首頁 > 應(yīng)用案例 > 設(shè)備磨損檢測
案例一：
××發(fā)動機氣缸及軸瓦的異常磨損
⒈ 發(fā)動機的基本情況
摩托小時：345h，使用過程中，觀察潤滑油粘度比較稀。
⒉ 發(fā)動機潤滑油光譜分析數(shù)據(jù)
各主要金屬元素的濃度值及其10h的濃度增長率均未見明顯異常，鐵、鉻及銅元素濃度偏高，接近控制標準。從理論上加以分析，潤滑油的粘度大幅度降低，常常會引起零件的異常磨損，應(yīng)進一步做潤滑油的理化分析和鐵譜分析，以便最終判定柴油機的磨損狀態(tài)是十分必要的。
⒊ 潤滑油的理化性能分析
通過發(fā)動機潤滑油的運動粘度測定，兩個油樣的運動粘度分別為8.3Cst和7.6Cst，均超出規(guī)定的指標范圍（該潤滑油的100℃運動粘度應(yīng)在13.5～16.3Cst的范圍內(nèi)）。其下降的比例達到40％左右，很顯然，該油已嚴重變質(zhì)，不能再繼續(xù)使用，但是否為故障的唯一原因，應(yīng)對油液進行鐵譜分析。
⒋ 鐵譜分析結(jié)果
從鐵譜片（圖1）上可以發(fā)現(xiàn)存在有鐵系過熱的粘著磨粒和一個長達65μm左右的切削磨粒，一個幾何尺寸達60μm的過熱銅磨粒（圖2），以及一個60μm左右比較厚的鋁質(zhì)疲勞磨粒及膠狀物（圖3），依據(jù)這三張鐵譜圖片中磨粒的形態(tài)及顏色可以初步判斷該發(fā)動機的氣缸、活塞及軸瓦可能發(fā)生了異常磨損。
⒌ 發(fā)動機分解鑒定結(jié)果
經(jīng)過對發(fā)動機的分解可以觀察到，曲軸的止推軸承端面發(fā)生疲勞剝落；1、2、6主軸承內(nèi)表面出現(xiàn)大面積的露銅，表明已發(fā)生嚴重磨損；相應(yīng)的主軸頸工作表面有幾處發(fā)藍的過熱痕跡；左排第3缸和右排第4缸的內(nèi)工作表面有明顯擦傷痕跡。
圖1 細長的切削磨粒 圖2 銅片粒的邊緣出現(xiàn)紫色回火色 圖3 鋁質(zhì)疲勞磨粒
⒍ 分析結(jié)論意見
從潤滑油的理化性能檢測和鐵譜分析可以認為，導(dǎo)致發(fā)動機的氣缸、活塞及軸瓦發(fā)生異常磨損的直接原因是零件的潤滑不良，潤滑油的粘度過低是造成潤滑條件惡化的起因。
由這一事例，我們可以得到這樣一個認識，即發(fā)射光譜儀由于其對油液中的大顆粒不敏感，因而不能只憑光譜數(shù)據(jù)是否異常來準確判斷發(fā)動機是否存在故障。正常的做法應(yīng)該是依據(jù)多種監(jiān)測手段對故障加以確認，特別是對于機件因疲勞磨損、磨料磨損、潤滑不良、過載等因素所產(chǎn)生的大磨粒分析，鐵譜儀的分析具有獨到之處，應(yīng)予以特別注意。
案例二：
××重型車輛發(fā)動機進土
1. 車輛基本情況：摩托小時92h，屬于新發(fā)動機剛開始使用，但監(jiān)測數(shù)據(jù)極不正常。
2. 光譜分析監(jiān)測數(shù)據(jù)（見表1）
表1 油液分析結(jié)果
| 元素 | Fe | Cr | Cu | Pb | Al | Sn | Si | Na |
| 濃度(ppm) | 40.5 | 3.3 | 9.6 | 91.3 | 8.0 | 13.3 | 15.8 | 26.5 |
3. 車輛檢查保養(yǎng)情況
經(jīng)查，空氣濾清器蓋與體之間的氈墊安裝時，未平整地置入氈墊槽內(nèi)，使濾清器蓋與殼體之間局部產(chǎn)生縫隙，造成密封失效，使進氣空氣不經(jīng)過一、二級濾芯直接進入發(fā)動機增壓器的進口，形成進氣道的短路狀態(tài)，致使發(fā)動機大量進土。
從嚴格意義上講，出現(xiàn)這種問題的根本原因在于車輛的保養(yǎng)質(zhì)量不符合要求。
4. 發(fā)動機機件可能的磨損狀態(tài)
（1）氣缸活塞組零件嚴重磨損，其中活塞裙部和環(huán)槽的磨損首當其沖。從鐵、鉻和硅元素濃度值變化可以看出，由于大量進土的原因，曲軸瓦也將產(chǎn)生過度磨損；
（2）該車在后續(xù)的保養(yǎng)中雖然已采取換油措施，各種元素的濃度已恢復(fù)正常，但是對該發(fā)動機已造成不可恢復(fù)的磨損，其使用壽命將受到一定程度的影響。
由此看來，要保證車輛時刻處于良好的技術(shù)狀態(tài)，提高車輛的保養(yǎng)質(zhì)量是一個重要環(huán)節(jié)。對于“三濾”部件的拆裝要求，在許多技術(shù)文件中都有明確規(guī)定，之所以重復(fù)出現(xiàn)同一類型操作環(huán)節(jié)上的問題，其根本原因就在于乘員的訓(xùn)練和教育并不十分到位。
案例三：
推進系統(tǒng)技術(shù)狀況檢測儀監(jiān)測案例
1. 實驗?zāi)康?br />
測試推進系統(tǒng)技術(shù)狀況檢測儀對油液中金屬磨粒（大顆粒和小顆粒）的檢測功能，重復(fù)性，軟件應(yīng)用情況等。
2. 實驗基本情況
監(jiān)測對象：某型車輛（共19臺）液壓系統(tǒng)及發(fā)動機（液壓油和發(fā)動機油）
實驗步驟：
（1）將油樣搖勻，使磨粒分布相對均勻。
（2）開啟在線鐵譜儀，分別進行大磨粒及小磨粒的采集，每個油樣進行三次采集，自動保存拍攝到的圖片。
（3）對采集到的圖片進行分析，給出IPCA和灰度值兩個定量指標，將三次結(jié)果進行平均并畫出數(shù)據(jù)圖。
3. 監(jiān)測結(jié)果與分析
（1）液壓油樣監(jiān)測結(jié)果
圖1為某型車輛每個油樣采樣得到三個IPCA值的平均值。
圖1 某車輛液壓油樣實驗結(jié)果
從圖1中可以看出13號油樣的IPCA值明顯較高，說明其中磨粒濃度較高，與其他油樣相比，設(shè)備磨損較嚴重。
圖2 13號油樣磨粒圖片 圖3 5號油樣磨粒圖片
圖2是油樣中13號油樣采集的磨粒圖片，圖3是05號油樣的采集圖片。從中可以看出，3號油樣的磨粒數(shù)量明顯較多。
（2）發(fā)動機潤滑油實驗結(jié)果
圖4為發(fā)動機油樣采樣得到三個IPCA值的平均值。
圖4 發(fā)動機油樣實驗結(jié)果
從圖4中可以看出5、11、16號油樣的IPCA值明顯較高，說明其中磨粒濃度較高，與其他油樣相比，設(shè)備磨損較嚴重。
圖5 5號油樣磨粒圖片 圖6 11號油樣磨粒圖片
圖7 16號油樣磨粒圖片 圖8 19號油樣磨粒圖片
圖5~圖7分別是發(fā)動機油樣中5、11、16號油樣采集的磨粒圖片，圖8是19號油樣的采集圖片。從中可以看出，5、11和16號油樣的磨粒數(shù)量明顯較多。
4. 監(jiān)測結(jié)論
推進系統(tǒng)技術(shù)狀況檢測儀能通過對油液中鐵系金屬大磨粒和小磨粒磨損量的自動采集、處理和統(tǒng)計分析等，直觀、精確掌握發(fā)動機、傳動裝置（液壓系統(tǒng)）等各類機械潤滑機件的磨損狀態(tài)。
案例四：
自動磨粒分析儀監(jiān)測案例
實驗設(shè)備：自動磨粒分析儀
監(jiān)測對像：某型柴油發(fā)動機
被監(jiān)測裝備的柴油機，絕大部分屬于正常工作狀態(tài)，其磨粒特征比較明顯。為幫助油液分析人員能準確掌握這一類發(fā)動機的磨損特點，也將其作為一種典型案例收集在內(nèi)。
經(jīng)驗表明，雖然含碳的燃燒產(chǎn)物使?jié)櫥统尸F(xiàn)黑色，但是相對金屬磨粒而言，正常運轉(zhuǎn)的柴油機潤滑油仍然是十分清潔的，含碳的燃燒產(chǎn)物受鐵譜儀磁場的排斥，有的則被固定劑沖洗掉。在運行狀態(tài)良好的發(fā)動機的油樣所制備的鐵譜片上（見圖1、圖2），沉積的鐵磁性磨粒主要是正常磨損的鋼磨粒，僅有數(shù)量極少的磨粒屬于嚴重磨損磨粒，暗金屬-氧化物磨粒極少存在。典型情況下，腐蝕性磨粒在譜片的出口區(qū)也只有輕度沉積。
圖1、圖2 正常磨損期鐵譜片上標準型的磨粒視場
在正常運轉(zhuǎn)的柴油機油制成的鐵譜片上，偶爾也會出現(xiàn)大的黑色的非磁性團粒，這類團粒主要由碳、鈣及硫化合物構(gòu)成，極細的鐵磨粒可能嵌在這類團粒內(nèi)，使它有足夠的磁性得以沉積。利用光學顯微鏡最大放大倍數(shù)，有時可以在團粒內(nèi)觀察到細微的金屬磨粒。碳和硫來自于柴油機的燃料，在燃燒過程中進入潤滑油，鈣來自于潤滑油中的鈣化合物添加劑，其作用是為了中和燃料燃燒時并有水污染時產(chǎn)生的硫酸。
碳/鈣/硫化合物硬度比較低，因此可以認為它們的存在不會對發(fā)動機的磨損產(chǎn)生不利影響，然而它們的存在表明潤滑油中的清凈分散劑已經(jīng)失效，安裝濾清器的目的不是為了吸附煙塵，而是為了分離磨料磨粒。分散劑的加入是為了防止發(fā)動機油中燃燒產(chǎn)物結(jié)團，一旦燃燒產(chǎn)物結(jié)團就有可能堵塞機油濾清器或者在發(fā)動機零件上形成沉積層。
注意不要將暗金屬-氧化物與碳/鈣/硫團粒相混淆，暗金屬-氧化物按磁性沉積鏈沉積排列，因為它們具有鐵質(zhì)核心。黑色團粒無明顯的磁性沉積特征，將兩者區(qū)分開對于油液監(jiān)測工作者來講十分重要，因為暗金屬-氧化物是非正常磨損的明顯征兆。
正常工作柴油機的磨粒特征可以歸納為以下幾點：
⒈ 鐵磁性磨粒主要是正常磨損的鋼磨粒，僅有數(shù)量極少的磨粒屬于嚴重磨損磨粒；
⒉ 暗金屬-氧化物磨粒極少存在，腐蝕性磨粒在譜片的出口區(qū)只有輕度沉積；
⒊ 不要將暗金屬-氧化物與碳/鈣/硫團粒相混淆，因為暗金屬-氧化物是非正常磨損的明顯征兆。