Hệ thống cảnh báo sớm về sự cố và công cụ bảo trì tự động .Lấy mẫu dầu một cách thường xuyên như một phần của chiến lược bảo dưỡng đã trở thành hiện đại. Dầu được kiểm tra về tình trạng của chúng, khả năng nhiễm bẩn và hao mòn.
Các kết quả và đánh giá trong phòng thí nghiệm của các kỹ sư có kinh nghiệm có thể hỗ trợ việc xác định các hư hỏng của bộ phận sắp tới, chứng minh liệu các hoạt động bảo dưỡng như lọc hoặc khử nước có hoạt động đúng cách hay không và giúp thiết lập khoảng thời gian xả dầu theo điều kiện.
Đó là một câu chuyện khác khi nói đến dầu mỡ. Trước đây, việc theo dõi mỡ liên tục theo xu hướng không phải là một thực tế phổ biến mặc dù phần lớn các ổ trục được lắp đặt đều được bôi trơn bằng mỡ và có tác động đáng kể đến độ tin cậy của thiết bị.
Tuy nhiên, một sự thay đổi trong triết lý dường như đang xảy ra với xu hướng phân tích dầu mỡ thường xuyên hơn. Điều này được thúc đẩy bởi các vấn đề kỹ thuật và được hỗ trợ bởi những kinh nghiệm tích cực với các chương trình phân tích dầu.
Ngoài ra, đã có nhiều ví dụ từ lĩnh vực phân tích dầu mỡ đã được chứng minh là cung cấp thông tin quan trọng về dầu mỡ, bao gồm lượng mài mòn, độ nhiễm bẩn, tính nhất quán, tính chất chảy máu và tình trạng của dầu gốc và các chất phụ gia.
Vì các đặc tính của dầu mỡ thường thay đổi đáng kể trong quá trình hoạt động và thông tin về sự nhiễm bẩn và hao mòn được tập trung trong một thể tích tương đối nhỏ mà không bị ảnh hưởng bởi quá trình lọc hoặc pha loãng bởi một bể chứa dầu lớn, phân tích dầu mỡ có thể là một công cụ giám sát tình trạng rất hiệu quả.
Trong nhiều trường hợp, việc phân tích mỡ ban đầu chỉ được thực hiện sau khi bị hư hỏng hoặc tai nạn, nhưng các phân tích xu hướng của các mẫu mỡ đã chỉ ra rằng sự cố với mỡ hoặc ổ trục có thể được nhận biết trước bằng một chương trình phân tích mỡ tốt.
Kỹ thuật lấy mẫu thích hợp
Để có một mẫu dầu mỡ hợp lệ, cần phải có kỹ thuật lấy mẫu thích hợp. Rõ ràng là khó hơn nhiều để lấy một mẫu mỡ đại diện từ ổ trục so với lấy một mẫu dầu.
Để lấy mẫu dầu mỡ, sử dụng
xylanh để hút mỡ đã qua sử dụng
vào ống lấy mẫu.
Để lấy mẫu mỡ, hãy tháo vít kiểm tra trên ổ trục quay hoặc tháo núm tra mỡ khỏi ổ trục có phần lăn. Cắt ống lấy mẫu theo chiều dài thích hợp để đi vào ổ trục và đến khu vực lấy mẫu có ý nghĩa.
Gắn ống sạch lên ống tiêm và ấn phần mở của ống lên vùng được bôi mỡ tương ứng. Sử dụng ống tiêm để kéo mỡ đã sử dụng vào ống lấy mẫu (ít nhất là 1 cm).
Đối với một số ứng dụng, có thể cần lặp lại quy trình trên các điểm lấy mẫu khác nhau của cùng một ổ trục. Khoảng 1 gam dầu mỡ là đủ để phân tích. Hãy nhớ để ý bất kỳ sự thay đổi màu sắc nào để tránh lấy mỡ mới quá gần điểm chảy lại.
Đối với phân tích xu hướng, các mẫu phải luôn được lấy tại các điểm giống nhau. Một mẫu dầu mỡ mới cũng phải được gửi làm mẫu tham chiếu cho tất cả các phân tích trong tương lai.
Phân tích nguyên tố
Các mẫu dầu mỡ có thể được phân tích bằng phương pháp quang phổ phát xạ quang học (OES) theo nguyên tắc rôto. Có thể đánh giá tối đa 21 yếu tố để thu được thông tin liên quan đến độ mòn, độ nhiễm bẩn và chất phụ gia. Bao gồm các:
- Mang kim loại (sắt, crom, thiếc, đồng, chì, niken, nhôm, molypden và kẽm)
- Các yếu tố ô nhiễm (silic, canxi, natri, kali và nhôm)
- Phụ gia hoặc chất làm đặc (magiê, canxi, phốt pho, kẽm, bari, silic, nhôm, molypden và bo)
Mối quan tâm đặc biệt để chẩn đoán tình trạng ổ trục hoặc tình trạng dầu mỡ là lượng sắt và crom, hiện diện dưới dạng các hạt mài mòn từ vật liệu ổ trục. Các vật liệu màu như đồng, chì và thiếc chỉ ra sự ăn mòn hoặc mài mòn từ lồng ổ trục.
Nếu có bụi (silic hoặc canxi) hoặc nước biển (natri, kali hoặc magiê), thông tin này có thể giúp xác định lý do cho sự hiện diện của kim loại mòn. Số lượng nguyên tố xà phòng kim loại hoặc so sánh hàm lượng phụ gia trong dầu mỡ mới và đã qua sử dụng cũng có thể cho biết loại mỡ được khuyến nghị có đang được sử dụng hay không.
Bộ định lượng hạt
Chỉ số định lượng hạt (PQ) chuyên dùng để xác định tất cả các hạt sắt có từ tính. Giá trị chỉ số từ O đến 9,999 đặc trưng cho các hạt sắt có trong mẫu độc lập với kích thước hạt. Bởi vì các hạt gỉ không có từ tính, chúng không được đo lường.
Kiểm tra chỉ số PQ dựa trên nguyên tắc sắt (và sắt mòn) có từ tính và có thể được phát hiện bằng nam châm. Nếu một mẫu mỡ có chứa các hạt mài mòn sắt từ tính, thì một từ trường sẽ bị xáo trộn. Sự thay đổi này trong từ trường có thể được đo lường.
Hãy nhớ rằng, chỉ số PQ cho biết tổng hàm lượng của các hạt mài mòn từ tính. Trái ngược với thông tin mài mòn sắt được xác định bởi OES, chỉ số PQ cung cấp thông tin về tất cả các hạt mài mòn sắt. Ngoài ra, khi sử dụng OES cho các mẫu dầu mỡ đã qua sử dụng, chỉ có thể phát hiện các hạt có kích thước đến 5 micron vì các hạt lớn hơn không bị kích thích.
Điều kiện dầu mỡ bằng FTIR
Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) xác định loại dầu gốc và chất làm đặc của mỡ được sử dụng. Bằng cách so sánh tham chiếu dầu mỡ mới chưa sử dụng với mẫu dầu mỡ đã sử dụng, có thể xác định sự suy giảm chất phụ gia hoặc sự nhiễm bẩn bởi một loại mỡ khác.
So với quang phổ FTIR của dầu, phép đo và giải thích phổ của dầu phức tạp hơn. Các hợp chất làm đặc đặc biệt có thể chiếm ưu thế rất lớn trong các khu vực quan trọng của quang phổ thường được sử dụng để tính hàm lượng nước hoặc quá trình oxy hóa.
Phương pháp quang phổ FTIR dựa trên nguyên tắc rằng các phân tử có trong chất bôi trơn có thể hấp thụ ánh sáng hồng ngoại ở các bước sóng tương ứng tùy thuộc vào cấu trúc điển hình của nó.
Các thay đổi của mỡ đã sử dụng so với phổ tham chiếu của mỡ mới được tính toán trên các đỉnh điển hình ở các số sóng được xác định trước và được hiểu là quá trình oxy hóa, nước, v.v.
Phổ FTIR có thể cung cấp thông tin liên quan đến sự nhiễm bẩn
và bất kỳ thay đổi nào trong mẫu dầu mỡ.
Một mẫu mỡ rất nhỏ (dưới O.1 gam) được bôi lên ô phản xạ tổng suy giảm (ATR). Trong vùng tiếp xúc, mẫu mỡ sẽ được chiếu ánh sáng hồng ngoại. Một phổ hồng ngoại hiển thị độ hấp thụ của ánh sáng hồng ngoại trên số sóng tương ứng sẽ được ghi lại và giải thích.
Phổ hồng ngoại của mẫu cung cấp thông tin liên quan đến sự nhiễm bẩn và bất kỳ thay đổi nào so với phổ chuẩn. Bằng phép trừ quang phổ của mỡ đã qua sử dụng với mỡ chuẩn, phương pháp FTIR cho biết loại mỡ không xác định đang được sử dụng.
Ngoài ra, một hỗn hợp các loại mỡ bôi trơn khác nhau trong nhiều trường hợp được tiết lộ. Việc xác định loại mỡ gốc và loại dầu gốc có thể được tìm thấy bằng cách tìm kiếm thư viện phổ tham chiếu và có thể hỗ trợ nguyên nhân gây ra hỏng hóc.
Phương pháp FTIR cũng có thể cho biết dầu gốc tổng hợp hay dầu gốc khoáng được sử dụng. Nếu dầu khoáng được sử dụng làm dầu gốc, FTIR có thể cho biết dầu gốc đã bị oxy hóa do thời gian trôi qua quá nhiều mà không hồi lại hay do nhiệt độ quá cao.
Nếu mỡ có chứa phụ gia cực áp (EP) với kẽm và phốt pho, có thể thấy sự phân hủy của các chất phụ gia. Hàm lượng nước trong dầu mỡ cũng có thể được cung cấp.
Nước trong mỡ đã qua sử dụng bằng phương pháp chuẩn độ Karl Fischer
Bên cạnh các chất ô nhiễm rắn, có thể được xác định bằng các nguyên tố OES silicon, canxi hoặc nhôm, nước là một loại ô nhiễm thường là nguyên nhân gây ăn mòn. Thông thường, các khoảng thời gian mọc lại ngắn là kết quả của quá nhiều nước. Thật không may, việc xác định lượng nước trong dầu mỡ không dễ dàng như trong mẫu dầu.
Để xác định nước theo phương pháp Karl Fischer, một lượng nhỏ dầu mỡ (khoảng 0,3 gam) được cho vào lọ thủy tinh và đậy kín bằng nắp tự hoại. Trong một lò nhỏ, mẫu được làm nóng đến khoảng 120 độ C.
Nước bốc hơi được chuyển bằng nitơ vào bình chuẩn độ trong đó xảy ra phản ứng điện hóa giữa nước và thuốc thử Karl Fischer. Đường cong chuẩn độ được ghi lại và hàm lượng nước được xác định chính xác.
Tùy thuộc vào loại mỡ và ứng dụng, hàm lượng nước trong mỡ không được vượt quá các giá trị khuyến nghị. Quá nhiều nước trong dầu mỡ có thể tạo ra nhiều tác động bất lợi, bao gồm ăn mòn kim loại chịu lực, tăng quá trình oxy hóa dầu gốc, làm mềm mỡ và rửa trôi mỡ bằng nước.
Nếu kết quả cho hàm lượng nước theo phương pháp Karl Fischer được so sánh với phép phân tích nguyên tố bằng OES, thì có thể xác định được nước trong mẫu là nước “cứng” hay nước biển, có chứa các khoáng chất như natri hoặc kali, hoặc nếu nó là nước mềm như nước ngưng tụ hoặc nước mưa.
Nếu natri, kali, canxi và magiê được tìm thấy trong dầu mỡ đã qua sử dụng nhưng không có trong dầu mỡ mới, thì nguyên nhân có thể là do nước “cứng”. So sánh hai phương pháp này, phương pháp chuẩn độ Karl Fischer và OES, cũng có thể cho biết liệu nước đã có trong dầu mỡ mới như một phần của quá trình sản xuất hay chưa.
Các bài kiểm tra bổ sung
Bên cạnh các phương pháp được mô tả trước đây, đây là yêu cầu tối thiểu để phân tích dầu mỡ, có một số thử nghiệm khác có thể được thực hiện. Bảng bên trái liệt kê hầu hết các thử nghiệm bổ sung này.
Hãy nhớ rằng một cuộc điều tra hư hỏng sau khi xảy ra hư hỏng thường đòi hỏi một phân tích phức tạp hơn và không phải mọi phương pháp kiểm tra đều được thiết kế để trở thành một phân tích thường xuyên.
Tóm lại, phân tích dầu mỡ đã được chứng minh là một công cụ hữu ích để đánh giá dầu mỡ và tình trạng ổ trục. Các tình huống khác nhau và các yếu tố ảnh hưởng đến độ mài mòn, nhiễm bẩn và tình trạng dầu mỡ đã cho thấy mối liên hệ phức tạp giữa kết quả phân tích dầu mỡ và ý nghĩa thực tế của chúng.
Điều này dẫn đến kết luận rằng việc quan sát và giải thích các yếu tố này với kiến thức chuyên môn có thể cho phép áp dụng các chiến lược bảo trì chủ động một cách hợp lý cho các bộ phận được bôi trơn bằng dầu mỡ.
