潤滑油含水率在線監(jiān)測裝置與方法

        摘要：水是潤滑油的主要污染源。水分對油品性能影響極大。根據(jù)潤滑系統(tǒng)進(jìn)水后潤滑油性能會產(chǎn)生變化的原理，利用一種可檢測潤滑油含水率的（EIS）傳感器，開發(fā)了一種新型在線監(jiān)測潤滑油含水率變化的監(jiān)測裝置，實(shí)驗(yàn)證明 本測試系統(tǒng)可以在線監(jiān)測潤滑油含水率，并判斷是否超限，提示檢修人員以便及時(shí)更換或采取措施。

 

       船舶機(jī)械、軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、汽輪機(jī)等機(jī)械設(shè)備中，由于循環(huán)油系統(tǒng)泄漏，密封元件損壞，引起外部水滲入液壓和潤滑系統(tǒng)漏水是經(jīng)常發(fā)生的故障。冷卻水一旦漏到油中,便造成油品乳化變質(zhì)，破壞正常的潤滑，引起摩擦副異常磨損，導(dǎo)致設(shè)備事故發(fā)生。因此，在線監(jiān)測潤滑油中的含水率和及時(shí)報(bào)警，對保證設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn),延長壽命十分必要。對此，本文介紹一種新型在線監(jiān)測潤滑油含水率變化的監(jiān)測裝置及其測試結(jié)果。

 

 

      本研究采用的是深圳先波科技公司開發(fā)的一種FWD2000新型在線監(jiān)測潤滑油含水率變化的監(jiān)測裝置，其產(chǎn)品外型和硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

 

 

        本裝置采取的是傳感器和儀表分體設(shè)計(jì) 采用液晶屏顯示，按鍵操作，具有實(shí)時(shí)曲線顯示，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄，傳感器數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警輸出控制，RS-485數(shù)字信號輸出接口則可以用于連接上位機(jī)等外圍數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

 

        在線實(shí)時(shí)監(jiān)測潤滑油含水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取的是：單點(diǎn)或雙點(diǎn)采集/單點(diǎn)顯示/單點(diǎn)報(bào)警/單點(diǎn)傳輸?shù)姆桨?，這樣可以實(shí)現(xiàn)對不同設(shè)備的不同潤滑系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，以便在單個(gè)監(jiān)測單元出現(xiàn)漏水或者含水率超限時(shí)報(bào)警，單個(gè)監(jiān)測裝置的485通訊傳輸?shù)缴衔粰C(jī)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分散監(jiān)測，遠(yuǎn)程，集中控制的功能?？梢詫?shí)現(xiàn)的多點(diǎn)，集中監(jiān)測系統(tǒng)如圖2所示。

 

 

該傳感器被安裝在設(shè)計(jì)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置上，如圖3所示，采用潤滑油和水的油樣攪拌循環(huán)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測，傳感器輸出信號并對比不同階段的油液樣品實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果，來反映傳感器的優(yōu)越性能和使用價(jià)值。

 

 

 

（1）實(shí)驗(yàn)方法：

傳感器被安裝在模擬實(shí)驗(yàn)裝置上，選擇不同的油液樣品（對比實(shí)驗(yàn)室GB／T260分析結(jié)果），保持溫度恒定在30±0.1℃，不斷攪拌，記錄測試裝置的輸出示值。得出潤滑油含水率的響應(yīng)示值和實(shí)時(shí)曲線。

 

（2）實(shí)驗(yàn)步驟

a：配置6種不同含水量的油液樣品，每個(gè)樣品配置兩份，并取樣化驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)室GB／T260）每個(gè)實(shí)驗(yàn)油樣的實(shí)際含水率。

 

b：取其中一個(gè)的實(shí)驗(yàn)油樣置入1L的燒杯，將傳感器放入。恒速攪拌均勻，恒溫30±0.1℃后自動記錄讀數(shù)

 

c：分別更換不同含水率的實(shí)驗(yàn)油樣恒速攪拌均勻，恒溫30±0.1℃后讀數(shù)，并在每次實(shí)驗(yàn)中自動記錄讀數(shù)

d：重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)

 

 

針對兩次實(shí)驗(yàn)  相同的含水率油樣的對應(yīng)的示值擬合了實(shí)驗(yàn)曲線如圖4所示。
 

 

       從圖4看出：測量裝置對各種不同油含水率樣品的響應(yīng)示值是不同的，有明顯的變化區(qū)分。并且相同含水率樣品的油樣 測試裝置隨著油水混合均勻而逐步穩(wěn)定的，這也符合實(shí)驗(yàn)過程的油水混合的具體規(guī)律的。對兩次實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論：最大基本誤差 0.021%  最大重復(fù)性誤0.029%（2）。

 

 

       圖5顯示的是某鋼廠一臺軋機(jī)回油管內(nèi)監(jiān)測到的發(fā)生漏水故障前24小時(shí)油膜軸承油含水率變化曲線。

 

 

       從數(shù)據(jù)曲線觀察到，油液含水率在發(fā)生事故前一直在0.15%左右波動。且數(shù)據(jù)穩(wěn)定且變化緩慢。但在后端 出現(xiàn)了含水率超限報(bào)警。 觀察曲線有快速上升至飽和的現(xiàn)象，含水率從0.15%快速上升到2%。這個(gè)過程持續(xù)了20分鐘。隨著時(shí)間增加 含水率很快上升至飽和狀態(tài)。經(jīng)停機(jī)檢查，系軋機(jī)密封損壞，發(fā)生了漏水事故。

 

 

       測試實(shí)驗(yàn)表明，該裝置對潤滑油含水率的變化具有較高的線性響應(yīng)和靈敏度，能準(zhǔn)確測定潤滑油含水量而且穩(wěn)定可靠并具有簡潔的在線安裝方式。本監(jiān)測裝置對潤滑油含水率的變化實(shí)時(shí)動態(tài)在線監(jiān)測，根據(jù)潤滑油的使用狀況和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定潤滑油含水率的報(bào)警值，當(dāng)潤滑油含水率達(dá)到報(bào)警值發(fā)出報(bào)警信號。并可進(jìn)行自動趨勢分析實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和控制功能。在潤滑油質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測和機(jī)械設(shè)備故障診斷中發(fā)揮重要的作用。

 

1. 張峰, 趙曉, 賀嘉聰.新型電化學(xué)阻抗譜在線潤滑油含水率監(jiān)測傳感器測試[J]. 潤滑與密封,2011, 36 (5):116-118,121

2．趙曉, 張峰.張晨龍，劉仁德。在線實(shí)時(shí)監(jiān)測精軋機(jī)潤滑油含水率裝置設(shè)計(jì)[J]. 潤滑與密封,2012, 37(4):102-105

3. 趙曉, 張峰.張晨龍，吳海彤.電阻抗傳感器在軋機(jī)潤滑油含水率在線監(jiān)測中的應(yīng)用[J].

潤滑與密封,2015.11Vol.40 No.11

4.盛晨興  寧昶雄 林建華 張峰“新型自補(bǔ)償在線潤滑油水分監(jiān)測傳感器響應(yīng)特性試驗(yàn)研究[J].潤滑與密封 2017.42(8):120-124

 

（本文來源：廣研得孚科技發(fā)展(深圳)有限公司 、深圳市先波科技有限公司）