李慶華

（大慶油田公司井下作業(yè)分公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

潤(rùn)滑管理在設(shè)備管理中占有重要地位，但在實(shí)際潤(rùn)滑管理工作中，存在諸多困難：①傳統(tǒng)油品理化性能檢測(cè)難以全面、正確反映油品質(zhì)量；②由于設(shè)備使用工況、環(huán)境、介質(zhì)、操作人員素質(zhì)的不同，最佳換油周期難以確定。為全面分析和評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油品質(zhì)，我們通過(guò)使用美國(guó)MOA-Ⅱ發(fā)射光譜儀，將發(fā)射光譜技術(shù)應(yīng)用于潤(rùn)滑油狀態(tài)監(jiān)測(cè)管理體系中，能夠精確測(cè)量油品中添加劑、磨損金屬、污染元素的成份與含量，從而達(dá)到確保新油品質(zhì)、探究設(shè)備的磨損機(jī)理和預(yù)測(cè)磨損發(fā)展趨勢(shì)的目的。形成以元素含量分析、油品理化性能分析、污染物分析為基礎(chǔ)的油品狀態(tài)分析體系，為預(yù)知式維修、主動(dòng)式維修提供技術(shù)支持。

1 新進(jìn)油品檢測(cè)

潤(rùn)滑油由基礎(chǔ)油和各種添加劑組成，添加劑的成份及含量決定了油品的品質(zhì)。常規(guī)理化檢測(cè)無(wú)法反映油品添加劑成份和含量，我們通過(guò)發(fā)射光譜儀對(duì)新油品元素含量進(jìn)行定量分析，確定新油品添加劑成份含量是否在正常范圍內(nèi)、是否混入污染物。目前，我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中的Ca、Zn、P 元素，齒輪油中的P元素；液壓油中的Zn、P 元素進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，有效的確保了新進(jìn)油品的質(zhì)量。

對(duì)新購(gòu)進(jìn)的CH-4 柴油機(jī)油做光譜檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，新進(jìn)油品中Ca、Zn、P 的含量變化大。通過(guò)對(duì)不同批次油品的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該品牌油品理化指標(biāo)很穩(wěn)定，但添加劑的含量尤其Ca、Zn、P 的含量變化大，這直接反映了不同批次新進(jìn)油品的性能不穩(wěn)定。我們據(jù)此對(duì)廠家產(chǎn)品質(zhì)量提出了質(zhì)疑，要求廠家提供三種元素的典型值及相關(guān)規(guī)范，經(jīng)過(guò)多次交涉，廠家提供了添加劑元素的含量標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。此后連續(xù)7 個(gè)月對(duì)該產(chǎn)品重點(diǎn)監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖1），可以看出，在采用光譜檢測(cè)后，供應(yīng)商對(duì)提供油品的質(zhì)量加強(qiáng)了管理，添加劑元素含量值趨于穩(wěn)定，且含量較原先采購(gòu)油品大幅提高，即產(chǎn)品質(zhì)量較以往提高。

圖1 元素含量變化趨勢(shì)

2 預(yù)知式維修

預(yù)知維修是以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、日常點(diǎn)檢、定期檢查為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)分析、預(yù)測(cè)設(shè)備的劣化程度，在故障前有計(jì)劃地進(jìn)行適當(dāng)維修的一種維修方式。

該種維修體制根據(jù)設(shè)備的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)確定維修期限，不固定拆檢分解的范圍，通過(guò)不斷定量分析監(jiān)測(cè)的某些參數(shù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)及其變動(dòng)量來(lái)確定最佳的維修時(shí)機(jī)和維修內(nèi)容。預(yù)知維修比事后維修有著很大的先進(jìn)性，并且比定期維修制也更為合理。進(jìn)行預(yù)知維修的首要工作是對(duì)設(shè)備開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)工作，我們以潤(rùn)滑油理化分析、光譜分析技術(shù)為基礎(chǔ)，開(kāi)展壓裂設(shè)備的預(yù)知維修工作。

以哈里伯頓壓裂車裂-19 變速箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)為例，按照規(guī)定，臺(tái)上變速箱每運(yùn)轉(zhuǎn)100 h 進(jìn)行一次潤(rùn)滑油取樣，進(jìn)行6 項(xiàng)理化指標(biāo)檢測(cè)和發(fā)射光譜元素分析。該車油品理化分析一切正常，但元素分析檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，裂-19 自工作800 h 起變速箱油中的Fe、Cu 元素含量不斷增高，其中1000 h 后急劇增高，見(jiàn)圖2。

Fe、Cu 元素含量突然異常增高，說(shuō)明變速箱內(nèi)部存在異常磨損現(xiàn)象，結(jié)合該變速箱4 檔工作時(shí)溫度較其它檔位偏高的現(xiàn)象，分析變速箱高檔位離合器鼓及離合器片磨損嚴(yán)重。解體檢修證實(shí)分析結(jié)果，及時(shí)預(yù)防一次機(jī)械事故。磨損的離合器見(jiàn)圖3。

3 主動(dòng)式維修

圖2 裂-19 鐵銅含量變化趨勢(shì)

圖3 磨損的高檔位離合器

主動(dòng)維修是從故障根源上對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)防，是積極主動(dòng)的預(yù)防故障，主動(dòng)維修的核心是消除故障源。設(shè)備油樣中含有的各種元素成份及含量是評(píng)價(jià)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程磨損程度的重要指標(biāo)，每種元素含量的多少與設(shè)備中某種摩擦副磨損量的大小有直接關(guān)系，可由對(duì)應(yīng)磨損元素判斷磨粒產(chǎn)生的部位及狀態(tài)。例如Fe 元素主要來(lái)自汽缸套、搖臂、活塞環(huán)等部件，Cu 元素主要來(lái)自軸承、軸套、墊片等部件，Pb 元素主要來(lái)自軸承合金材料、密封件等。發(fā)射光譜檢測(cè)的元素來(lái)源見(jiàn)表1：

表1 潤(rùn)滑油中的元素成份及來(lái)源

此外，根據(jù)潤(rùn)滑油中的添加劑及污染元素的成份及含量，還可判斷潤(rùn)滑油的劣化變質(zhì)程度。通過(guò)添加劑及污染元素可以判斷各個(gè)具體的污染源，例如，Si 主要來(lái)自空氣中帶來(lái)灰塵、添加劑等；P 主要來(lái)自空氣中帶進(jìn)的塵土、水及冷卻系統(tǒng)泄漏。使用MOA 光譜儀對(duì)壓裂車組油品定期、連續(xù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)根源參數(shù)超標(biāo)，立即處理，可以保證設(shè)備長(zhǎng)期處于最佳潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)行。

2013 年3 月，裂38 壓裂車變速箱維修后，再次跟蹤油品使用情況，發(fā)現(xiàn)Fe、Cu 等元素含量依然較高，判斷是清洗不徹底存在殘留雜質(zhì)，經(jīng)重新?lián)Q油并更換濾子后，變速箱油中的元素含量恢復(fù)正常，確保設(shè)備潤(rùn)滑處于最佳狀態(tài)。具體變化見(jiàn)圖4。

圖4 裂-38 元素含量檢測(cè)數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語(yǔ)

潤(rùn)滑管理作為設(shè)備管理的重要組成部分，需要不斷進(jìn)步。潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)備管理不可替代的重要手段之一，即保證所用油品處于正常狀態(tài)，又避免盲目拆檢設(shè)備造成的損失。使用發(fā)射光譜和紅外光譜分析，提高潤(rùn)滑油液監(jiān)測(cè)手段的準(zhǔn)確性和效率，完善相關(guān)設(shè)備的軟硬件和分析方法，加以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立起潤(rùn)滑油液監(jiān)測(cè)、診斷數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)故障隱患做到早期診斷、早期預(yù)防，使設(shè)備長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。