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潤滑管理中的油液檢測與油液凈化

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潤滑管理中的油液檢測與油液凈化

發布日期:2018-01-31 00:00 來源:http://www.hjgvpx.live 點擊:

一、概述

目前,我國的企業都認識到70-80%的設備故障主要來源與潤滑不良或失效。而解決這一問題需要從多方面入手,一方面需要建立潤滑管理的制度與標準,另一方面需要完善對油品的監測和凈化手段。
    油液狀態監測的首要目的是對油品劣化、污染和機械磨損的早期發現與預。首先,機械磨損的早期發現是設備視情維修的基礎,可以在設備發生嚴重磨損與失效之前安排檢修,減少設備損壞;其次,根據設備狀態合理安排檢修時,減少故障停機與定期檢修對生產的影響;再次,提高了設備的平均故障間隔時間,提高了生產率。此外,對油品的劣化與污染的早期發現與預警,是從根源上切斷設備異常磨損的誘因。基于實驗室檢測的油液分析技術目前已經廣泛應用于各個行業領域中,同時也逐步顯露出其存在不足的一面。而在線式檢測以其時效性與便于維護性備受人們關注。隨著傳感器技術與人工智能的日漸成熟,實時油液監測系統的開發也提上了日程。

對于油液出現劣化、污染,我們除了采用換油的手段還應該加強對在用油的養護凈化,針對不同的污染狀況采用不同的凈化設備定期養護凈化在用油液,起到改善潤滑效果,延長設備壽命、減少設備磨損等作用。

二、油液監測

1、離線式油液監測的現狀
     離線油液分析即實驗室分析,它主要基于石油產品質量評定方法、光譜元素分析與鐵譜技術,從設備潤滑系統或液壓系統中取出一小瓶樣品,送到實驗室進行檢測,并依靠專家經驗對設備的油質狀態、污染狀態與磨損狀態進行評價并給出指導建議,全部結果輸入計算機系統,以方便查閱并形成歷史趨勢。
    離線監測是目前油液分析的主要形式,在為汽車、港口、石化、冶金、制氣、化工、石油開采、運輸、水泥、電力等行業的大型壓力機、大型減速、氣體壓縮機、高精度伺服液壓系統、大型燃氣透平機、大型水輪機組等關鍵設備的潤滑磨損狀態分析中發揮了重要的作用。但是,離線監測也存在一些固有的問題。

2、技術上的問題
1)檢測消耗時間太長。目前油液分析實驗室采用的是石油產品質量評定的標準方法與檢測實驗室的管理體系,需要時間長,一般完成一個樣品的檢測全過程需要二到五天時間。檢測結果精確,但事實上在狀態監測中更注重的是趨勢而不是數據的精度。
2)部分檢測儀器價格昂貴,體積龐大,不適合在企業一級推廣使用。
3)分析鐵譜對人員素質的依賴較大,不適合大面積推廣以及檢測流程的提速。
3、應用中的問題
1)取樣不一定有代表性。有些大型潤滑系統的用油量可到幾十立方,而離線監測的取樣量一般只有幾百毫升。典型磨損顆粒被稀釋而不一定能夠被及時發現。
2)送檢周期太長。一般從取樣到送至最近的專業油液實驗室,到得到分析報告,需要幾天甚至幾個星期時間。
3)應用地域有限制。有些交通不便的企業或取樣不便的設備很難開展定期的離線監測。如遠洋船舶與風電齒輪箱。
4、在線監測的特點與應用
    對大部分被監測系統來講,離線分析是完全能夠滿足需要而不存在上述的種種問題。但是對于部分關鍵設備,如連續生產線上的設備、不能輕易停機的設備和無法開展定期油液監測的大型設備來說,在線監測會是一個更好的選擇。
5、在線監測的優勢
1)實時監測。完成一次在線監測一般只需要幾分鐘到幾十分鐘的時間。結果自動進入數據庫。

2)無需取樣。直接對回油管或齒輪箱中的油液進行分析,避免了取樣不具代表性和二次污染等問題。也同時解決了難取樣系統的困擾,以及取樣的人工成本。
6、在線監測的應用
1)軋鋼線、沖壓線等連續生產線上的大型設備,為了不影響整條生產線的停頓,必須保持關鍵設備的正常運轉。
2)透平機組,包括水電廠大型水輪機、火電廠蒸汽輪機等,一旦發生故障停機,損失巨大,并且影響電網穩定。
3)風電場風機齒輪箱。數量眾多,取樣難度大,并且油樣寄送也不方便。
4)遠洋船舶上大型柴油機與液壓系統。遠洋航行時無法送油樣至岸基實驗室,船載檢測設備能力有限。

7、在線檢測系統的構建
     對于不同的潤滑系統,所需要監測的指標也不相同。如柴油機潤滑系統不需要監測污染度指標,風機齒輪箱的監測重點在于磨損狀態分析。因此,需要根據不同的監測對象及監測重點來選擇相應的傳感器。圖1為某一透平機系統采用的監測系統框圖。

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1)控制器軟件功能
    實現對各個傳感器的數據采集接收,并通過以太網或其他現場總線送往控制室的上位計算機;負責對所采集信號的補償和校準,以及數據采集參數的設定。
2)上位機軟件功能
    接收從集成傳感器傳來的采樣數據,并可以包含實時顯示、數據存儲、趨勢分析、超限報警、智能診斷和維護建議等功能。
 8、在線監測系統的發展
1)智能診斷
    對于實時監測系統來說,利用利用專家知識庫對所采集的數據進行一定程度的智能診斷是必須的。它能夠有效減少對專業人員的依賴,方便設備運維人員及時采取措施。
    更進一步的話,可以實現診斷專家知識庫的自學習,在監測的過程中,根據所監測的數據結果來修正之前的判斷依據,使專家系統診斷更加全面可靠。

2)遠程診斷
    專家系統并不能完全代替油液監測技術專家。在發生企業無法單獨解決的潤滑故障問題時,可通過遠程診斷系統將被監測設備的數據發送至遠程故障診斷中心,由潤滑故障診斷專家進行會診。
3)多手段融合
    作為三大監測手段中的振動監測與參數監測早已經實現了在線方式并獲得了廣泛的運用。在油液監測實現在線化后,能夠使三大手段的融合在同一套監控軟件中,實現全面監測與綜合故障診斷,進一步提高設備的運行可靠性。
4)遠程監測
    形成一個覆蓋多行業、多服務對象的專家網絡中心,由位于各個企業的在線式檢測系統向診斷專家中心實時傳輸監測數據,并融合離線式檢測數據和設備的運行狀態參數,由故障診斷專家出具診斷建議,指導協助工礦企業的設備主管及時安排設備的設備維護。實現由多參數監測(粘度、水分、磨損、污染度、油溫)——多檢測點監控(單一企業的多個受控機組)——多手段融合(離線、在線、設備參數)——多行業專家網絡中心組成的層級網絡專家系統。

三、油液凈化

油品凈化,從凈化模式上,可分為全流量在線凈化,以及旁路凈化兩種基本模式。

目前,企業普遍采用的是“單一凈化方法”,既通過潤滑站/液壓站的全流量在線過濾器,對油品進行凈化處理。這種方式,對保護潤滑點摩擦付,是一種必要的手段,但從污染控制的角度,仍然存在局限性:

l         僅去除一定尺寸以上的固體顆粒,如10μm濾芯,則只能去除10μm以上顆粒,小于10μm的無法去除;

l         不能適應污染的多元化,僅去除固體污染物,無法去除油中水分,及有害氣體;

l         無法適應污染程度的差異化,污染速度快、污染嚴重時,易造成過濾器過快堵塞失效;

l         從油品凈化成本控制來看,高污染時,頻繁更換濾芯,會加大濾芯的更換費用,以及濾芯更換的人工成本。

多裝置組合凈化方法,是采用“在線凈化過濾器+旁路凈化設備”的模式,彌補“單一凈化方法”的局限,提高潤滑/液壓系統的整體凈化能力,實現污染控制,保證生產加工設備安全運行。其特點主要表現在以下幾點:

l         可以去除固體顆粒、水、氣體;

l         可以根據污染程度和凈化效率要求,配置合理的凈化處理能力; 

l         減輕在線凈化裝置的工作負荷,降低綜合凈化成本;

l         更好地凈化油品,延長換油周期,降低設備綜合運行成本,提高設備利用率。

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1、潤滑油凈化技術分類

過濾技術:利用壓力差,油穿過滲透性介質,固體顆粒被介質所截留,實現油與固體雜質的分離。這種過濾技術是目前工業企業特別是中國企業普遍采用的技術。

靜電吸附技術:利用油與水、膠質雜質、機械雜質等雜質粒子的電位不同進行吸附分離。

磁性材料吸附技術:去除油液中的鐵磁性物質。

真空加熱技術:去除油液中的水分和空氣。

離心技術:利用油、水、雜質、空氣等物質比重不同,通過離心力來分離油液中污染物,分為開式離心和閉式離心。

在這些潤滑油凈化技術中,過濾技術是目前工業企業普遍采用的凈油技術,真空加熱技術往往要與過濾技術結合應用。離心技術近年來發展迅速。

2、主要凈油技術的優缺點

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