元素和粒子数识别最关键的两个问题的答案在石油分析:“多少?”和“它从何而来?”这两个测量机状态监测应用程序中是最重要的。
使用当前技术,粒子数通常是一个筛选使用光谱仪进行根源分析,EDX / SEM和在某些情况下,铁粉记录术。然而,这些技术已被证明是劳动密集型,耗时和昂贵的。
虽然其他常规元素测试也使用,它们向小粒径敏感罚款,他们不提供检测正常不正常磨损过渡的最佳解决方案。
一般来说,机器条件通过石油分析监控通过测量尺寸,数量,和元素成分所产生的磨损颗粒的四肢润滑机器组件。yabo214这些穿粒子的数量和大小有直接关联到一个良性vs异常磨损状态,如图1所示。yabo214
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图1所示。进展失败
必须指出一个良性穿在一种类型的机器将不同于另一个。在这种情况下,正常的良性穿的大小和数量由磨损机理以及负载的类型,接触面积,润滑条件,和速度。
这使得限制和报警设置困难的清洁度控制应用程序相比,总体污染水平必须达到一个最大的阈值。这个阈值是一个固定的限制(通常指定的OEM),通常是小到足以被遮光激光粒子计数器测量。粒子计数NAS1638等标准和ISO 4406是专门为这些类型的应用程序开发。
过滤和其他损失机制在润滑系统中,也容易产生磨损,起着重要的作用在整个粒子的画面。过滤器是主要负责动态平衡的条件对于一个给定的粒子大小[1]对于大型粒子,设置警报和基线。yabo214
微粒不工作在这个模型被yabo214稀释到系统,进行基线测量是不可能的。更少的小颗粒是由从一个正常yabo214的良性过渡磨损模式异常磨损模式。这是因为现在剪切混合层的受力大,摩擦和磨损替代品更大的磨损颗粒产生剪切混合层yabo214[2]。
基于磨损模式,不同类型的磨损颗粒是由机器。yabo214这些都是更详细地解释磨损粒子地图集[3]。
现有的机器故障测量技术
粒子数
粒子计数显示磨损情况的严重性,和过渡从小型到大型粒子很容易被探测到。yabo214以下技术之一是通常用于执行粒子数:激光堵塞,毛孔堵塞,或直接成像。
激光阻止患有能够看穿黑暗烟尘样品和巧合特效(粒子重叠)。结果,这一过程是有限的清洁半透明的液体污染控制行业工作,哪里有最小内部机器接触。
直接成像由处理粒子计数器巧合的效果使用CCD传感器在一个更大的区域。yabo214样品被光脉冲激光二极管可以增加吞吐量和克服黑暗烟尘样品,大约2%稀释之前。
常规孔隙堵塞设备类似于光学粒子计数器浸透在相对较低的水平,不理想的准确量化机器磨损严重污染样品。然而,这些设备能够处理油含有水或烟尘这些污染物可以很容易地通过毛孔不增加信号的输出。这是毛孔堵塞方法的主要优势直接成像和光屏蔽方法。
LNF相比传统的铁粉记录术
原子发射光谱
传统上,元素识别磨损颗粒进行了使用由要么电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)或旋转圆盘电极(RDyabo214E)。然而,当涉及到检测大型粒子,这些方法是有限的。yabo214
结果,其他互补方法已经开发出来,帮助增加大型粒子原子发射的探测能力。这些方法包括酸消化和Rotrode滤波器光谱(RFS)。然而,额外的方法需要很长时间,需要许多特殊的样品制备和在酸性消化的情况下,危险化学品。
x射线荧光(光谱仪)
x射线荧光(光谱仪)是一种常见的方法,个人用过的油样品中化学元素的措施。一般来说,样品通过x射线分析了少量的油样品杯(1 - 2毫升)。类似于原子发射技术,大粒子相关异常失效模式不适合分析技术使用一个杯子。yabo214这是因为集中光谱仪梁位置不能统计代表了大部分粒子分布在1 - 2毫升的油。
虽然这些结果关联与ICP和RDE,整个元素信号是低得多。这是预期根据小型光谱仪梁位置与被分析的石油总量相比。
当使用这种技术时,干扰小亚微米炭质煤烟颗粒也创造了大量烟尘问题柴油机油样品。yabo214这些样品需要某种形式的基线校正补偿烟尘干扰。
更好的灵敏度可以实现对于大型穿粒子通过引导光束到微粒本身。yabo214这就是发生在粒子磁性芯片探测器检查使用一块胶带。yabo214这种技术被广泛使用的英国皇家空军早期故障检测中心(EFDCs)在英国。
铁粉记录术和过滤片分析
显微镜是用来识别磨损的根源故障模式和机制。铁谱分析技术技术开发上更复杂的基质制备也能够识别水晶从有色金属非晶的材料和黑色。亚博网站下载
Ferrogram分析是一个全面的和决定性的测试,因为它采用钢检测各种类型的热处理以及粒子表面,颜色,形态,利用偏振光。更高级的衬底制备,如使用ferrogram制造商不同直接过滤片分析。
铁谱分析技术是上的一个主要缺点是耗时,需要专家进行分析。这个技能需要广泛的分析多个ferrograms成为一个专家。显微技术需要加上其他快速筛选方法获得成功。这不是可行的运行程序样本单独使用显微镜的历史。
SEM谱
SEM谱技术用于粒子的视觉检查在非常高的放大和执行现货基本粒子使用EDX分析设备。yabo214相比传统的金相显微镜,扫描电镜的景深要大得多。
这种改进的景深意味着整个粒子可以留在集中在高的放大和更详细的可以实现。类似于标准穿粒子分析,光学显微镜扫描电镜EDX不适合常规样品分析。
仪器不仅是昂贵的,但技术还需要一些样品制备;例如,一个导电涂层必须应用于样品增加一个完整的铁谱分析的分辨率和灵敏度。然而,当需要确定问题的根源或需要额外的证据,然后铁谱分析技术分析上完整的建议。
一项新技术——过滤粒子量化结合而已
这是一个独特的系统设计,机器故障和根本原因分析解释使用相结合的两步过程修改孔隙堵塞方法x射线荧光分析仪。塔包括FPQ和光谱仪设备在整个石油监控系统如图2所示。
图像还显示过滤器被插入到光谱仪。相对快速的过程,样本可以筛选高粒子数和一个完整的13个元素光谱仪分析可以对合成样品进行过滤。
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图2。FPQ和光谱仪塔组装
结合粒子量词(FPQ)和光谱仪设备
修改后的毛孔堵塞的方法被称为“过滤粒子量化”或FPQ。FPQ使用恒流的驱动3毫升油样本使用注射器通过与大约30000 4µm聚碳酸酯过滤器直径孔。
由此产生的压降在过滤器然后与参考测量大气压力,用来测量粒子> 4µm ~ 100万个粒子/毫升。yabo214这主要是通过使用修改后的滤波器设计,而不是传统的毛孔堵塞的乐器。
这部小说,新双动态设计使一个更大的粒子计数范围之外(×50)的粒子交换和饱和发生(图3)。
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图3。FPQ过滤器与常规孔隙堵塞过滤器
分析完成后,过滤器通过从FPQ光谱仪设备。由于粒子交换现象,光谱仪和FPQ密切相关的校准。一系列独特的规则和校准使用光谱仪和FPQ工具,以确保准确的量化元素粒子100万粒子/毫升。yabo214
结合专利保护过滤器,该方法克服了与油杯相关问题分析,这是通常使用的光谱仪设备。畜栏这个过滤器设计粒子在一个小区域过滤,以便集中x射线可以集中其yabo214能量的粒子。设备采用15 kev 40 kev量化13元素平均检测极限~ 1 ppm。
FPQ /光谱仪设备案例研究
下面的案例研究展示光谱仪/ FPQ仪器与当前分析技术定量颗粒在现实世界不同的应用程序。yabo214
FPQ建立测量技术和x射线的相关性
FPQ和光谱仪技术评估使用以下数据集系列船用柴油机的血管。样本检查光谱仪和FPQ设备,并相互关联LaserNet罚款®使用ICP光谱仪和酸消化。
使用一个模型假设粒子质量和磨损颗粒大小比例来进一步关联聚合元素浓度FPQ过滤器,使用LaserNet罚款®和光谱仪数据。图4和图5显示了光谱仪和FPQ关联LaserNet罚款®直接成像粒子计数器。
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图4。LaserNet罚款®与FPQ(数量/毫升> 4µm)
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图5。LaserNet罚款®与光谱仪——总ppm
光谱仪和酸消化
光谱和LaserNet罚款®直接成像已经被证明了技巧用于量化元素浓度和粒子数,分别。ICP和RDE光谱仪没有所需的灵敏度检测大粒子和它们使用作为微粒热门工具基于溶解元素校准。yabo214
建立一个方法来衡量大粒子是“酸消化”整个样品溶解颗粒在液体中,可以使用标准的ICPyabo214校准测量。然而,酸性消化是不切实际的由于时间,成本,努力,和腐蚀性的化学物质。
选择海洋样品,如表1所示,检查在ICP前后酸消化。这种方法通常被称为微分酸消化。
表1。微分酸分解样品的结果(样本E = 10 - 1151, SampeF = 10 - 1149)
|
在酸Digestion-ICP (ppm) |
后酸Digestion-ICP (ppm) |
| 样本 |
Ag)ydF4y2Ba |
B |
C |
D |
E |
F |
Ag)ydF4y2Ba |
B |
C |
D |
E |
F |
| Ag) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 艾尔 |
0 |
0 |
0 |
10 |
10 |
21 |
0 |
0 |
0 |
0 |
13 |
28 |
| Cr |
6 |
0 |
0 |
0 |
6 |
7 |
6 |
0 |
0 |
0 |
6 |
8 |
| 铜 |
0 |
0 |
0 |
0 |
11 |
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
10 |
| 菲 |
10 |
7 |
0 |
0 |
33 |
67年 |
11 |
10 |
0 |
0 |
35 |
86年 |
| 莫 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 倪 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Pb |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| Sn |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| “透明国际” |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| V |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 总ppm |
16 |
7 |
0 |
10 |
60 |
106年 |
17 |
10 |
0 |
0 |
64年 |
132年 |
图6显示了微分ICP结果(大颗粒)样本E和F光谱仪相比,相同的数据样本。yabo214注意,光谱仪数据没有表1所示。大型粒子相关的部分(在3 ppm)光谱仪过滤yabo214结果(图6)。
图7显示了ppm之间的差异和艾尔菲的光谱仪和ICP数据样本f .这是一个预测的结果基于小型和大型粒子的行为在一个封闭的循环润滑系统。yabo214大颗粒迷路和过yabo214滤掉相比更容易好碎片是从来都不会迷失的,浓度继续增加。
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图6。微分ICP vs光谱仪(样本E = 10 - 1151 F = 10 - 1149)
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图7。典型的大比小颗粒之间观察到的光谱仪和ICP(样本)yabo214
PPM(质量)和粒子浓度(数量)FPQ过滤器
基于铁的密度,~ 100插图尺寸的粒子1毫升油增加元素浓度仅为1 ppm。yabo214较轻的金属,如铝,它需要大约三倍的粒子。yabo214这说明为什么微分元素光谱仪和ICP读数相比更低溶解和细粒子使用常规的光谱数据。
在这种情况下,铝和铁磨损粒子可能是由活塞/汽缸磨损引起的。yabo214这是一种常见的失效模式的应用程序,演示了如何光谱仪可以确定问题的根源。
穿进程失败
当机器进入异常磨损模式总是有增加生产和严重的大颗粒的大小。yabo214他们被认为是增加系统中从一个已知的均衡水平。随着异常磨损的发展,这些粒子的生产规模和速度也会增加,直到系统最终失败。yabo214
必须指出好穿粒子探测到ICP和RDE光谱学润滑油系统的持续上升和不yabo214受系统损失的影响机制,包括过滤。应该小心当改变石油和随后解释光谱仪数据与细和溶解穿金属数据。
基于变化率的限制适用于这种情况。对于较大的粒子量化由光谱yabo214仪和FPQ静态极限应用系统达到平衡后,如图8所示。
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图8。大对微粒的行为yabo214
FPQ,与现有的毛孔堵塞和光学粒子计数器技术,能够处理一系列应用程序与相对较高的磨损率(100万p /毫升)。表2列出了光谱仪和FPQ数据为各种不同的组件,通常发现在传输,引擎,最后驱动器,微分,和其他重型工业车辆设备。app亚博体育组件的数据显示,对相应的低和高磨损率。
表2。正常和异常FPQ &光谱仪数据为各种应用程序
| 样本 |
粒yabo214子> 4µm(/毫升) |
应用程序 |
其Q5800光谱仪(ppm) |
| laserNet罚款 |
FPQ数据 |
艾尔 |
铜 |
菲 |
如果 |
| E1穿高 |
180209年 |
141795年 |
引擎 |
2.0 |
0.0 |
0.8 |
1.4 |
| E2低穿 |
26802年 |
44188年 |
貂 |
0.5 |
0.6 |
0.6 |
0.7 |
| T1高穿 |
46618年 |
50390年 |
传输 |
0.4 |
2.2 |
22 |
1.7 |
| T2低穿 |
5346年 |
9664年 |
传输 |
0.0 |
0.0 |
0.2 |
0.3 |
| F1穿高 |
213674年 |
226222年 |
最终传动 |
4.3 |
0.0 |
8.4 |
7.0 |
| F2低穿 |
17185年 |
26948年 |
最终传动 |
0.1 |
0.0 |
2.0 |
0.5 |
| D1穿高 |
88193年 |
62259年 |
Diff面前 |
1.2 |
0.0 |
4.2 |
1.9 |
| D2低穿 |
37613年 |
34773年 |
Diff面前 |
0.9 |
0.7 |
2.9 |
1.2 |
| E3高水 |
102532年代 |
31686年 |
引擎 |
0.5 |
0.0 |
1.0 |
0.4 |
FPQ上的粒子数与直接相关成像粒子计数(图9),预测。此外,元素光谱仪数据能够区分高穿系统和低系统更重要。这些数据表明,可以提出建议的根源基于材料的磨损率增加润滑油的地图系统。
提供的这个数据集也突出了一个独特的优点FPQ学习时乳剂和其他类型的样本含有“幻影”粒子在整个粒子计数。yabo214其他液体,包括水通过聚碳酸酯过滤孔不影响结果。
大量的自由水摄入在E3样本产生一个高度升高粒子数读LaserNet罚款®。在这个示例中,真正的粒子数只是~ 31 k p /毫升和元素水平很低。
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图9。FPQ vs LaserNet罚款®在不同的应用程序,正常和异常磨损
结论
凭借其专利申请双动态过滤系统,FPQ处理一系列润滑剂应用程序与不同程度的磨损。粒子计数使用FPQ过滤器与当前直接成像粒子计数。以下元素浓度的FPQ过滤器使用光谱仪分析关联与ICP微分酸性消化,表明该方法是有效的。
合并后的元素浓度和粒子数不仅可以检测不同磨损率,但也隔离了润滑油系统可能的根源问题。元素浓度和颗粒计数提供粒子捕获的真正元素分解和测量过滤器。yabo214这种方法消除了大部分的相关问题与其他方法如粒度检测和也的不透水性质很多油重型工业应用中使用。
引用
1。丹尼尔·p·安德森和理查德·d·司机。“平衡粒子浓度机油”穿,体积56,问题2,1979年10月,页415 - 419
2。嗜鲍文,雌激素受体”的特点,威斯克,vc生成颗粒之间的界面滑动钢表面“磨损、卷34(1975)261 yabo214- 273页
3所示。安德森,聚合度”穿粒子阿特拉斯(修订)”准备海军航空工程师¬荷兰国际集团(ing)中心,雷克,新泽西州08733年,1982年6月28日,报告naec - 92 - 163,批准公开发布;分布无限,页125 - 134
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