油分析师的红旗

  • 硅和铝的比例可以表明泥土是否进入(硅和铝的比例大致在3:1到5:1之间)。
  • 发动机样品中的钾可以标记冷却剂污染。
  • 间隔时间之间的剧烈变化。在磨损率、污染或退化方面,通常意味着性能不正常。

是因为油吗?

“这是我遇到的更有趣的情况之一,”渴望。“我们在特定样品中看到了钠的钠。通常在冷却的组分中,钠将是指冷却剂进入。但钠有时也可以是一种油添加剂。这就是它的结果;已经使用了不同的油。重要的是要注意究竟被使用的油,并且知道何时有油类的变化。或者如果它已被不同的油。“

开始

对新的石油分析师的培训通常是经过考验的。一个幸运的初学者会有经验丰富的工人在周围教授设备和操作条件的细微差别。

独奏初学者可以研究设备的历史,回顾之前的样品,并寻找与该组件的油小时或单位寿命相关的趋势。这项审查应包括来自其他相同型号的单位的结果,如果可能的话。

除了在职学习之外,新员工还应该接受正式的石油分析培训,以及针对他们所在行业和设备的正式培训。这种培训可以提供更广泛的见解和监测的关键标准。

是设备吗?

他说:“大约在2015年,我所参与的重型设备行业推出了符合Tier 4排放标准的柴油发动机。”“当我们第一次接触它们时,我们的样本结果显示铜、钾和钠含量增加,煤烟数量增加(见图1)。一开始,我(以及所有业内人士)都认为这是个问题。然而,我们很快意识到,这些变化在Tier 4柴油发动机中是正常的。”

最佳实践

  • 花时间为每个抽样程序开发一个健壮的基线(多个样本)。
  • 咨询制造商和经销商关于基线的指导——但不要盲目跟从。
  • 学习与实践趋势分析。
  • 了解你的油。获得良好的参考样品(操作中使用的确切油的未使用样品)。
  • 详细了解您的设备。如果可能的话,获得正式培训。
  • 采取运营和维护实践 - 以及这些做法的变化。

是手术史吗?

“在我作为一名重型设备技术员的早期,我的任务是在保修期内对柴油发动机进行故障排除,因为它们显示出铜、铅和铁含量过高。经过调查,我很快了解到这些含量是由发动机机油冷却器中的铜管浸出造成的,”戈尔说。

结果表明,在2000 - 4000小时的工业柴油发动机上也出现了这样的结果。在那之后,这些水平将逐渐减少到预期的正常值。我看到很多刚接触这个行业的人在看到这些结果时感到恐慌,他们拆开发动机,寻找一个他们永远也找不到的铜源。这个例子说明了你需要关于样品所代表的组件的事实:例如,它是来自低小时发动机还是安装在发动机上的新的冷却器。”

本文首次发表于《摩擦学与润滑技术》。的摩擦学和润滑工程师学会是CFE媒体内容合作伙伴。


Jane Marie Andrew
作者简介:简·玛丽·安德鲁是芝加哥地区的自由科学作家和编辑。