SpectrOil M系列油料光谱仪矿山行业应用案例
时间：2018-12-14 阅读：364
油料光谱分析除了能够分析污染物，还能通过分析油液添加剂元素浓度来识别油液污染与降解恶化的程度。多元素分析，配合对制造部件所用材料属性的理解，可以用来识别设备上特定组件的失效故障。油料光谱仪是专门用来分析在用润滑油、液压油和冷却液中溶解和悬浮颗粒的元素含量的仪器。
斯派超SpectrOil M系列油料光谱仪采用RDE-OES旋转石墨盘电极油料光谱分析技术 ，满足ASTM D6595、SH/T0865等国内外主流标准，同时也是美国JOAP体系认证的油料光谱分析仪，被军用市场广泛列装。
SpectrOil M系列油料光谱仪产品特性
- 结构坚固，满足军事环境（冲击和震荡）使用要求，运输方便适用于偏远地区
- 无需样品处理
- 分析过程只需30秒
- 多可同时检测31种元素
- 内置工业用触屏电脑
- 简单易用，无需专业培训
- 无需辅助设备和气体，只需交流电源
SpectrOil M是高性能的旋转石墨盘电极油料光谱分析仪。
- 采用*高纯石墨盘电极，检出限可达亚ppm级
- 激发电弧能量高，可对油样中10微米以内的悬浮颗粒及溶解元素进行*等离子激发。
- 无需样品预处理及稀释，适用于各种工业油样的检测需求。
通过光谱分析元素的典型来源：
金属材料 | 发动机/变速箱/传动箱 | 液压油 | 冷却液 |
铁（Fe） | 常见的磨损金属。汽缸套、气门导管、摇臂、轴承、曲轴、凸轮轴、活塞销、缸体、正时齿轮、空压机汽缸等。 | 油缸、齿轮、导杆等。 | 衬管、水泵、汽缸体、汽缸盖等。 |
铬（Cr） | 活塞环、汽缸壁、排气阀、镀铬零件、冷却液、缓蚀剂等。 | 轴、不锈钢合金。 | 缓蚀剂等。 |
铅（Pb） | 主轴承表面、销轴承表面、凸轮座、轴承金属、衬套、密封件、焊接物、油脂、含铅燃油等。 | 衬套等。 | 焊接物、油冷却器、暖气风箱等。 |
铜（Cu） | 黄铜或青铜合金与黄铜合金锌和青铜合金锡一起检测。主轴瓦、连杆瓦表层材质磨损后出现铜。销轴承、曲轴止推轴承、凸轮轴座、连杆小头瓦、凸轮从动件滚子销、摇臂衬套、正时齿轮衬套、机油泵衬套、涡轮衬套、机油冷却器芯部腐蚀物、各类轴承/衬套/止推垫片等。 | 衬套、止推垫片、油冷却器等。 | 散热器、油冷却器、暖气风箱等。 |
铅（Pb）、铜（Cu） | 正时齿轮止推轴承、正时齿轮衬套、活塞销衬套、机油泵衬套、凸轮轴衬套、曲轴轴承合金等。 | 衬套等。 | 油冷却器、暖气风箱等。 |
铝（Al） | 往复式发动机的活塞或曲轴箱、轴承座、轴承表面、泵、止推垫圈等。 | 泵、止推垫圈、散热器水箱等。 | 冷却液弯头、管道、节温器、隔板等。 |
硅（Si） | 空气中的粉尘、密封件、冷却液泄漏、添加剂等。 | 空气中的粉尘、密封件、冷却液泄漏、添加剂等。 | 防起泡和防腐剂等。 |
铁（Fe）、铬（Cr）、铝（Al）、硅（Si） | 空气中的粉尘。 | 空气中的粉尘。 | 不适用。 |
钠（Na） | 冷却液泄漏等。 | 冷却液泄漏等。 | 抑制剂等。 |
铜（Cu）、钠（Na） | 机油冷缺器泄漏防冻液等。 | 油冷器漏水等。 | 油冷器漏水等。 |
钼（Mo） | 活塞环、添加剂、冷却液污染等。 | 添加剂、冷却液污染等。 | 抗气蚀抑制剂等。 |
平朔安太堡矿在上世纪八十年代末期就从美国引进了SpectrOil M型油料光谱仪。平朔露维中心拥有两个现代化的油液检测化验室，负责平朔矿区600多台各种型号的矿用设备（电铲、钻机、自卸卡车、工程机械、吊车等）、甚至井工矿综采设备的油样检测分析工作。以下为其实际应用案例之一：
2016年7月8日使用SpectrOil M对4114卡车送检的发动机（304）油样进行光谱分析，发现该油样中钠含量值超标。经初步判断分析，钠元素含量超标可能的原因是润滑油中进入了冷却液。通过对4114卡车连续多个保养周期机油油样化验报告的分析，钠元素的含量值多次超出大极限范围。与此同时，铅元素的含量值同样超出可接受范围，甚至超出大极限范围。下列图表为超标元素含量值在每次换油周期内的趋势：
详细检测数据见下表：
设备 编号 | 代码 | 设备 型号 | 保养 类别 | 送检 日期 | Fe ppm | Cr ppm | Pb ppm | Cu ppm | Al ppm | Si ppm | Na ppm | Mo ppm |
4114 | 304 | 730E卡车 | 250 | 2016/6/17 | 0 | 0 | 7 | 1 | 5 | 8 | 10 | 2 |
2000 | 2016/7/8 | 0 | 0 | 26 | 1 | 1 | 4 | 104 | 3 | |||
250 | 2016/8/8 | 17 | 0 | 35 | 1 | 6 | 6 | 133 | 2 | |||
500 | 2016/8/25 | 34 | 1 | 111 | 5 | 4 | 5 | 136 | 6 | |||
复查 | 2016/8/27 | 9 | 0 | 27 | 0 | 11 | 16 | 73 | 0 | |||
复查 | 2016/9/2 | 9 | 0 | 18 | 1 | 5 | 7 | 72 | 2 | |||
250 | 2016/9/17 | 10 | 0 | 24 | 2 | 2 | 4 | 148 | 5 | |||
复查 | 2016/9/20 | 9 | 1 | 24 | 2 | 0 | 3 | 167 | 5 | |||
复查 | 2016/9/24 | 12 | 1 | 30 | 4 | 1 | 2 | 179 | 8 | |||
复查 | 2016/9/26 | 16 | 1 | 33 | 6 | 5 | 10 | 161 | 10 | |||
1000 | 2016/10/12 | 11 | 0 | 12 | 3 | 2 | 5 | 38 | 3 |
数据分析：元素含量值趋势可看出：机油中钠元素的含量值在连续三次换油周期内均呈现明显递增趋势。与此同时，铅元素的含量值在近两次换油周期内同样处在递增状态，且终含量值严重超出大极限范围50mg/L。设备更换了新机油之后，2016/9/17化验报告显示钠元素的含量值依然超出大极限范围110mg/L，之后进行的三次复查取样化验报告，铅、钠元素的含量值变化呈现明显递增趋势。
故障判断：元素含量PPM分析预示着此台发动机内部冷却液渗漏量正在逐步增大，与此同时，当较多的冷却液混入到机油中，机油将被乳化，此类问题不仅会降低各机械部件之间的润滑效果，而且被乳化后的机油不能及时带走各运动部件之间产生的热量，同时流动的混合液体中产生的气穴现象将腐蚀金属表面，发动机在此种状态下运行必然会加剧主要摩擦副之间的磨损；如：连杆瓦、主轴瓦、活塞销轴瓦、凸轮轴座等部件，终造成润滑油铅元素含量值超标。
故障处理：2016/9/17维修人员更换了水泵，之后进行的三次复查取样钠元素含量值依然超标，故障仍未得到处理。2016/9/27经维修人员仔细检查后发现，左排7#缸缸垫破损从而使冷却液窜入到机油中，更换左排7#缸缸垫。2016/10/12化验数据恢复正常，故障排除。
测试证明：监测由磨损和污染引起的元素含量能够为设备故障提供早期预警，以便主动排除故障隐患，大限度地提高设备的运行可靠性。