航空机械传动故障自动罗极滤波光谱分析

使用旋转圆盘电极(RDE)的原子发射光谱(AES)是一种成功应用于状态监测(油分析)程序的技术。然而，近年来，AES技术作为一种早期检测诊断技术的效果越来越差。AES技术有效性降低的原因主要是由于精细过滤和复杂机械系统中某些类型故障开始时产生的颗粒形态。yabo214

罗特罗德滤波光谱(RFS)

罗特罗德滤波光谱(RFS)是一种分析技术，旨在提高RDE/AES技术的灵敏度，以克服这些局限性。

自动罗特罗德滤波光谱(A-RFS)的特点

自动罗极滤波光谱(a - rfs)是一种专为AES设计的样品制备装置，它将大大小的磨损金属碎片富集在石墨过滤电极中。当用AES分析石墨过滤电极时，灵敏度提高了80-100倍，粒度检测提高了10倍。

RDE/AES分析技术中检出限的提高

例如，传统RDE/AES对铁的检测极限是600ppm。通过应用A-RFS样品制备技术，该检测限降低到6pp10亿。当用A-RFS装置制备样品时，AES的粒径检测能力从8-10微米扩展到大于70微米。通过浓缩5ml的油样(常规RDE/AES分析体积的50倍)，所有的颗粒碎片(金属和非金属)都被困在石墨过滤电极的外圆周内。该方法消除了传统RDE/AES分析的主要限制(重力、油量、共振时间)。

所有粒子(大大小小的)的有效汽化是利用激发源产生的总能量达到超yabo214过5600摄氏度的汽化温度来实现的。当合金鉴定(如M50)是必要的，并且有损害污染物(如含硅颗粒)存在时，这一点尤为重要。yabo214

罗极滤波器(RF)分析在航空航天中的应用

当应用于直升机发动机、变速箱和变速箱时，rotrode滤波(RF)分析可以提高AES检测润滑油污染和部件损坏的有害影响的有效性。图1显示了A-RFS在原子发射光谱仪旁边的操作。

图1所示。A-RFS设备运行中

案例研究-美国陆军石油分析计划(AOAP)中的RFS分析

几十年来，美国陆军石油分析计划(AOAP)成功地将AES技术作为主要的状态监测技术。为了充分了解罗特罗德滤波光谱的能力，AOAP启动了一个试点项目，将RFS分析应用于直升机发动机、变速箱和变速箱。

这个案例历史将提供一个例子，说明RFS技术如何增强AES能力，以识别使用传统RDE/AES或粒子计数不明显的故障。出于安全考虑，美军基地的名称和位置，以及直升机和部件序列号都被保密。

加强AES仪器

aaoap根据旋翼飞机的可用性和一个具有完整分析能力的人员配备齐全的实验室来选择a - rfs现场评估项目的位置。选择用于RFS现场评估的场地有一个增强的AES仪器，包括元素钒和A-RFS样品制备装置。

在M50和M50 NiL轴承合金的检测中，钒元素是必不可少的。除了RDE/AES和RF/AES磨损金属，污染物和添加剂分析能力，AOAP实验室有一个LaserNet FinesÆ粒子计数器和形状分类器，铁谱分离磨损铁碎片的粒径形状分析，粘度计，用滴定仪和傅里叶变换红外光谱仪测量润滑油和油中的水的物理性质。这些仪器提供了对部件的机械完整性以及润滑剂的使用性能的综合评估。

结果由常规旋转圆盘原子发射光谱(RD/AES)分析得出

从RDE/AES数据(基于常规旋转圆盘原子发射光谱(RD/AES)对主题成分的分析)可以看出，样品编号为0177A的表观铁含量从初始浓度11 ppm增加到30 ppm。在对0177A样品进行审查后，建议进行排油和冲洗。在排水和冲洗建议之后对主要传输进行的继续审查表明，只有铁元素的浓度在加速。然而，铁的浓度仍保持在< 81 ppm的正常指南范围内，在10小时的操作中，趋势从未超过> 24 ppm的限制。根据RDE/AES分析，这架直升机的主要传输是在技术指令指导下运行的。

ISO粒子计数分析分类

在解释激光网FinesÆ的粒子计数数据时，它对这个部件的状况做出了模棱两可的评估。颗粒数升高，包含的颗粒超过了过滤等级，但没有超过ISO分类以保证组分去除。yabo214根据样本0177A的分析，在排水管和冲洗维护建议之后，可以观察到NAS和ISO分类的显著减少。该组件的持续粒子计数分析从未超过支持从服务中移除所需的ISO分类代码。由于铁谱的劳动密集型性质，如果没有至少一种主要分析仪器的异常情况的证据，数据分析人员通常不会对铁谱的生产和分析进行排序。

进行铁谱分析的条件

实验室建议进行铁谱分析，通常是基于一个或多个其他分析仪器的异常指示或样品瓶中悬浮的视觉碎片。在这种情况下，RDE/AES和LaserNet FinesÆ都产生了有趣的结果，但没有超出正常的操作指南。幸运的是，这架直升机位于AOAP实验室所覆盖的地理区域内，rotrode滤波光谱学正在那里进行现场测试。

Rotrode滤波原子发射光谱(RF/AES)分析结果

本部分的案例历史包含了同一架直升机主传输的罗特罗德滤波光谱分析。下面的图4是RFS组件的历史记录，它由一个单页记录组成，因为所有其他分析数据都存储在RD/AES组件的历史记录中。

铁、银、铝、铜、镁对磨损率的影响

将RF/AES数据与RDE/AES数据进行比较，可以揭示该部件产生磨损的真实程度和速率。在大多数油浸部件中，铁是主要的磨损金属元素，几乎从历史记录开始，铁的浓度就一直在升高。特别是在对0R177样本提出排水和冲洗建议后，这一因素继续迅速超过基线。随着故障的发展，产生更高的磨损颗粒浓度，铬和镍等较低比例的合金元素出现，并随着磨损的严重程度而增加。yabo214像银、铝、铜和镁这样的元素出现了，并且随着组件承受额外的应力而增加。

RD/AES和RF/AES测量-比较

RD/AES测量和RF/AES测量的磨损金属浓度的差异是由三个因素造成的。RF/AES分析更大的样品体积，增加了灵敏度。它消除了重力对输送大颗粒到激发源的负面影响，并产生更高的激发温度，以获得更大的粒径蒸发效率。yabo214因此，射频/AES明显更有能力检测异常机械条件的发展

铁谱在RF/AES分析中的应用

由于在RF/AES分析中出现的磨损金属浓度和几种磨损金属元素的增加率，实验室命令制备和分析铁谱。

铁谱是通过稀释油样以降低其粘度而得到的。然后，在强大的磁场作用下，样品从一个特殊的显微镜载玻片的一端流向另一端。较大的磨损颗粒很快就会被困住，而较yabo214小的、质量较小的颗粒在被磁场困住之前，会沿着滑块移动得更远。结果，铁碎片被粒度分离，从而可以进行显微检查。图2和图3是编号0534A的磨损金属碎片的铁谱屏幕图像。

图2。Ferrogram幻灯片# 1

图3。Ferrogram幻灯片# 2

参考可服务性标签

由于对样品0345A进行了全面的多重分析分析，实验室提交了以下维护建议:过度摩擦磨损过度切削磨损过度滑动磨损超过NAS1638限值过度剥落疲劳磨损不飞参考部件手册的适用性检查，并提交完整的3254-R和重新样品。

磁芯片探测器在磨损分析中的作用

按照实验室的建议对该部件进行了维护。后期维护反馈对情况的评估如下。这架直升机主发射的两个磁片探测器都有缺陷，并没有表明该部件即将出现故障。此外，警告灯从来没有亮过，表明芯片探测器已经失败。

这种诊断监控故障的组合将主传输置于无法监控的状态，从而无法检测到组件退化和灾难性故障。主变速器已停止使用，送往维修站进行拆卸检查和大修。要求大修维修站提供拆卸和检查记录。图4和图5是从有缺陷的主变速器上取下的磁芯片探测器的照片，说明了该故障产生的磨损碎片的严重程度。

图4。缺陷磁芯片探测器(MCD)

图5。MCD与磨损金属碎片

总结

A-RFS是现有原子发射光谱仪的附件，有助于有效蒸发任何直升机发动机、变速器或变速箱的油样本中的所有磨损金属和污染物。浓缩该样品中所含的所有碎片相当于分析常规RDE/AES分析样品体积的50倍。

集中碎片所获得的好处是显著的。它提供了更好的统计数据，反映了发动机中的润滑油污染总量，并将经过精细过滤的碎片提高到可检测的浓度。所有碎片直接沉积在石墨过滤电极的孔隙中，可以更有效地将样品引入激发源。在A-RFS过程中去除润滑剂会导致更高的激发能量，用于更大颗粒的汽化，以及汽化合金元素(如钒和硅颗粒形式的污染)所需的更高温度。yabo214

该实例证明了RFS在直升机平台常规油液分析中的应用提高了常规原子发射光谱仪的性能。增强的灵敏度和更高的蒸发温度可以导致早期检测组件故障，当与辅助分析仪器一起使用时，可以提高状态监测程序的有效性。AES仪器的A-RFS样品制备附件是对任何状态监测油分析程序的改进。

这些信息已经从AMETEK Spectro Scientific提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载

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