船舶设备油液监测取样技术要求研究初探

刘永翔　胡平+　何一波

摘 要：通过分析研究船舶设备油液监测取样技术要求的必要性，归纳阐述了船舶设备油液油液取样的一般规则，提出了船舶设备油液的取样部位、取样方法、取样规程、取样工况、取样周期、取样瓶及取样量、取样记录及取样标签、取样注意事项等一系列技术要求。

关键词：船舶设备；油液监测；取样技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.027

0 引言

研究和实践均证明，机械设备80%的故障都与摩擦副的磨损有关，磨损失效是设备最常见、最主要的失效形式。在设备的使用过程中，由于摩擦副的表面磨损，会产生磨损微粒，还有因机械负荷、压力与温度的作用而生成的微粒，再加上外界污染的颗粒，大多数微粒呈悬浮状态存在于机械设备的润滑系统中。机械设备在不同的运转阶段，润滑油的衰败程度和磨损状态会有所不同，产生的磨损微粒具有各自的特征，这些特征可以通过磨损微粒的数量、尺寸、分布与形貌等表征出来。所以，润滑油中包含着机械设备故障特别是磨损状态的重要且丰富的信息。油液分析技术通过采集机械设备中的润滑油样品，利用各种分析手段，检测样品的理化性能和油样中所携带的由机械设备摩擦副形成的磨损微粒，获得油样的理化性能参数和磨粒尺寸、形貌、浓度和成分等数据信息，定性和定量地评价被测设备的磨损状态，并预测其发展趋势。

然而，要使油液分析获得正确结果和准确判断的首要条件是从系统中采集反映系统实际工况的油样。目前对船舶机械设备磨损监测的方法和手段中，比较成熟的有发射光谱分析、铁谱分析技术、傅立叶变换红外光谱分析、理化指标分析和污染度分析。它们都是利用分析润滑油的油品衰败状况和油中磨粒的信息，进行磨损状态监测和故障诊断的。但油液中的组分、磨损颗粒及污染杂质，在整个系统的油液中分布是不均匀的，它们以不连续的分散相存在。特别是润滑油中的磨损颗粒，它的浓度和尺寸分布是随机器的运转工况及其它多方面的影响而变化的，这就给取出具有代表性的油样带来了困难。因此，润滑油的取样是油液监测技术中首要且十分重要的环节，是油液分析技术成败的关键一步。如果每次取样都有代表性并符合规范，那么各个油样所提供的有关设备磨损状态的信息就具有了可比性，诊断的依据就是可靠的，结论自然是正确的。否则油液分析将失去了前提和基础，结论自然是不可靠的。因此，研究船舶设备油液监测取样技术要求具有十分重要的意义。

1 船舶设备油液油液取样的一般规则

取样技术是油液分析技术的关键环节之一。通过分析所取油样中的磨粒，可以监测、判断和预测机械设备的技术状态。因此，取样人员所取的油样必须是含有表征设备主要磨损部位信息的有代表性的动态油样。处于运动状态的设备，其润滑系统中磨粒的产生，以及存留部位都是随机变化的，磨粒的浓度及磨粒的大小、分布也是随机变化的，而且整个润滑系统中的磨粒也并非均匀分布，而是不连续的分散存在，这都给取样带来困难。因此，必须十分重视取样技术，按照取样操作规范取样，保证所取油样能正确反映设备磨损的真实情况。

磨损部位产生的磨粒，在润滑系统的循环中可能流失，这是由种种原因造成的。例如：滤器的滤清作用，油路、油箱中磨粒的沉降或吸附作用，氧化及化学腐蚀作用，机械的碾碎作用，以及润滑油的流失损耗作用等等。取样时要考虑到设备运转状态，润滑油中磨粒浓度的动态平衡，因为磨粒产生的速率对机械设备的早期预报极具参考价值。

2 船舶设备油液取样部位

最常见的取样位置是机器设备润滑系统中油液润滑各摩擦部位后滤器前的一点，通常选择滑油回油管路、滑油泵出口滤器前压力管路、油底壳、循环滑油柜等处。在回油管路上取样时，应尽量避免从管子底部取样，而且在取样时，应先放掉一部分油，以清洗油阀，保证取得动态的油样，不能取不流动的“死油”。 在油箱中取样时，主要影响因素是磨粒的沉降效应，以及小磨粒的悬浮状态，取样时通常将取样管插入到油面高度一半略下的深度，而且最好固定在同一深度上取样，除非不得已一般情况下不得从油箱底部取油或放油。

举例来说，12VE230主机的最佳取样位置是在滑油抽出泵出口与滤器前的管路上压力表接头处，安装专用的取样阀取样，135型柴油机则可以从油底壳滑油量油口处插入取样管（图1，图2）。

3 船舶设备油液取样方法

3.1 取样阀取样

在选取的取样点安装专用取样阀、利用压力表的放气阀、循环油柜的放油阀、油底壳的放油阀和油柜液位标尺冲洗阀等部位取样，均属于取样阀取样。

3.2 取样器取样

使用专用的取样器、取样管和取样瓶从油底壳、油箱或循环油柜中抽取油样，属于取样器取样。

4 船舶设备油液取样规程

4.1 取样阀取样

（1）打开取样瓶盖将取样瓶和盖放在合适的地方，避免污染瓶及瓶盖；

（2）打开取样阀，先放掉一些油，以冲掉取样阀出油口处、连接管路或油箱底部堆积的沉积物和管路中的“死油”；

（3）将取样瓶放置在取样阀下（不得将取样瓶口与阀接触！），当油液充满到瓶子的3/4处，关闭放油阀，如果取样过满立即倒掉部分油样；

（4）拧紧取样瓶盖，防止泄露（在拧取样瓶盖之前，严禁用任何物品擦拭取样瓶，以防污染），填写取样标签。

4.2 取样器取样

（1）确定取样部位；

（2）根据设备取样口的位置，选择取样管的最佳长度；

（3）将取样管的一端安装在取样器上，旋紧防止漏气，打开取样瓶盖，将取样瓶口旋紧在取样器上，瓶盖放在合适的地方，以防污染；

（4）将取样管的另一端插入油箱中油面高度一半略下的深度，拉动取样器的活塞杆，从油箱中抽取油液；

（5）反复拉动取样器的活塞杆，将油吸入到取样瓶中，直到油液充满到瓶子的3/4处；endprint

（6）将取样瓶从取样器上拧下，拧好取样瓶盖，防止油液泄露。

5 船舶设备油液取样工况

5.1 运行中取样

正常监测取样必须在设备运转，负荷和热状态稳定的情况下进行取样。

5.2 停机后立即取样

如机械设备必须停机取样，则应停机后立即取样，停机超过半小时后不得取样。

6 船舶设备油液取样周期

取样间隔时间的确定取决于被监测机械的状态特点，以及取样分析的目的，或对设备故障诊断、状态监测的准确程度。经验表明，不同的机械设备，不同的运转周期，不同的磨损状态都应有不同的取样间隔时间。应根据被监测机械设备的实际情况确定最佳间隔时间，间隔时间太短分析测量的数据变化甚微，浪费人力物力，间隔时间太长，则使分析测量准确度降低。

通常，对正常工况工作的设备，在设备运转初期（或大修后重新运转初期）磨合期阶段，由于磨损状态变化大，间隔时间应短一些。在设备正常运转阶段（正常稳定磨损）阶段，因磨损状态变化甚小，取样间隔时间应长一些。设备经过较长时间运转，进入磨损过程的后期（剧烈磨损）阶段，因磨损状态变化较大，取样间隔应缩短。总之，要摸清设备的磨损规律，合理地确定取样间隔时间。

船舶设备采集油样的时间间隔应按照规定的取样间隔来执行，没有规定的船舶设备可每工作100小时左右取样一次，每个季度至少取样一次。当发现设备出现故障征兆或润滑油变质严重时应随时取样，尽量争取取到有代表性的能够充分反映当时设备运行状态和技术状态的油样。

7 船舶设备油液取样瓶及取样量

取样瓶应为无色透明的清洁玻璃瓶或专用塑料瓶。

目前常用的容积为220ml的专用塑料取样瓶，既可用于取样阀取样又可用于取样器取样。

在取油时，应使油样液面到取样瓶上的取样范围刻度线处，在保证取样量足够的同时，又不要取样太满，取样瓶要保留一定的容积空间，以便分析前加热摇匀。

8 船舶设备油液取样记录及取样标签

取样后要及时详细地登记取样瓶上的标签，准确记录船舶舷号、设备名称及其编号、取样部位、设备工作时数、滑油牌号等重要信息，如有异常情况或添换过油液时，应当在备注栏中填写清楚。（表1）

9 船舶设备油液取样注意事项

（1）防止“死角”处取样。润滑油流经每一磨擦表面后，就含有相应的磨粒信息，而没有流经磨擦表面的油，或停留在零件某“死角”处的油，不含有代表性的磨粒。尤其是用取样器取油时，禁止取样管下端与油箱底部接触，以防将油箱底部的沉淀物吸入到油样瓶中。

（2）防止油样过满。取样时切记勿将油样装满，否则无法使油样摇均匀，所取的油样为废油样，代表性不强。现场若不小心取满，可在热状态下倒出一部分。

（3）保持取样洁净，避免污染油样。未使用的取样器材存放在干净、封闭的包装箱内；取样瓶瓶盖要避免被环境污染；避免取样管口与任何可能产生污染的物体接触等。取样管可重复使用，在取新油样前，应当先用一废油瓶至少抽至一半容积，以清洗取样管，然后再使用干净的新取样瓶进行取样。

（4）取样后要及时详细填写取样卡所规定的全部内容，取样人须签名以对所取油样负责 。

（5）管理中要将设备的工作时数、所发生的故障、修理或更换零部件情况以及更换或添加新滑油的情况及时记录在设备文书上，以备查。

10 船舶设备油液油样送检

取样之后船舶机电部门应进行登记，按照有关要求填写“船舶设备监测单”，连同油样及时送设备质量监测单位。

参考文献：

[1]严志军等.油液监测技术在船舶设备状态监控中的研究和应用[J].中国设备工程，2007（02）.

[2]周新聪，刘东风等.主动维修策略与油液分析技术[J].液压与气动，2004（06）.

[3]中国船级社.柴油机滑油状态监控系统指南[M].北京：人民交通出版社，1997 .

[4]周洪澍等.油液监测技术在设备管理与维修中的应用[J].中国设备工程，2012（12）.

[5]林英志主编.设备状态监测与故障诊断技术[M].北京大学出版社，北京林业出版社，2011（04）.

作者简介：刘永翔（1978—），男，山东兰陵人，本科，讲师，研究方向：舰船装备维修。endprint