油品常见的4项油液分析检测

　　油液分析师经常问的两个问题是：“我应该进行哪些油液测试?” 和“我如何解释检测结果?” 前者问题比后者问题更容易回答。

　　1.油液检测样本分类

　　油液样本可以分为多种一般类别。常见的测试配置文件包括适合组件类型的测试。常见的组件类型包括以下几种：

　　发动机油;

　　传动系统油(齿轮系统，如手动变速箱、差速器和工业变速箱);

　　变速箱油(自动);

　　液压系统油;

　　压缩机和涡轮机油;

　　还有其他较小的特殊类别，例如飞机发动机和制冷压缩机油。

　　每个样品都经过四项基本测试：ICP 光谱、颗粒定量、40°C 粘度和水筛选。

　　2.ICP光谱法

　　大约有 30 种不同类型的光谱学。其中一种是电感耦合等离子体 (ICP) 光谱法，可测量光谱中可见光和紫外光区域的光。这是一种原子发射 (AE) 程序，其中稀释的油通过氩气等离子体。

　　等离子体的温度保持在大约 8,000°C。在等离子体的上部区域，由于电子跃迁而释放获得的能量，并发生特征光发射。

　　不同的元素产生不同的频率或颜色。发出的光的强度与元素的浓度成正比。ICP 光谱用于测量油中不同元素的浓度。

　　报告中的要素分为三大类：

　　磨损金属，例如齿轮中的铁;

　　污染物，例如锂，表明存在油脂;

　　石油添加剂，如磷，存在于极压和抗磨添加剂中;

　　有些元素可以属于多个类别。例如，硅可以是磨损碎片(活塞冠材料)、添加剂包(消泡剂)和污染物(污垢)的成分。只有通过查看完整的结果集，才有可能预测特定元素的来源。

　　3.局限性

　　ICP 光谱可能是废油分析 中重要和有用的测试，但它确实有局限性。一个主要缺点是它可以蒸发的颗粒的尺寸限制。它无法检测超出五到八微米范围的颗粒。

　　虽然此限制不会影响大多数磨损情况的检测，但有时可能会出现问题。例如，当部件因疲劳而失效时，产生的磨损颗粒往往比正常情况下更大(此过程称为剥落)。

　　ICP 无法检测到这些较大的颗粒，因此在检查趋势时，铁含量可能似乎正在下降，即使该组件实际上遇到了问题。由于这一限制，应采用其他测试来提供有效的监控解决方案。

　　并不总是可以使用 ICP 分析来测量油中添加剂的消耗。以发动机油中的清洁剂添加剂为例。这会反映在钙值上。如果测量新油和旧油的钙含量，即使旧油中的清洁剂已耗尽，它们也会相似。

　　这是因为油中实际钙的含量没有改变。改变的是钙存在的形式或化合物。在被“使用”之前，钙存在于具有洗涤剂特性的化合物中。使用后，钙仍然存在，但现在处于非活性状态。有时，耗尽的添加剂残留物会沉淀下来，此时 ICP 很有用，但在分析添加剂消耗趋势时应应用判断和经验。

　　ICP 的附加消耗测量限制也有例外。值得注意的是含硼酸 EP 的油被水污染的情况。在这种情况下，含有硼的极压添加剂从悬浮液中沉淀出来，并在贮槽底部形成污泥。

　　如果样品中没有捕获这种沉淀物，硼含量将远低于正常水平，表明由于极压添加剂耗尽，油不适合进一步使用。然而，反之亦然：如果硼含量正确，油不一定仍然适合使用。

　　表 1. 硅污染限值

　　在某些情况下，Wearcheck 使用污染物限值。如果有污垢，通常会遵守表 1 中的限值。硅存在于污垢、油脂、油添加剂和硅酮密封剂中。发动机和液压系统的硅读数可能超过 100 ppm，但这些仍然被认为是正常的。

　　表 2. ICP 中的常见元素

　　表 2 列出了常见的元素及其可能的来源。

　　了解元素可能在哪里找到是有用的，但更重要的是能够尽可能准确地确定实际来源。表 3 显示了一些磨损和污染的情况以及它们通常如何出现。

　　在这个阶段，须强调提交样本信息的重要性，特别是服务抄表、检修/更换信息和油的使用期限。维修仪表读数和检修/更换信息告诉诊断人员预期的磨损率是怎样的。

　　新部件预计会比寿命中期的部件磨损得更快，因为它会“固定”到其他磨损表面上。可以观察长时间使用的部件随着疲劳的出现，磨损是否增加。

　　表3. ICP指示的常见磨损情况

　　油的使用时间对正常情况有很大影响。250 小时铁含量为 100 ppm 的发动机可能是健康的。10 小时后的相同读数可能表明存在严重问题。如果没有这些信息，诊断不准确的可能性就会增加，特别是在后一种情况下。

　　此外，以月为单位指示使用时间值，特别是对于汽车零部件而言，并不是特别有帮助 - 车辆可能已经停放了该时间，或者可能每天都有很长的通勤时间。对于没有服务仪表读数的组件，例如工业齿轮箱，经过数月或数年的有根据的猜测总比没有好。

　　4.颗粒量化指数(PQ 或 PQI)

　　在此测试中，每个样品都通过传感器，该传感器测量油的整体磁性含量。由于铁几乎是所有部件中的主要磨损元素，因此 PQI 实际上是样品中铁含量(亚铁密度)的衡量标准，其他磁性元素的含量可以忽略不计。

　　PQI 没有提及大小——数字越大，铁越多。PQI 所传达的信息可以解释为单位容量质量的概念，或者用公制术语表示，例如每升油的铁克数。

　　与 ICP 不同，PQI 没有粒径限制。因此，它并不表示颗粒的大小。请记住样品中滚珠轴承的示例：实心滚珠轴承和研磨成粉末的同一个滚珠轴承应具有相同的 PQI。

　　PQI 与 ICP 铁读数结合使用，对于估计磨损颗粒尺寸的分布非常有价值。表 4 显示了这种关系。高、中和低是相对概念，应在组件历史中其他示例的背景下进行解释。

　　表 4. 铁和 PQI 关系

　　情况 2 有多种可能的来源。这可能是部件经历加速但非异常磨损的典型情况;也就是说，该组件比正常情况下工作得更加努力。这可以通过比较相同卡车在不同操作(例如短途和长途操作)中的差速器磨损读数来说明。

　　每种情况下正常磨损的差异可能高达两个数量级。这种情况也是浸入式制动系统(例如大多数前端装载机)中正常制动器磨损的典型情况。导致异常磨损的污垢进入也会产生这种 Fe-PQI 关系。

　　5.粘度

　　有两种类型的粘度：运动粘度和动态粘度(或绝对粘度)。石油分析几乎只关注前者。运动粘度以厘沲 (cSt) 为单位测量，是流体流动阻力或更简单地流体厚度的量度。它须始终在规定的温度下引用，因为流体的粘度会随温度而变化。在 40°C 时，200 cSt 的油比 100 cSt 的油更稠。

　　Wearcheck 对每个样品在 40°C 下进行粘度测量。100°C 下的粘度测量也可以在高温下运行的机器上进行，例如发动机和一些压缩机。

　　过程很简单：将玻璃管(其两端与空气保持接触)垂直浸入所需温度的浴中;油从顶部引入，当它向下 流动时，它被带到正确的温度。然后它的流动在两个标记之间计时。时间测量值转换为粘度。

　　油还有另一个与其粘度相关的特性。这就是粘度指数(VI)。众所周知，随着油的温度升高，其粘度会降低。油的 VI 值表明其将稀释的程度。

　　单级油的 VI 值低于多级油，这意味着随着温度的升高，单级油比多级油更容易变稀。例如，典型的 SAE 30 单级和典型的 SAE 15W40 多级在 40°C 下的粘度均为 100 cSt。但在 100°C 时，它们的粘度分别为 10 和 15。

　　要确定油的 VI，请测量其在 40°C 和 100°C 下的粘度。

　　表 5 显示了粘度变化的一些原因。值得注意的是，并发条件可能会掩盖粘度变化的影响。燃油稀释伴随过热可能会使粘度读数看起来正常。

　　表 5. 粘度变化

　　再次强调提交准确信息的重要性。由于机器中的油品级与文件中确定的油品级之间存在差异，可能会建议更换好的油品。

　　此外，被描述为具有 SAE 30 或 SAE 15W40，但实际上运行 SAE 40 或 SAE 20W50 的发动机可能不会检查燃料稀释，因为由燃料稀释引起的粘度降低可能与所述发动机的正常粘度相比是有利的。油。

　　6.水

　　水是常见的污染物之一。是否可以通过内部冷却剂泄漏、高压软管清洁程序或冷凝引入。水对油的性能有一些负面影响，包括：

　　形成铁锈，进而污染油。

　　由于承载能力下降而导致磨损率增加。

　　通过添加剂和基础油之间的化学反应产生弱酸和强酸。

　　低温应用中的生物形成和生长。

　　失去关键添加剂和添加剂功能。

　　重要的是要将水污染保持在最低限度。应定期检查和维护密封件和通气装置。加压冷却系统需要定期进行压力测试以确认其完整性。

　　使用傅立叶变换红外 (FTIR) 分析 来筛选发动机样品中的水份，并使用裂纹测试来筛选所有其他样品中的水份。该测试涉及将一滴油滴到保持在水和油沸点之间的钢表面上。

　　如果油滴含有水，它就会喷出并发出噼啪声，因此得名。裂纹测试可以检测低于 0.1% 或 1,000 ppm 的水污染。如果样品未通过裂纹测试，则测量实际含水量。再次使用水污染的暂定限值(表 6)，尽管这些限值在异常或异常使用的情况下会有所不同。

　　表 6. 水限制

　　不应依赖水作为内部冷却剂泄漏的指示，特别是在发动机中。它在正常工作温度下容易蒸发。

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