摘 要：南方某電廠運(yùn)用潤滑油光譜分析和鐵譜分析的方法，通過監(jiān)測潤滑油中金屬元素濃度變化范圍和分析磨損顆粒的形貌、大小、數(shù)量和成分，成功地診斷出2號燃機(jī)軸瓦磨損狀況。此例說明潤滑油的鐵譜和光譜分析對電廠設(shè)備故障診斷有著直接的指導(dǎo)作用。
去年7～8月，南方某電廠2號機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)振動值異常。2號燃機(jī)為法國某公司生產(chǎn)的PG6541-B型機(jī)組，軸承采用錫基白合金滑動軸承，潤滑油為TOTAL proslia 32型。為了查明故障原因和監(jiān)督設(shè)備運(yùn)行狀況，對潤滑油進(jìn)行了一系列的鐵譜和光譜跟蹤分析，判斷出燃機(jī)軸瓦出現(xiàn)異常磨損。由于及時采取措施，避免了燒瓦和軸頸損傷等故障發(fā)生。
1 潤滑油光譜分析
亞泰光電油料光譜儀YGF-6能最有效地檢測懸浮于潤滑油中的小于10 μm的金屬顆粒，所以通過發(fā)射光譜測出的金屬元素的質(zhì)量濃度變化范圍，可反映零件的腐蝕和摩擦副表面正常磨損的變化趨勢。如果有異常磨損現(xiàn)象，則測出的元素質(zhì)量濃度會突然變化。
8月，南方某電廠2號燃機(jī)由于振動值偏高，對油箱底部滑油進(jìn)行了光譜分析，具體數(shù)據(jù)如表1。
表1 4號燃機(jī)潤滑油金屬元素質(zhì)量濃度 mg/L
表1數(shù)據(jù)表明：磨損金屬元素Sn、Cu的質(zhì)量濃度較高，與以前數(shù)據(jù)相比變化范圍較大，可判斷設(shè)備存在著異常磨損；污染金屬元素的質(zhì)量濃度比正常值稍高，并且在油中發(fā)現(xiàn)有微量機(jī)械雜質(zhì)；添加劑金屬元素的質(zhì)量濃度基本正常。由于油品的常規(guī)理化性能除機(jī)械雜質(zhì)外其余全部正常，因此只需進(jìn)行濾油處理就可保證油品品質(zhì)。
2 潤滑油鐵譜分析
通過亞泰光電YTF-8雙聯(lián)鐵譜分析可以掌握潤滑部件的異常磨損狀況，如擦傷、刮傷、磨粒磨損、粘著磨損以及疲勞磨損等，從而對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)工況、關(guān)鍵零件的磨損狀況進(jìn)行分析、判斷，有助于準(zhǔn)確、及時地確定檢修周期，達(dá)到預(yù)知性檢修的目的。
為了準(zhǔn)確判斷2號燃機(jī)異常磨損部件的位置和磨損狀況，對潤滑油進(jìn)行了鐵譜分析，分析結(jié)果如表2。
表2 油箱底部潤滑油磨損顆粒和污染雜質(zhì)特性
表2數(shù)據(jù)表明，經(jīng)濾清器過濾后的潤滑油油品中磨損顆粒和污染、變質(zhì)雜質(zhì)的尺寸較小，屬正常范圍。為了取得反映設(shè)備實(shí)際磨損的油樣，檢查了濾清器，發(fā)現(xiàn)濾芯上有較多的金屬亮片等沉積物。為此，對沉積物進(jìn)行了鐵譜分析，結(jié)果如表3。
表3 濾芯潤滑油磨損和污染顆粒特性(08-20)
由表3數(shù)據(jù)可知，濾清器上的金屬亮片為錫基白合金磨粒，且顆粒尺寸較大，屬非正常粘著擦傷顆粒和疲勞剝落顆粒。結(jié)合潤滑油潤滑部件的材料分析，可判斷2號燃機(jī)滑動軸承的軸瓦已發(fā)生粘著擦傷和疲勞剝落，這可能是由于機(jī)組振動大造成的。
由于當(dāng)時全年發(fā)電任務(wù)尚未完成，電廠決定一方面讓2號機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，另一方面嚴(yán)密監(jiān)視振動值和油品情況。至8月31日，2號機(jī)油濾上沉積物鐵譜分析數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，具體數(shù)據(jù)見表4。
表4 濾芯潤滑油磨損和污染顆粒特性(08-31)
表4數(shù)據(jù)表明，濾芯上金屬亮片污沉積物仍是錫基合金，磨粒尺寸較表3的小，但出現(xiàn)高溫氧化磨粒，說明軸瓦發(fā)生氧化磨損，它一般是伴隨著潤滑不良以及啟動、停機(jī)時建立動壓油膜困難而產(chǎn)生的。如果不及時停機(jī)，可能造成軸瓦進(jìn)一步高溫氧化，嚴(yán)重時會使軸頸發(fā)生非正常磨損，危及軸頸安全，給電廠帶來嚴(yán)重的設(shè)備事故。因此電廠決定立即停機(jī)檢修，避免了進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)損失和設(shè)備事故。
3 結(jié)束語
實(shí)踐證明，滑油的鐵譜和光譜分析對設(shè)備故障診斷有著直接的指導(dǎo)作用，是電廠設(shè)備日常管理工作的一部分。建立一個以預(yù)防性維修為主的管理體系，不僅能預(yù)報設(shè)備可能發(fā)生的故障，提高設(shè)備的工作效率和安全性，減少停機(jī)時間，延長設(shè)備壽命，而且能大大地減少維修費(fèi)用，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和安全指標(biāo)。
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