油液分析常見污染物       

       油液分析初用于發(fā)動機(jī)是作為一種預(yù)測性維護(hù)工具，目前它仍然是確保發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可靠性的主要技術(shù)。往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)是大多數(shù)移動設(shè)備的動力裝置，如汽車、卡車、公共汽車、采礦設(shè)備、農(nóng)業(yè)設(shè)備。另外，備用發(fā)電機(jī)、油氣勘探鉆機(jī)和管道壓縮站也要使用發(fā)動機(jī)。
      如果機(jī)油不能充分發(fā)揮其作用，就必須更換。另一方面，過早或頻繁地更換機(jī)油會對成本和環(huán)境造成巨大影響。內(nèi)燃機(jī)的機(jī)油在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會逐漸受到污染，其污染的速度會因負(fù)載系數(shù)、占空比、使用時間、環(huán)境和燃料類型而變化。發(fā)動機(jī)油通常含有添加劑包，主要是清潔劑和堿性成分，以中和燃料燃燒產(chǎn)生的酸。添加劑會逐漸消耗，以致不能更好滴保護(hù)發(fā)動機(jī)。通常情況下，了解油中污染物的類型是很重要的，通過它們可以了解發(fā)動機(jī)的狀況，以便更好地采取補(bǔ)救措施。例如，如果油中有大量二醇污染表明冷卻系統(tǒng)有泄漏。
      油液分析提供了有關(guān)污染程度的信息，以及油液老化情況，油的狀況是隨著環(huán)境條件的變化而改變的。導(dǎo)致機(jī)油污染的因素有哪些 ？
     發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生各種各樣的污染物. 下面是常見的幾種 ：

一、燃料

       燃料污染物通常與發(fā)動機(jī)故障有關(guān)。然而，燃料稀釋也可能是由于發(fā)動機(jī)過度怠速或頻繁啟停引起的。燃料稀釋會導(dǎo)致粘度損失，如果不加以控制將導(dǎo)致嚴(yán)重磨損和故障。噴油嘴故障，空氣過濾器堵塞和燃油泵故障是燃油稀釋的常見原因，但在某些情況下，機(jī)油污染也可能是由于燃料管道破裂引起的。

二、燃燒副產(chǎn)物

       廢氣（竄漏氣體）會通過活塞環(huán)、氣門導(dǎo)管和泄露的渦輪增壓器進(jìn)入曲軸箱。這些氣體含有碳、水、酸、不*燃燒的燃料，清漆和油漆。所有這些顆粒都會污染機(jī)油。硫氧化物（Sox）是常見的含硫燃料（柴油，液體燃料餾分，重質(zhì)燃料油）氣體；氮氧化物（NOx）通常在天然氣（CNG，LNG，丙烷）燃料發(fā)動機(jī)中較為常見。烴氧化物（HCOx）存在于多種燃料中。

三、水

       水蒸氣作為燃燒的副產(chǎn)物會進(jìn)入機(jī)油中。備用發(fā)電機(jī)和低負(fù)荷發(fā)動機(jī)不會使油變得過熱以至于使水沸騰。水與漏氣結(jié)合會產(chǎn)生酸，會使油老化并腐蝕發(fā)動機(jī)表面。從空氣中吸入的水或者冷卻管損壞漏進(jìn)去的水會導(dǎo)致油老化，嚴(yán)重的情況下會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)磨損和故障。

四、酸, 清漆, 污泥

       當(dāng)潤滑油與高溫發(fā)動機(jī)部件接觸時，或者當(dāng)高溫油與空氣接觸時，就會發(fā)生氧化和分解，產(chǎn)生酸、清漆和污泥等污染物。

五、煙炱

       這種污染物是由噴射延遲和燃燒的燃料與汽缸套上的油混合引起的。過多的煙炱會導(dǎo)致閥門和噴油器總成的異常磨損，使排放控制系統(tǒng)過載，污染空氣。
      那么發(fā)動機(jī)油監(jiān)測應(yīng)包括哪些測試？除了粘度測試和以及磨損金屬測試之外，對發(fā)動機(jī)的任何測試需要進(jìn)行污染物測試。

六、防凍液

       乙二醇防凍液在發(fā)動機(jī)上廣泛使用。冷卻系統(tǒng)被腐蝕，缸蓋密封破裂或冷卻管路損壞都會導(dǎo)致防凍液進(jìn)入機(jī)油。乙二醇對有色金屬軸承表面具有很強(qiáng)的腐蝕性。過量防凍液會使機(jī)油變色，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)卡死。

七、氧化硝化

       如果氧化嚴(yán)重，潤滑劑就會腐蝕關(guān)鍵表面。“氧化值”越大，氧化的程度就越高。有氧化問題的系統(tǒng)中會出現(xiàn)油漆、污泥沉積、粘環(huán)、清漆和過濾堵塞等情況。
      硝化是另一個重要的參數(shù)，它測試的是機(jī)油中NOx的含量。這些化合物能與油中的水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生亞硝酸，使油降解，降低添加劑的效力。可以產(chǎn)生清漆和沉積物。

八、紅外光譜

       紅外光譜技術(shù)是一種檢測在用油樣品中有機(jī)污染物、水和降解產(chǎn)物的重要技術(shù)。可提供大量關(guān)于機(jī)油狀況和污染的信息。

九、抗磨添加劑

       用IR測定，是對油中剩余ZDDP添加劑的測定。ZDDP是主要的減磨添加劑;如果被耗盡，容易產(chǎn)生異常磨損。

十、乙二醇含量 

       對液體乙二醇的量度，以wt％計量。乙二醇冷卻劑在高溫環(huán)境中會分解，形成乙醇酸。這些酸侵蝕軸承表面有色金屬并形成金屬鹽。這些酸還與油中的抗磨損和抗氧化添加劑反應(yīng)，與水混合形成污泥，堵塞過濾器并導(dǎo)致油失去其潤滑性能，從而增加磨料磨損。發(fā)動機(jī)和變速箱中的乙二醇污染被認(rèn)為是比水更嚴(yán)重的污染物（其破壞力是水的10倍）。隨著油溫上升，乙二醇冷卻劑可能會迅速或隨著時間的推移而分解。這種不穩(wěn)定性是在給定時間內(nèi)確定油中乙二醇含量的主要挑戰(zhàn)，并且是現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果彼此不一致的主要原因。 

十一、煙炱

       用紅外光譜法測定其含量，以wt %為單位。雖然大多數(shù)發(fā)動機(jī)油都有用于分散煙炱的添加劑，但如果添加劑過量，會造成過載，導(dǎo)致磨損和不良運(yùn)轉(zhuǎn)。

十二、粘度

 便攜式粘度計

       粘度是流體流動的阻力。運(yùn)動粘度是發(fā)動機(jī)潤滑油重要的物理性質(zhì)。發(fā)動機(jī)油通常是多級配方，允許發(fā)動機(jī)在很寬的溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。發(fā)動機(jī)油通常測試100下的粘度。如果潤滑劑的粘度超過SAE規(guī)定的小值或大值，則需要更換。粘度會隨著時間的推移而增加，并隨著煙炱和固體顆粒的增加而增加。發(fā)動機(jī)油是粘度損失比粘度增加危害更嚴(yán)重，并且通常是燃料污染的罪魁禍?zhǔn)?

十三、水分

       水是常見的污染物之一。水可以作為燃燒的副產(chǎn)物或因冷卻系統(tǒng)泄漏進(jìn)入機(jī)油。雖然發(fā)動機(jī)油的溫度足以在工作時驅(qū)除濕氣，但過量的水會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)磨損。由于泄漏或進(jìn)水過多，進(jìn)入發(fā)動機(jī)的水會引起嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)卡死。大多數(shù)發(fā)動機(jī)的水污染不應(yīng)超過0.25%。

十四、總堿值

       總堿值（TBN）是潤滑劑中堿性儲備的量度。通常通過滴定法測量，如Karl Fischer方法，但也可以用其他方式測量，例如紅外光譜法。竄氣與曲軸箱中腐蝕性酸的水分相結(jié)合，會消耗堿值。發(fā)動機(jī)油含有添加劑，旨在與形成的酸反應(yīng)并中和酸。堿值以跟蹤在用油中的添加劑消耗情況。當(dāng)TBN值達(dá)到給定潤滑劑的既定水平時，通常要換油。 TBN的突然下降將表明發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常（例如過度竄漏）。大多數(shù)潤滑油供應(yīng)商都在使用規(guī)范中限定TBN的值。通常當(dāng)TBN值降到起始值的30％時，就該換油了。對于燃燒高硫燃料的發(fā)動機(jī)，建議使用高起始TBN值的油，并且警報限值設(shè)為起始值的50％，而不是30％.   

十五、總酸值

       總酸值（TAN）用于表示潤滑劑中相對酸度。通常通過滴定法進(jìn)行測量。酸值用作指導(dǎo)跟蹤使用中的油的氧化變性。TAN推薦用于天然氣發(fā)動機(jī)。 TAN的突然上升預(yù)示著可能存在常操作（例如過熱）。大多數(shù)潤滑油供應(yīng)商都在使用規(guī)范中給予TAN限制。通常比起始值增加2.0，就需要重視。. 

十六、鐵磁顆粒濃度

       鐵磁顆粒濃度是指鐵磁性顆粒的總量，單位為ppm。用磁力計來測量。尺寸從亞微米到肉眼可見不等。鐵磁顆粒會引起電流的變化，電流的改變量與鐵磁顆粒的含量成正比。總鐵磁顆粒是所有發(fā)動機(jī)油的關(guān)鍵指標(biāo)，應(yīng)包含在所有篩選測試中。以ppm為單位的值是一個趨勢。鐵磁顆粒濃度增加10％表示存在異常磨損。

十七、顆粒計數(shù)

       顆粒計數(shù)是一種根據(jù)特定的尺寸范圍對流體中的顆粒進(jìn)行計數(shù)和分類的方法,通常根據(jù)ISO 4406和SAE 4059.這是一種非常有用的測試，減少油中的顆粒可以延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。顆粒計數(shù)通常是發(fā)動機(jī)現(xiàn)場測試的一項可選測試，因?yàn)闊熿茣绊戭w粒計數(shù)的準(zhǔn)確性。顆粒計數(shù)通常用于發(fā)動機(jī)開發(fā)，因?yàn)橄馤aserNet這樣的技術(shù)能夠有效地測量含有1.5%煙炱的油中的顆粒數(shù)量。

十八、鐵磁顆粒計數(shù)

       鐵磁顆粒計數(shù)是一種根據(jù)顆粒的大小和數(shù)量而不是濃度來量化鐵屑的技術(shù)。常用的是技術(shù)是磁力計或者LNF ，直讀鐵譜系統(tǒng)也是一種常用的方法。這些系統(tǒng)增加了光譜和鐵磁密度技術(shù)，有助于了解鐵磁顆粒的數(shù)量和大小。所有這些技術(shù)測量的都是樣品中大小鐵磁顆粒的比例。數(shù)據(jù)可用于計算磨損顆粒濃度和嚴(yán)重性指數(shù)，可設(shè)置數(shù)據(jù)達(dá)到一定水平時的報警值。

十九、燃油稀釋

       燃料稀釋是對潤滑油中未燃燒的燃料的測量，通常由于噴油器泄漏、密封不良或燃燒不*而產(chǎn)生。所有發(fā)動機(jī)都能承受一定量的燃料，預(yù)計不超過2％。超過5％問題就很嚴(yán)重。燃油稀釋通常通過GC或SAW傳感器（燃油嗅探儀）測量，結(jié)果用wt％表示。

二十、元素光譜

       元素光譜法是一種用于檢測和量化在用油中由磨損，污染和添加劑產(chǎn)生的金屬元素的技術(shù)。給油樣通電使每個元素發(fā)射或吸收可量化的能量，能量的多少表明油樣中的該元素的濃度。結(jié)果反應(yīng)所有溶解金屬（來自添加劑包）和顆粒的濃度。該測試是所有現(xiàn)場和非現(xiàn)場油液分析工具的支柱，因?yàn)樗梢钥焖贉?zhǔn)確地提供有關(guān)設(shè)備污染和磨損情況的信息。其主要限制是對顆粒尺寸為5微米或更大的顆粒，其檢測效果較差，這也是要首先進(jìn)行鐵磁顆粒濃度檢測的原因。

二十一WDA (鐵譜分析)

       WDA是一種分析技術(shù)，它將鐵磁性磨損顆粒與油分離并將它們沉積在譜片上。通過顯微鏡觀察譜片，可看出磨損模式和設(shè)備潛在的磨損源。這種技術(shù)稱為分析鐵譜。它是檢測異常和有色金屬磨損的非常好的技術(shù)，但通常只由經(jīng)過培訓(xùn)的分析師才能進(jìn)行。 

推薦測試參數(shù)，請參見下表。 

R = 推薦的

O = 可選的