本文讨论一个新机器条件测量系统集粒子计数数据和元素分析信息在两个紧密相连的测量阶段。这台机器状态的工具是一个新的便携式产品的一部分也措施使用红外和粘度润滑剂条件完成整个状态监测画面。本文的重点是定义新方法适用于机器条件方面的新工具。这篇文章比较了当前分析方法用于量化磨损条件下,对比新方法和设备使用方法。总之,本文介绍了使用设备的案例来说明如何比较测量和其他各机器状态监测分析方法的应用。
介绍
粒子数和元素识别的两个最重要问题的答案在石油分析:“多少?”和“它从何而来?”这两个测量是最重要的在任何机器状态监测应用程序。使用现有的技术,粒子数经常在线进行根源分析使用SEM / EDX,光谱仪和在某些情况下铁粉记录术。这些方法已经知道费时,昂贵的和劳动密集型的。其他重复元素测试被录用,但它们对小粒径敏感罚款,他们不提供理想的解决方案检测正常不正常磨损过渡。
机条件通过石油分析通常是通过量化监控规模、数量和磨损颗粒的元素成分创造了四肢的润滑机器零件。yabo214这些穿粒子的数量和大小有直接关联一个良性和异常磨损状态(图1)。yabo214
是至关重要的,理解这一个良性磨损状态相比,一种类型的机器将不同到另一个地方。在这些情况下,磨损的类型机制加上接触面积、速度、载荷、润滑条件所有管理的数量和大小正常良性穿。这使得限制和报警设置比较难以清洁控制应用程序的总体污染水平必须遵守最大阈值。这个阈值是一个固定的限制(通常指定的OEM),它通常是足够小,很容易量化,遮光激光粒子计数器。粒子计数NAS1638和ISO 4406标准正是为这些应用程序开发。
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图1所示。进展失败。
过滤和其他损失机制在润滑系统中,容易产生磨损,也起到了至关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指定的粒度[1]对于大型粒子并设置基线和警报。yabo214极细颗粒功能不好在这个yabo214模型中被稀释到系统,做任何基线测量困难。从一般的良性过渡磨损模式异常磨损模式也形成较少的小颗粒在剪切力混合层目前大,和良好的摩擦磨损的替代品很多较大的磨损颗粒产生剪切混合层下面yabo214[2]。机器创建不同类型的磨损粒子基于磨损模式。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
粒子计数是一个好迹象磨损情况的严重性,从小型到大型粒子可以很容易地检测到。yabo214粒子计数通常使用下列方法之一:执行激光直接成像,堵塞或毛孔堵塞。
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)。因此,这个过程是局限于干净的半透明的液体污染控制行业中使用的内部机器接触可以忽略不计。
直接成像由处理粒子计数器巧合的效果在一个面积较大的帮助下一个CCD传感器。yabo214样本照亮的光脉冲激光二极管可以增加吞吐量和克服黑暗烟尘样品稀释前到2%左右。
传统孔隙堵塞设备就像光学粒子计数器浸透在相对较低水平,并不完全适合准确量化机器磨损严重污染样品。然而,他们没有麻烦处理油含有烟尘或水因为这些污染物可以通过毛孔不增加信号的输出。这是毛孔堵塞的方法的主要优势在遮光和直接成像方法。
LNF相比传统的铁粉记录术
原子发射光谱
磨损元素识别粒子历来使用由要么电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)yabo214或旋转圆盘电极(RDE)。这些方法都不足与识别大粒子。yabo214因此,创建了其他互补的方法帮助提高大型粒子原子发射的探测能力。这些方法包括Rotrode滤波器光谱(RFS)和酸消化。这些额外的方法耗时,并且需要大量的特殊样品制备,在酸性消化的情况下,使用危险化学品。
x射线荧光(光谱仪)
光谱仪是一种常见的方法,量化不同的化学元素在使用石油样品。
样品测试通常通过一个小型石油样品的x射线(1 - 2毫升)在一个杯子。类似于原子发射方法,大粒子与异常相关的失效模式并不适合分析方法使用一个杯子作为集中光谱仪梁位置yabo214并不统计意味着大型粒子分布在1 - 2毫升的石油。这些结果做关联RDE和ICP;然而,总元素信号是低很多。这是预期基于小型光谱仪梁相比现货石油总量研究。干扰小亚微米炭质煤烟颗粒也会产生问题大量烟尘柴油机油样品使用这种方法。yabo214这些类型的样品需要某种形式的基线校正补偿烟尘干扰。
你可以取得更好的灵敏度对于大型穿粒子通过聚焦光束到微粒本身。yabo214这根本上是当一个分析粒子磁性芯片探测器使用一块胶带。yabo214英国皇家空军早期故障检测中心(EFDCs)在英国广泛使用这种方法。
铁粉记录术和过滤片分析
显微镜是一个健壮的方法找出问题根源的磨损故障模式和机制。铁谱分析技术方法上更高级的衬底制备也从有色金属检测亚铁和从非晶的晶体材料。亚博网站下载Ferrogram分析是一个彻底的和决定性的测试,因为它使用热处理来检测不同类型的钢与粒子颜色、形态、表面和偏振光的使用。更高级的衬底制备,如使用ferrogram制造商不同直接过滤补丁分析在这方面。
铁谱分析技术是它上表演最大的缺点是耗时,需要一个高技能的人进行分析。这个技能需要多年的测试多个ferrograms成为艺术。显微镜方法需要加上其他快速筛选方法是有效的。这不是可行的运行一个重复样本历史仅使用显微镜。
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图2。FPQ和光谱仪塔组装。
SEM谱
SEM谱方法用于视觉分析粒子在非常高的放大和执行现货基本粒子和EDX分析设备。yabo214景深是很多大的SEM相比传统的金相显微镜。这景深的改进意味着完整的粒子可以在集中在高的放大,一个可以实现更好的细节。
标准穿粒子分析相比,使用光学显微镜扫描电镜为常规样品分析EDX并不理想。仪器价格昂贵,而且需要一些样品制备的方法,如应用导电涂层样品,以帮助提高分辨率的一个完整的铁谱分析。然而,如果需要识别问题的根源或进一步确证是必需的,科学提出了铁谱分析技术分析上一个完整的斯派克。
一项新技术——过滤粒子量化结合而已
在这个独特的系统设计,机器故障和根源分析推断出通过一个两步的过程集成修改孔隙堵塞方法x射线荧光分析仪。图2说明了塔包括光谱仪和FPQ设备总油监控系统。图也说明了过滤器被插入到光谱仪。这个过程比较快可以筛选出样本粒子计数和执行一个完整的高13元素光谱仪分析合成样品过滤器。
结合粒子量词(FPQ)和光谱仪设备
适应毛孔堵塞的方法被称为“过滤粒子量化”(FPQ)。FPQ使用恒流的驱动3毫升油样本使用注射器通过聚碳酸酯滤波器30000 ~ 4µm直径孔。在过滤器合成压力下降,参照大气压力测量应用于量化粒子> 4µm ~ 100万个粒子/毫升。yabo214这是实现主要是通过改变滤波器的设计相比传统孔隙堵塞仪器。这个新专利未决双重动态设计允许更大的粒子计数范围(×50)之外的粒子交换和饱和发生(参见图3)。
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图3。FPQ过滤器与常规孔隙堵塞过滤器。
一旦分析完成,过滤器从FPQ光谱仪设备。FPQ和光谱仪是紧密相连的校准,因为粒子交换发生。FPQ和光谱仪仪器使用一系列独特的规则和校准,以保证准确的量化元素粒子100万粒子/毫升。yabo214该方法结合专利保护过滤器克服油杯的问题分析光谱仪设备正常使用。这个独家粒子滤波器设计可以捕捉到小面积的过滤器,这样集中x射线可以集中其能量的粒子。yabo214仪器使用40 keV量化13和15 keV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了FPQ /光谱仪设备与现有分析方法测量粒子在各种各样的应用程序。yabo214
FPQ建立测量技术和x射线的相关性
以下数据集系列船用柴油机的船只被用来评估光谱仪和FPQ技术。样本测试FPQ设备和光谱仪,说明关联LaserNet罚款®使用ICP和酸消化。模型使用一个假定的磨损颗粒大小长宽比和粒子质量用于另外关联聚合元素浓度FPQ过滤器使用LaserNet罚款®和光谱仪数据。图4和图5说明了FPQ和光谱仪关联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
LaserNet罚款®直接成像和光谱很好的证明方法量化粒子计数和元素浓度,分别。ICP和RDE光谱仪不具备良好的灵敏度检测大粒子和它们用作微粒热门工具基于溶解元素校准。yabo214公认的方法来量化大型粒子是“酸消化”整个样本粒子溶解到液体中,可以使用一个典型的量化ICyabo214P校准。然而,腐蚀性化学物质、成本、时间和精力使酸性消化不切实际。
表1的数据说明了一系列海洋样品测试前后的ICP酸消化。这种技术通常被称为微分酸消化。图6说明了微分ICP结果(大颗粒)样本E和F的光谱仪数据相同的样品进行比较。yabo214注意,光谱仪数据没有见表1。大型粒子部分匹配很好(在3 ppm)光谱仪过滤结果(图6)。
表1。微分酸分解样品结果(样本E = 10 - 1151 F = 10 - 1149)。
|
在酸性消化- ICP (ppm) |
酸性消化- ICP (ppm)后 |
| 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 |
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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(样品F)。yabo214
图7展示了ICP ppm之间的差异和光谱仪读数的铁和铝样品f .这是一个预期的结果基于大型和小型粒子行为在一个封闭的循环润滑系统。yabo214大颗粒更容易迷yabo214路,过滤掉很多好碎片相比从未丢失,在浓度继续增加。
PPM(质量)和粒子浓度(数量)FPQ过滤器
基于铁的密度,需要~ 100显示尺寸的粒子1毫升油提高元素浓度只有1 ppm。yabo214较轻的金属,如铝,大约需要三倍的粒子。yabo214这就解释了为什么微分元素ICP和光谱仪读数相比相对较低的罚款和溶解粒子数据使用常规的光谱。在这种情况下,铁和铝穿粒子很可能是由于缸/活塞磨损。yabo214这是一个应用程序中常见的失效模式,揭示了光谱仪可以识别问题的根源。
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穿进程失败
当机器进入异常磨损模式总是有一个增长的规模和生产严重大穿粒子。yabo214他们发现增加系统中从一个确定的均衡水平。异常磨损发展了,这些粒子生长的速度和规模生产,直到系统最终失败。yabo214注意,好穿粒子探测到RDE润滑油系统的光谱yabo214和ICP继续上升,并不影响过滤或其他系统损失机制。
注意当改变石油然后解释好,溶解穿金属与光谱仪的数据。基于变化率的限制适用于这种情况。对于较大的粒子测量由光谱yabo214仪和FPQ静态限制适用于在系统达到平衡状态。如图8所示。
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图8。大对微粒的行为。yabo214
与当前光学粒子计数器和毛孔堵塞技术、FPQ可以处理广泛的应用程序与相对磨损率高(100万p /毫升)。表2说明了FPQ和光谱仪数据广泛的组件,通常是发现在传输等重型工业车辆设备,最后驱动,发动机和差异。app亚博体育组件的数据揭示了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 |
引擎 |
0.5 |
0.6 |
0.6 |
0.7 |
| T1高穿 |
46618年 |
50390年 |
传输 |
0.4 |
2.2 |
2.2 |
1.7 |
| T2低穿 |
5346年 |
9664年 |
TransrnIsslon |
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穿高 |
1025329 |
31686年 |
引擎 |
0.5 |
0.0 |
1.0 |
0.4 |
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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。
如预期般,粒子计数FPQ关联正确直接成像粒子计数(图9)。此外,元素光谱仪的读数可以区分低穿系统和更多高穿系统至关重要。这个数据说明可以提议的根源基于材料的磨损率增加润滑油的地图系统。
这个数据集还显示了一种独特的好处,FPQ当测试乳剂和其他样本类型“幻影”粒子粒子总数中。yabo214水和其他液体通过聚碳酸酯过滤孔,结果没有影响。示例E3包含大量的自由水摄入产生非常高的粒子数读LaserNet罚款®。真正的粒子数在这个示例只是~ 31 k p /毫升和元素水平很低。
结论
FPQ,专利申请中双重动态过滤系统,管理范围广泛的润滑剂应用程序改变穿的水平。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连接与ICP微分酸分解,建立的方法是成功的。合并后的粒子数和元素浓度识别不同的磨损率和隔离的潜在根源问题润滑油系统。粒子数和元素浓度提供粒子捕获的真正元素分解和量化的过滤器。yabo214这种方法删除的许多问题与其他方法如粒度检测和许多使用油的抗自然重型工业应用中找到。
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]Reda,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]安德森,聚合度,“穿粒子阿特拉斯(修订)”准备海军航空工程中心,雷克,新泽西州08733,28th1982年6月,报告naec - 92 - 163,批准公开发布;分布无限,页125 - 134
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