■ 康宏志 陳磊 李魯寧 / 頗爾(中國)有限公司

航空油液污染是引起系統(tǒng)失效的根本原因，需要在搞清楚油液污染物來源的基礎上進行監(jiān)測。采用數(shù)字化技術建立在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)對污染物進行快速自動檢測并輸出評價結果，可以縮短測試時間、提高測試結果的準確性及有效性。

油液品質(zhì)關系到航空動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及滑油系統(tǒng)的健康運行及整機的安全運轉(zhuǎn)，掌握油液污染物及其來源，根據(jù)相關清潔度標準對油液品質(zhì)評級與維護具有重要意義。與傳統(tǒng)油液監(jiān)測技術相比，數(shù)字化技術可以進行快速自動檢測并輸出評價結果，縮短測試時間，提高測試結果的準確性及有效性。

油液污染物來源

油液污染物可分為固體污染物、液體污染物以及氣體污染物。固體污染物會在相對運動的零部件間產(chǎn)生磨損及疲勞，使得零部件間隙增大或阻礙相對運動，影響零部件性能，降低零部件壽命，導致系統(tǒng)或整機的工作不穩(wěn)定；液體污染物和氣體污染物會引起油液黏度變化，影響潤滑油性能，導致油膜缺失，造成腐蝕和銹蝕，加劇零部件磨損，降低系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命。

從過程管控角度看，油液污染物來源大多為系統(tǒng)內(nèi)生、外部入侵，系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生和維護保養(yǎng)時產(chǎn)生。系統(tǒng)內(nèi)生主要為生產(chǎn)過程中遺留產(chǎn)生的污染物，如零部件加工和裝配過程中的遺留物，管道沖洗過程中殘留的鐵屑或毛刺等；外部入侵主要為更換油液或由氣孔吸入的各類污染物，如加注油液自帶污染物、吸入的高濕度空氣或粉塵等；系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的污染物主要為表面磨損污染物或油液自生污染物，如軸承疲勞后脫落顆粒污染物、泵氣蝕后的顆粒剝落、油液添加劑析出等；維護保養(yǎng)時產(chǎn)生的外來污染物主要是拆卸后被空氣或外部污染物污染的零部件復裝后成為新的污染源。

油液清潔度檢測

油液清潔度是對油液顆粒污染程度的描述。單位體積的油液中含有固體顆粒污染物的量 (質(zhì)量或顆粒數(shù)量)可以表征油液清潔度?，F(xiàn)行油液清潔度標準主要有NAS1638、ISO 4406—1999 和SAE AS4059F—2013等。油液清潔度檢測方法包括質(zhì)量分析法、光學顯微鏡計數(shù)法、激光顆粒計數(shù)法以及濾網(wǎng)堵塞法等。

質(zhì)量分析法是通過真空抽濾的方法將液樣中的顆粒分離收集在預先稱好質(zhì)量的濾膜上，除油干燥后重新獲得膜片因截留污染物導致的質(zhì)量增加，進而了解單位體積中污染物濃度的一種檢測方法。質(zhì)量分析法可以反映污染物總質(zhì)量，但無法獲悉顆粒污染物尺寸，目前很少使用。

光學顯微鏡計數(shù)法通過真空抽濾的方式將液樣中的顆粒分離收集在濾膜上，濾膜干燥后直接放在光學顯微鏡下采用入射光進行分析，也可以處理后采用透射光進行分析。利用人工計數(shù)或圖像分析，按顆粒的最長弦來測量顆粒的尺寸。人工計數(shù)法局限于環(huán)境和操作時長，僅用于線下；圖像分析法的局限是無法處理重疊顆粒污染物以及必要的復檢會導致時間加長。

激光顆粒計數(shù)法是被檢測液樣通過傳感器的一個激光光束形成的狹窄通道，當有單個顆粒通過光束時，檢測器接收到的光亮減弱，減弱量與顆粒的投影表面積成比例，由此產(chǎn)生應給電壓脈沖，進而被儀器檢測并記錄。該方法能實現(xiàn)高低壓系統(tǒng)在線檢測，快速、重復性好且精確度高，可提供實際顆粒數(shù)及ISO代碼；但對被檢測油液要求較高，油液中的水、空氣、泥漿、凝膠等會導致錯誤讀數(shù)，檢測結果易受液體狀態(tài)(凝膠、不透明或顆粒濃度)的影響。

濾網(wǎng)堵塞法是當污染液通過一個均勻且一致開口(或微孔)的濾網(wǎng)時測定濾網(wǎng)特性變化的一種檢測方法，當污染油液通過濾網(wǎng)時，尺寸大于微孔孔徑的顆粒被濾除，濾網(wǎng)逐漸堵塞，從而引起濾網(wǎng)兩端的壓差增加（恒流量原理）或者通過濾網(wǎng)的流量減小（恒壓差原理）。該方法結果精確、可重復計數(shù)，可用于在線檢測，不受水、空氣、泥漿、高度顆粒集中以及流體界面的影響，可用于測量暗色和不透明流體。

油液水分檢測

油液水含量是對油液中水分污染物的描述。水分在油液中的存在形式分為游離水、乳化水（油包水）和溶解水。溶解水可以用油液水分飽和度表示，油中水分飽和度是指當前溫度下油中水分的實際含量與油中水分飽和含量的比值，以0 ～100%表示，0代表油中不含水，100%代表當前溫度下油中水分含量完全飽和。游離水、乳化水和溶解水均可以油液中測得的實際水分含量表示，即ppm。

油液水分檢測方法有卡爾費休滴定法和傳感器法。卡爾費休滴定法是在電解池內(nèi)卡氏試劑達到平衡時注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應直至水分全部耗盡，從而測定含水量。該方法測定結果能精確到10ppm，可以測量溶解水、乳化水和游離水。但此方法是一種相對復雜的測試，通常在實驗室進行，費時、成本高且不適合水含量較高的情況。傳感器法是借助水分檢測儀測量流體中水分飽和度。在已知被測量流體的飽和曲線時，該方法測得的結果可以轉(zhuǎn)換成百分比或ppm水含量，結果不受溫度影響，操作簡單便捷，測試精確度高（誤差±2%），可在線測試，測量液體范圍較廣，成本低。但該方法只能測量流體中的溶解水含量。

頗爾油液品質(zhì)在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)

在線監(jiān)測診斷

油液清潔度等級和含水量是評價油液品質(zhì)的基礎指標，此外，對于不同應用點，油液黏度、密度、漆類污染物指數(shù)、介電常數(shù)等指標也會對現(xiàn)場工況產(chǎn)生影響，市場需求端對油液檢測提出了更高要求，即在線檢測多個參數(shù)指標。頗爾油液品質(zhì)在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)（PALL OMDS）針對工業(yè)4.0 需求設計制造?？蓪?、清潔度等級、黏度、密度、介電常數(shù)、溫度等一系列數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時監(jiān)測，還可定制液位控制、濾芯壽命判定以及顆粒污染物類型等參數(shù)監(jiān)控。在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、操作界面友好，可以全自動運行。操作面板上設置LCD顯示屏，可本地顯示設備運行狀態(tài)和各項監(jiān)控指標。通過網(wǎng)絡，采用云技術將檢測設備運行狀態(tài)和各項油品參數(shù)上傳，通過手機、電腦終端等進行參數(shù)實時查詢。數(shù)據(jù)處理后，系統(tǒng)可自動生成各項運行指標的狀態(tài)趨勢及報告，并儲存于服務器。

結束語

由油液清潔度和水含量的測試方法可以看出，伴隨科學技術的發(fā)展，檢測元件的不斷升級迭代，油液檢測技術由手動測試向自動化及數(shù)字化轉(zhuǎn)變；由單一參數(shù)測試向多參數(shù)集成測試轉(zhuǎn)變，對操作人員技能水平的依賴程度逐漸降低，測試效率大大提升。數(shù)字化檢測方法在可預見的未來會迅速向油液檢測市場普及，加速智能化。