在許多大型機(jī)械設(shè)備中,由于金屬表面間的相對運(yùn)動使摩擦副表面不斷產(chǎn)生大量的磨削碎片和微粒,即磨損顆粒。對于有潤滑油的摩擦副,磨損顆粒會進(jìn)人潤滑油中。盡管磨損顆粒的形成機(jī)理非常復(fù)雜,磨損顆粒的尺寸極其微小(通常為幾十納米到幾十微米),但其數(shù)量、尺寸、外貌、成分等卻反映了不同的磨損方式和磨損過程,這些不僅為分析研究磨損過程、顆粒的形成提供了直接信息,而且為分析診斷機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)提供了依據(jù)。為了更好的能夠分析設(shè)備磨損程度,我們一般都會使用到鐵譜分析技術(shù)來進(jìn)行檢測分析。
鐵譜技術(shù)的工作范疇
完整的鐵譜技術(shù)包括從機(jī)械設(shè)備潤滑油液取樣開始,一直到完成對磨粒的識別與分析,提出對被監(jiān)測設(shè)備工況狀態(tài)的報(bào)告。鐵譜技術(shù)的主要工作內(nèi)容包括以下幾方面:
1、油液的取樣及處理;
2、磨粒的檢測、識別與分析;
3、分離磨粒,制備鐵譜片;
4、提出分析結(jié)論及報(bào)告。
目前,實(shí)現(xiàn)鐵譜技術(shù)的基本設(shè)備和工具主要有各種類型的鐵譜儀、鐵譜顯微鏡、掃描電子顯微鏡、計(jì)算機(jī)及磨粒圖譜集等。
鐵譜顯微鏡的作用主要是進(jìn)行鐵譜片上磨粒的定性觀察、檢測與分析。
掃描電子顯微鏡的用途主要是對有重要信息的磨粒進(jìn)行深入的微觀檢測和磨粒材質(zhì)等分析。
鐵譜儀的用途主要是從設(shè)備潤滑油樣中有效地分離出磨粒,制備鐵譜片或完成磨粒的有關(guān)定量測定與分析。
鐵譜技術(shù)對磨粒的識別與分析主要分為定性分析和定量分析兩種方式。所謂定性鐵譜分析主要是對磨損顆粒的形態(tài)(形狀及表面形貌)、尺寸進(jìn)行觀察,從對磨粒形態(tài)特征、顏色、尺寸大小和差異程度以及材質(zhì)成分組成的分析,來判斷機(jī)器零部件的磨損類型、部位、嚴(yán)重程度及磨損機(jī)理。定量鐵譜分析則是借助鐵譜片(或鐵譜沉淀管)上磨粒的百分覆蓋面積來確定不同尺寸磨粒的相對含量,從而定量地給出機(jī)件的磨損速度估計(jì)。目前,應(yīng)用鐵譜技術(shù)來分析機(jī)器的磨損狀態(tài),主要是從以下四方面來進(jìn)行的:
(1)根據(jù)主要磨粒的形成、顏色和尺寸等特征來判定機(jī)器(及有關(guān)零部件)所處的磨損階段以及相應(yīng)階段發(fā)生的磨損類別(如疲勞、剝落、腐蝕等)及其磨損的程度;
(2)根據(jù)磨損量(即磨損曲線)對機(jī)器的磨損進(jìn)度進(jìn)行量的判斷;
(3)根據(jù)磨損嚴(yán)重性,確定機(jī)器磨損的劇烈程度;
(4)根據(jù)磨粒的材質(zhì)成分來判斷機(jī)器磨損的具體部位及磨損零件。
由此可見,鐵譜技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)性較高、涉及面較廣的磨損分析與狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。然而鐵譜分析技術(shù)也有其不可避免的缺點(diǎn):
1、作為一門新興技術(shù),鐵譜分析的規(guī)范化不夠,分析結(jié)果對操作人員的經(jīng)驗(yàn)有較大的依賴性,若缺乏經(jīng)驗(yàn),往往會造成誤診或漏診;
2、對潤滑油中非鐵系顆粒的檢測能力較低,故在對如柴油機(jī)這種含有多種材質(zhì)摩擦副的設(shè)備進(jìn)行故障斷時(shí),往往感到有所欠缺。
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