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1、油液分析技术的发展概况及宝钢设备状态油液分析技术的发展概况及宝钢设备状态监测受控点管理模式介绍监测受控点管理模式介绍1 一、一、 概概 述述l l在在欧欧共共体体国国家家中中每每年年用用于于维维修修的的经经费费总总额额大大约约是是850亿亿到到1100亿亿英英镑镑，它它相相当当于于欧欧共共体体国国家家年年产产值值的的5%，等等于于荷荷兰兰全全年年工工业业总总产产值值；同同时时在在欧欧共共体体国国家家的的35万万个个工工厂厂中中大大约约有有200万万人人员员从从事事维维修修方方面面的的工工作作。另另一一项项调调查查指指出出，在在英英国国每每年年用用于于维维修修的的经经费费总总额额大大约约是是14
2、0亿亿英英镑镑，它它相相当当于于英英国国全全年年产产品品销销售售额额的的5%，亦亦相相当当于于英国全年贸易赤字的英国全年贸易赤字的2倍。倍。2l美美国国每每年年用用于于维维修修的的费费用用大大约约是是3000亿亿5000亿亿美美元元；如如果果在在维维修修管管理理、设设备备故故障诊断方面加以改进，可以减少的费用。障诊断方面加以改进，可以减少的费用。3l l壳壳牌牌石石油油公公司司对对机机械械故故障障作作了了分分类类统统计计：在在柴柴油油机机中中，30%的的故故障障是是由由于于污污染染造造成成的的，其其中中50%是是由由于于磨磨损损造造成成的的。对对于于齿齿轮轮来来说说，75%的的故故障障是是由由
3、于于润润滑滑不不当当、外外来来污污染染、腐腐蚀蚀、轴轴承承失失效效、维维修修不不足足和和连连续续或或短短暂暂的的超超负负荷荷运运转转造造成成的的；其其中中51%的的故故障障是是与与磨磨损损有有关关，49%的的故故障障是是与与过过载载有有关关。对对于于滚滚动动轴轴承承来来说说，40%的的故故障障是是由由于于润润滑滑不不当当造造成成的的，其其中中有有10%的的故故障障是是在在轴轴承承正正常常疲疲劳劳寿寿命期内发生的。命期内发生的。4由由此此可可见见，维维修修是是工工业业生生产产成成本本中中一一项项巨巨大大的的支支出出，它它涉涉及及到到大大量量的的人人力力、物物力力和和财财力力。维维修修工工作作在在
4、很很大大程程度度上上取取决决于于设设备备使使用用和和维维修修人人员员对对该该设设备备的的了了解解，所所以以建建立立有有效效的的维维修修系系统统可可以以大大大大减减少少停停机机时时间间和和节节约约维维修修费费用用。要要实实现现这这个个目目标标，可可以以通通过过设设备备状状态态监监测测正正确确了了解解设设备备的的运运行行状状况况从从而而作作出出及及时时的的判判断断和和正正确确的维修决策来实现。的维修决策来实现。5油油样样分分析析技技术术是是借借助助对对该该系系统统有有代代表表性性油油样样的的分分析析来来实实现现机机器器状状态态监监测测和和故故障障诊诊断断的的，它它是是近近十十几几年年迅迅速速发发展
5、展起起来来的的用用于于机机械械设设备备状状态态监监测测的的新新技技术术，尤尤其其在在发发动动机机、齿齿轮轮传传动动、轴轴承承系系统统、液液压压系系统统等等方方面面，该该技技术术取取得了显著的效益，获得了广泛的应用。得了显著的效益，获得了广泛的应用。6目目前前在在工工业业发发达达的的国国家家中中，油油液液分分析析技技术术正正在在或或已已经经成成为为机机械械设设备备状状态态监监测测及及故故障障诊诊断的不可缺少的方法之一，占有重要的地位。断的不可缺少的方法之一，占有重要的地位。7（1）分析内容：分析内容：主主要要包包括括磨磨粒粒分分析析、油油品品理理化化分分析析、颗颗粒粒计数分析等方面内容。计数分析
6、等方面内容。其其中中磨磨粒粒分分析析指指油油样样中中所所含含磨磨粒粒的的数数量量、大小、形态、成分及其变化。大小、形态、成分及其变化。二、油液分析技术的机理和分析内容二、油液分析技术的机理和分析内容8理理化化、颗颗粒粒计计数数分分析析则则主主要要是是监监测测油油品品的的衰衰变变程程度度：氧氧化化程程度度、聚聚合合程程度度、被被污污染染程程度度、被被燃燃油油和和水水稀稀释释程程度度以以及及添添加加剂剂成成分分的的损耗程度等。损耗程度等。9（2）分析功能：分析功能：a监监测测设设备备、诊诊断断故故障障、失失效效分分析析、预预测测预防；预防；b推推行行状状态态监监测测，实实行行视视情情维维修修，降降
7、低低维维修费用，合理地利用设备的效益；修费用，合理地利用设备的效益；c保保证证油油品品的的质质量量，判判断断油油品品的的被被污污染染和和变质程度；变质程度；d延长润滑油的使用期限；延长润滑油的使用期限；e制定合理的设备磨合规范。制定合理的设备磨合规范。10油液分析技术的机理和分析内容汇总表油液分析技术的机理和分析内容汇总表11三、如何采集具有代表性的油样三、如何采集具有代表性的油样由由于于油油液液中中的的各各种种组组分分、磨磨损损颗颗粒粒及及污污染染杂杂质质在在整整个个系系统统的的油油液液中中的的分分布布是是不不均均匀匀的的，它它们们以以不不连连续续的的分分散散相相存存在在，特特别别是是润润滑
8、滑油油中中的的磨磨损损颗颗粒粒，它它的的浓浓度度和和尺尺寸寸分分布布是是随随机机器器的的运运行行工工况况及及其其它它多多方方面面的的影影响响而而变变化化的的，这就给取出具有代表性的油样带来了困难。这就给取出具有代表性的油样带来了困难。12影响油样正确采集的几种因素：影响油样正确采集的几种因素：（1）油液过滤器的滤清作用；油液过滤器的滤清作用；（2）颗粒在油液中的沉降作用；颗粒在油液中的沉降作用；（3）颗粒在固体表面的粘附效应；颗粒在固体表面的粘附效应；（4）颗颗粒粒反反复复通通过过机机器器运运动动表表面面时时进进一一步步破破碎细化；碎细化；（5）颗粒的氧化效应；颗粒的氧化效应；（6）颗粒的化学
9、腐蚀；颗粒的化学腐蚀；（7）油液的耗损。油液的耗损。13取样位置的选择：取样位置的选择： 由由于于油油液液中中的的磨磨粒粒平平衡衡浓浓度度及及达达到到平平衡衡浓浓度度所所需需的的时时间间与与机机器器的的工工作作状状态态有有关关，而而且且整整个个润润滑滑系系统统中中各各部部分分的的磨磨粒粒浓浓度度是是不不同同的的，因因此此从从处处于于运运转转状状态态的的机机器器中中取取出出油油样样时时，应应在在某某些些特特定定工工况况下下于于润润滑滑系系统统的的某某一一固固定定位位置置上上进行，且取样位置应选择在过滤器前。进行，且取样位置应选择在过滤器前。14 在在机机器器的的润润滑滑系系统统中中，最最常常用用
10、的的两两个个取取样样点是润滑油点是润滑油油箱油箱和和回油管回油管处。处。 油油箱箱内内油油流流动动缓缓慢慢，由由于于磨磨粒粒沉沉降降等等效效应应的的影影响响，给给取取出出具具有有代代表表性性磨磨粒粒的的油油样样增增加加了了难难度度，因因此此在在回回油油管管取取样样比比在在油油箱箱中中取取样样有有较较大的优越性大的优越性。15 四、油液分析技术的分类介绍四、油液分析技术的分类介绍1.1.油品理化分析油品理化分析 它它是是通通过过检检测测油油液液本本身身的的性性能能及及其其组组成成，掌掌握握油油液液在在使使用用过过程程中中的的变变化化情情况况。油油液液质质量量的的好好坏坏，将将直直接接影影响响机机
11、器器的的正正常常状状态态，因因此此检检测测油液品质的变化是设备诊断的一种常用手段。油液品质的变化是设备诊断的一种常用手段。 分分类类：油油液液物物理理化化学学性性能能的的分分析析和和油油液液中中化化学组分的分析。学组分的分析。16 在在设设备备的的状状态态监监测测中中，主主要要对对润润滑滑油油或或液液压压油油的的以以下下指指标标进进行行常常规规分分析析内内容容如如下下：运运动粘度、酸值、水分、铜片腐蚀、机械杂质。动粘度、酸值、水分、铜片腐蚀、机械杂质。 宝宝钢钢股股份份对对在在用用机机械械油油建建立立了了有有关关企企业业标标准准，并并规规定定容容量量大大于于500500L L的的油油箱箱进进行
12、行更更换换新新油时，必须有检测报告，避免无序换油。油时，必须有检测报告，避免无序换油。17 运运动动粘粘度度是是反反应应液液体体粘粘度度大大小小的的一一个个表表示示方方法法，是是用用毛毛细细管管粘粘度度计计来来进进行行测测定定的的。它它是流体是流体润滑材料最重要的性能。滑材料最重要的性能。 粘粘度度大大的的润润滑滑油油能能够够承承受受大大的的压压力力负负荷荷，不不易易从从摩摩擦擦面面挤挤出出来来，并并保保持持一一定定厚厚度度的的油油膜膜；但但粘粘度度过过大大则则不不能能流流到到配配合合间间隙隙很很小小的的两摩擦面间，因而不能起到润滑作用。两摩擦面间，因而不能起到润滑作用。 对对液液压压油油而而
13、言言，粘粘度度的的大大小小直直接接影影响响设设备备工工作作的的性性能能，如如液液压压动动作作的的灵灵敏敏性性，液液压压力力的传递以及供给等。的传递以及供给等。18 酸酸值是是中中和和1 1克克油油中中酸酸性性成成分分所所需需碱碱的的毫毫克数，以克数，以mgKOHmgKOH/g/g表示。表示。 一一方方面面，酸酸值是是控控制制和和反反映映油油品品精精制制程程度度的的重重要要指指标之之一一，油油品品精精制制深深度度愈愈深深，其其酸酸值愈小愈小。 另另一一方方面面，油油在在储存存或或使使用用中中由由于于一一定定温温度度下下，与与空空气气中中的的氧氧发生生化化学学反反应，生生成成一一定定量量的的有有机
14、机酸酸。此此时时，油油品品的的酸酸值越越大大，说明明油油品品衰衰变越越严严重重，也也是是判判定定油油的的废旧旧程程度度的的重要重要指指标。 19 水分水分是指油品中含水量的百分比。是指油品中含水量的百分比。 水水分分的的存存在在会会使使金金属属产产生生锈锈蚀蚀，降降低低油油品品润润滑滑性性，使使油油品品更更易易蒸蒸发发和和起起泡泡，还还会会加加速速油油品品水水解解和和氧氧化化，产产生生沉沉淀淀物物和和腐腐蚀蚀性性物物质质等等，所所以以合合格格油油品品中中应应无无水水分分或或只只有有水水的的痕痕迹。迹。 油油中中的的水水分分主主要要是是在在储储运运、保保管管和和使使用用过过程中由外界混入的。程中
15、由外界混入的。20 铜铜片片腐腐蚀蚀性性指指油油液液对对有有色色金金属属（铜铜）的的腐腐蚀蚀程程度度。把把经经过过磨磨光光的的干干净净铜铜片片浸浸入入试试油油中中，再再把把存存试试油油的的试试管管放放入入规规定定的的油油浴浴中中，以以规规定定的的时时间间把把铜铜片片取取出出，洗洗净净后后，与与腐腐蚀蚀标标准准色板进行比较，以评定其等级。色板进行比较，以评定其等级。 腐腐蚀原原因因有有油油品品的的精精制制程程度度，如如少少量量活活性性的的含含硫硫化化合合物物和和水水溶溶性性低低分分子子有有机机酸酸引引起起；此此外外油油品品受受氧氧化化后后也也会会产生生氧氧化化产物物，这些些物物质对金属都有腐金属
16、都有腐蚀性。性。 21 机机械械杂质是是指指油油品品中中不不溶溶于于汽汽油油和和苯苯的的沉沉淀淀物物，即即把把一一定定量量的的试油油溶溶于于热汽汽油油或或热苯苯中中，然然后后过滤，沉沉淀淀物物则留留在在滤纸上上，用用热的的汽汽油油或或苯苯把把沉沉淀淀物物洗洗净、干干燥燥、称称重重，最最后算出后算出该油品中所含机械油品中所含机械杂质的重量百分比。的重量百分比。 22232.2.污染度控制污染度控制随随着着液液压压技技术术在在各各个个工工业业部部门门的的广广泛泛应应用用，对对液液压压系系统统的的工工作作可可靠靠性性提提出出了了更更高高的的要要求求。大大量量事事实实表表明明，液液压压设设备备的的工工
17、作作可可靠靠性性与与油油液液的的污污染染状状况况有有密密切切的的关关系系。根根据据国国内内外外统统计计资资料料，液液压压系系统统的的故故障障大大约约有有70是是由由于于油油液液污污染染引引起起的的。因因此此，液液压压系系统统污污染染问问题题已越来越受到国内外工业界的重视。已越来越受到国内外工业界的重视。24 油液中污染物大致有如下三个来源：油液中污染物大致有如下三个来源：（1）机机器器和和油油液液系系统统安安装装（使使用用前前）带带来来的的（如如焊焊渣渣、切切屑屑、铁铁锈锈、砂砂子子、纤纤维维、磨磨料料等）；等）；（2）油油液液运运转转时时从从外外界界混混入入的的（如如尘尘埃埃、水等）；水等）
18、； （3）机机器器运运转转时时，系系统统内内部部产产生生的的（如如金金属属磨磨粒粒、锈锈、油油变变质质后后的的生生成成物物、密密封封材材料料磨磨粒和剥离片、水等）。粒和剥离片、水等）。25 污污染染物物通通常常以以金金属属磨磨粒粒为为主主，金金属属磨磨粒粒和和零零件件表表面面突突起起部部分分相相互互作作用用，而而从从零零件件表表面面拉拉出出凹凹槽槽，形形成成碎碎片片。这这些些污污染染颗颗粒粒，混混入入系系统统中中后后会会加加速速零零件件的的磨磨损损、研研损损，甚甚至至破破坏坏。在在液液压压系系统统中中，因因污污染染造造成成的的故故障障约约90是是由由这这种磨损所致。种磨损所致。26油油液液污污
19、染染度度有有两两种种表表示示法法。其其中中一一种种是是按按照照每每100100毫毫升升油油中中含含有有不不同同大大小小颗颗粒粒的的数数量量来来分分级级，另另一一种种是是按按100100毫毫升升油油中中含含有有颗颗粒粒重重量量( (毫毫克克) )分分级级。宝宝钢钢采采用用的的是是前前一一种种表表示示法法，用用NASNAS等等级级（1-121-12级级）来来衡衡量量液液压压油油或或润润滑滑油油被被污染程度。污染程度。273.3.光谱和铁谱分析技术光谱和铁谱分析技术光谱和铁谱分析是对机械设备进行油液磨光谱和铁谱分析是对机械设备进行油液磨损诊断的主要手段。损诊断的主要手段。1）.光谱分析：光谱分析：用
20、于分析在用润滑油中的金属磨粒和污染用于分析在用润滑油中的金属磨粒和污染物微粒的元素组成和含量，以评价取样设备物微粒的元素组成和含量，以评价取样设备和零件的磨损程度，并预报其剩余寿命。和零件的磨损程度，并预报其剩余寿命。28实践证明：油料光谱分析是一种行之有效实践证明：油料光谱分析是一种行之有效且成熟的油液监测技术，尤其是现代专用光且成熟的油液监测技术，尤其是现代专用光谱仪具有自动化程度高、分析速度快、定量谱仪具有自动化程度高、分析速度快、定量精确而又可进行多元素分析的特点，使这一精确而又可进行多元素分析的特点，使这一监测方法应用更为广泛。监测方法应用更为广泛。29 最常见的磨损金属元素测定技术
21、包括原最常见的磨损金属元素测定技术包括原子吸收光谱分析、原子发射光谱分析和子吸收光谱分析、原子发射光谱分析和X射射线荧光光谱分析；其中，原子发射光谱分析线荧光光谱分析；其中，原子发射光谱分析用得最多。用得最多。 光光谱谱仪仪可可以以测测定定润润滑滑油油中中的的磨磨粒粒、添添加加剂剂和和污污染染物物的的成成分分和和数数量量（浓浓度度）。通通过过对对照照机机器器零零件件的的成成分分可可以以准准确确地地诊诊断断故故障障并并预预报其发展趋势。报其发展趋势。 光光谱谱分分析析的的不不足足之之处处是是只只能能准准确确测测定定尺尺寸为寸为10微米以下的微粒。微米以下的微粒。30以下是以下是SpectroSp
22、ectro M M发射光谱仪外观发射光谱仪外观312 2）. .磨粒分析（铁谱分析）磨粒分析（铁谱分析）润滑油液监测的核心是磨粒分析，分析内容：润滑油液监测的核心是磨粒分析，分析内容：1）磨粒数量磨粒数量：用于判断机器处于何种磨损阶段；：用于判断机器处于何种磨损阶段；2）磨粒尺寸磨粒尺寸：根据磨粒尺寸分布，判断机器的：根据磨粒尺寸分布，判断机器的磨损程度；磨损程度；3）磨粒成分磨粒成分：用于确定磨损零部件和元素的来：用于确定磨损零部件和元素的来源；源；4）磨粒形态磨粒形态：用于分析磨损机理和磨损类型。：用于分析磨损机理和磨损类型。32铁谱技术的基本原理铁谱技术的基本原理 利用高梯度强磁场的作用
23、，将从设备润滑系利用高梯度强磁场的作用，将从设备润滑系统内采集的油样中分离出磨损颗粒，并借助不统内采集的油样中分离出磨损颗粒，并借助不同仪器检验分析这些磨损颗粒的形貌、大小、同仪器检验分析这些磨损颗粒的形貌、大小、数量、成分，从而对机械设备的运转工况、关数量、成分，从而对机械设备的运转工况、关键部件的磨损状态进行分析判断。键部件的磨损状态进行分析判断。33 根据分离磨粒、检测磨粒的不同方法，研根据分离磨粒、检测磨粒的不同方法，研制了不同的铁谱仪。制了不同的铁谱仪。 主要有分析式铁谱仪、直读式铁谱仪、旋主要有分析式铁谱仪、直读式铁谱仪、旋转式铁谱仪、转式铁谱仪、磨粒定量仪以及磁塞等磨粒定量仪以及
24、磁塞等，它们均，它们均为离线测量分析。为离线测量分析。 另外还有能在设备的润滑系统中分析测量另外还有能在设备的润滑系统中分析测量磨粒的铁谱仪称之为在线式铁谱仪。磨粒的铁谱仪称之为在线式铁谱仪。34直读式铁谱仪直读式铁谱仪1 135直读式铁谱仪直读式铁谱仪2 236分析式铁谱仪分析式铁谱仪1 137分析式铁谱仪分析式铁谱仪2 238旋转式铁谱仪旋转式铁谱仪39蓟式铁谱仪和铁谱显微镜蓟式铁谱仪和铁谱显微镜40Olympus BX-60Olympus BX-60显微镜显微镜41PQPQ磨粒定量仪磨粒定量仪42磁塞磁塞43磨粒分类磨粒分类大致可以分为：大致可以分为： 正常滑动磨粒正常滑动磨粒 、片状磨
25、粒片状磨粒 、切削磨粒切削磨粒 、 严重滑动磨粒严重滑动磨粒 、疲劳、疲劳剥离磨粒剥离磨粒 、球状磨粒球状磨粒 、 红色氧化物颗粒红色氧化物颗粒 、黑色氧化物颗粒、黑色氧化物颗粒、 亚微米级腐蚀磨粒亚微米级腐蚀磨粒 、摩擦聚合物颗粒等摩擦聚合物颗粒等44正常滑动磨粒正常滑动磨粒45片状磨粒片状磨粒46严重滑动磨粒严重滑动磨粒47球状磨粒球状磨粒48块状磨粒块状磨粒49切削状磨粒切削状磨粒50黑色氧化物颗粒黑色氧化物颗粒51红色氧化物颗粒红色氧化物颗粒52摩擦聚合物摩擦聚合物53 五五 油液分析技术的现状油液分析技术的现状1. 1. 技术与管理相结合，提高设备维修管理水平技术与管理相结合，提高设
26、备维修管理水平技术与管理相结合，实质上是技术与经济相结合技术与管理相结合，实质上是技术与经济相结合的问题，一切工作最终都要落实到经济效益上。实践的问题，一切工作最终都要落实到经济效益上。实践证明：技术是管理的有效保障，而管理是技术发展的证明：技术是管理的有效保障，而管理是技术发展的支撑点。支撑点。54 1）.油液分析成为维修制度的组成部分油液分析成为维修制度的组成部分例例如如，由由于于船船舶舶设设备备运运行行的的特特殊殊性性，其其对对可可靠靠性性和和安安全全性性要要求求很很高高，长长期期来来一一直直执执行行定定期期检检验验制制度度。英英国国劳劳氏氏船船级级社社、美美国国船船级级社社、挪挪威威船
27、船级级社社、日日本本船船级级社社以以及及中中国国船船级级社社在在上上世世纪纪九九十十年年代代先先后后对对原原有有规规范范进进行行了了修修改改，把把油油液液分分析析纳纳入入规规范范内内容容，并并指指出出在在此此基基础础上上可可以以延延长长柴柴油油机机，螺螺旋旋桨桨轴轴的的拆拆验验周周期期。这这对于油液分析技术的应用推广来说是一个很大的突破。对于油液分析技术的应用推广来说是一个很大的突破。其它行业也有类似的情况出现。其它行业也有类似的情况出现。55 宝宝钢钢是是国国内内冶冶金金行行业业中中最最早早把把油油液液分分析析作作为为设设备备状状态态管管理理重重要要组组成成部部分分的的特特大大型型企企业业，
28、其其油油液液监监测测的的开开展展可可以以追追溯溯到到上上世世纪纪八八十十年年代代的的建建厂厂初初期期，至至今今已已有二十多年的历史，取得了丰硕的成果。有二十多年的历史，取得了丰硕的成果。56 2 2）管理软件的开发）管理软件的开发（1 1）国外大型仪器商开发的专业软件：）国外大型仪器商开发的专业软件：如如美美国国PredictPredict公公司司的的PASSPORT PASSPORT SYSTEMSYSTEM（Computerized Computerized WPA WPA lab lab system system for for wear wear condition conditio
29、n monitoringmonitoring），该该公公司司在在19901990年年代代曾曾开开发发FASTFAST，FAST PLUSFAST PLUS系统。系统。美美国国Spectro公公司司的的COASTCOAST系系统统（Customized Customized oil oil Analysis Analysis forfor TribologyTribology），该该公公司司在在19901990年年代代曾曾开开发发ATLASATLAS系统。系统。 这些系统主要通过铁谱分析实现预知维修。这些系统主要通过铁谱分析实现预知维修。57 （2）国内大型企业也自行开发了众多的专业软件：）国内
30、大型企业也自行开发了众多的专业软件：如如宝宝钢钢开开发发的的设设备备诊诊断断系系统统，能能够够用用于于全全厂厂设设备备的的状状态态管管理理，该该系系统统不不仅仅包包括括了了油油液液分分析析，还还包包括括振振动、红外等诊断内容。动、红外等诊断内容。58 2.定量分析方法定量分析方法近近年年来来，将将专专家家系系统统、人人工工神神经经网网络络、信信息息融融合合等等理理论论用用于于油油液液监监测测诊诊断断的的研研究究较较多多，但但是是只只在在小小范范围中得到应用。围中得到应用。目前使用最多的定量分析方法仍然是：目前使用最多的定量分析方法仍然是：（1）趋势分析）趋势分析（2）定量算法）定量算法a）线性
31、回归法线性回归法b）标准偏差法标准偏差法（3）特定机械的定量标准）特定机械的定量标准59 六、技术和仪器的发展方向六、技术和仪器的发展方向1 . 1 . 各种仪器综合应用，提高分析速度和故障诊断准各种仪器综合应用，提高分析速度和故障诊断准确程度确程度 选用多种分析仪器，实行计算机综合信息管理。选用多种分析仪器，实行计算机综合信息管理。SpectroSpectro公司、公司、PredictPredict公司推出的公司推出的COASTCOAST，PASSPORTPASSPORT软件反映了这个动向。软件反映了这个动向。60 2. 2. 仪器的微型化、多功能、智能化仪器的微型化、多功能、智能化1 1）
32、由于微机电系统（）由于微机电系统（MEMSMEMS）的发展，微型传感器的发展，微型传感器得以实现，美国海军水面舰艇中心研制一系列在线仪得以实现，美国海军水面舰艇中心研制一系列在线仪器用于测定发动机油的理化性能，它的关键元件就是器用于测定发动机油的理化性能，它的关键元件就是微型传感器系列。微型传感器系列。2 2）自动磨粒分析仪（）自动磨粒分析仪（Laser Net FinesLaser Net Fines） 此仪器把颗粒计数和磨粒分类识别集中起来，并此仪器把颗粒计数和磨粒分类识别集中起来，并实现智能定性定量分析。实现智能定性定量分析。61 3 3）将油液分析技术与振动分析技术等其他技术结合。将油
33、液分析技术与振动分析技术等其他技术结合。 比较成功的是美国海军研究实验室的比较成功的是美国海军研究实验室的NICOP NICOP 研研究项目；此项目是在上述自动磨粒分析仪的基础上，究项目；此项目是在上述自动磨粒分析仪的基础上，把磨粒分析和振动监测与声发射技术结合起来，通过把磨粒分析和振动监测与声发射技术结合起来，通过多传感器融合取得准确的诊断结果，此项目还处于实多传感器融合取得准确的诊断结果，此项目还处于实验室研究阶段。验室研究阶段。62 3. 3. 油液分析的网络化油液分析的网络化 1 1）目前各种油液分析软件已经开发并使用，但）目前各种油液分析软件已经开发并使用，但是基本上是数据库形式的简
34、单软件，利用因特网和局是基本上是数据库形式的简单软件，利用因特网和局域网实现分析工作网络化是发展方向。域网实现分析工作网络化是发展方向。WebCheckWebCheck软件软件是商业化的软件。是商业化的软件。 2 2）美国有人提出今后分析工作网络化的设想：）美国有人提出今后分析工作网络化的设想：多种传感器上设置通讯接口利用手持装置通过因特网多种传感器上设置通讯接口利用手持装置通过因特网传输到主机，利用智能化软件来得出结论。传输到主机，利用智能化软件来得出结论。63 4. 4. 分析工作社会化、商业化分析工作社会化、商业化 1 1）专业性的油液分析中心是近年来发展起来的）专业性的油液分析中心是近
35、年来发展起来的一种服务行业，它面向社会，为各种企业服务，由于一种服务行业，它面向社会，为各种企业服务，由于分析量大，成本低，双方都可获利。有些大型企业和分析量大，成本低，双方都可获利。有些大型企业和军事单位拥有完善的仪器设备与人力，现在亦现向社军事单位拥有完善的仪器设备与人力，现在亦现向社会，提高效益。会，提高效益。 2 2）代理制。由代理人或单位作为中介方代理委）代理制。由代理人或单位作为中介方代理委托方的油样交试验分析单位分析。目前英国海军有采托方的油样交试验分析单位分析。目前英国海军有采用这种方法进行装备油液分析工作。用这种方法进行装备油液分析工作。64 3 3）油品、产品供应商和行业单
36、位承担本产品或油品、产品供应商和行业单位承担本产品或本行业的设备油液分析工作，如壳牌石油公司实行的本行业的设备油液分析工作，如壳牌石油公司实行的润滑油监测系统（润滑油监测系统（Shell CareShell Care），），卡特皮勒公司实行的卡特皮勒公司实行的SOSSOS系统都是从提高产品服务质量的角度来建立的油系统都是从提高产品服务质量的角度来建立的油液分析机构。英国劳氏船级社建立的润滑剂质量扫描液分析机构。英国劳氏船级社建立的润滑剂质量扫描系统（系统（LQSLQS）是面向船舶与海洋工程的分析机械，这是面向船舶与海洋工程的分析机械，这些工作都是全球性。些工作都是全球性。65 七、宝钢设备状态
37、监测受控点管理模式介绍七、宝钢设备状态监测受控点管理模式介绍宝钢积极探索先进的设备管理模式，宝钢积极探索先进的设备管理模式，19961996年在点年在点检定修制的基础上开创了检定修制的基础上开创了“设备状态诊断监测受控点设备状态诊断监测受控点管理管理”新模式，将设备诊断技术有效地融于设备管理新模式，将设备诊断技术有效地融于设备管理体系中，使现场点检工作发生了革命性的改变。在指体系中，使现场点检工作发生了革命性的改变。在指导维修、降低维修成本、提高设备精度、避免设备事导维修、降低维修成本、提高设备精度、避免设备事故方面发挥了重要作用。故方面发挥了重要作用。通过通过9 9年的实践和积累，已形成了一
38、套较完善的年的实践和积累，已形成了一套较完善的体制。体制。66 1.1.设备状态诊断监测受控点管理的形成过程设备状态诊断监测受控点管理的形成过程点检定修制点检定修制宝钢在建厂初期引进了国外先进的设备管理模式宝钢在建厂初期引进了国外先进的设备管理模式点检定修制。点检定修制。虽然十余年的生产实践证明，宝钢原推行的以点虽然十余年的生产实践证明，宝钢原推行的以点检定修制为核心的预防维修为确保设备的稳定运行，检定修制为核心的预防维修为确保设备的稳定运行，最大限度的减少设备事故和故障的发生发最大限度的减少设备事故和故障的发生发 挥了重要挥了重要的作用。但在坚持以预防为主指导思想的引导下，这的作用。但在坚持
39、以预防为主指导思想的引导下，这种维修模式造成的设备过维修和欠维修现象大量存在种维修模式造成的设备过维修和欠维修现象大量存在的弊端也是显而易见的。的弊端也是显而易见的。67 解决弊端的途径解决弊端的途径为了防止设备过维修和欠维修，必须定量把握设为了防止设备过维修和欠维修，必须定量把握设备状态，以达到降低维修成本，提高检修效率和经济备状态，以达到降低维修成本，提高检修效率和经济效益的目的，实现由预防维修向预知状态维修的转变。效益的目的，实现由预防维修向预知状态维修的转变。而依托现代科学技术进步即于近年来得到迅猛发展的而依托现代科学技术进步即于近年来得到迅猛发展的设备诊断技术则为一条有效途径。设备诊
40、断技术则为一条有效途径。68 宝钢在宝钢在19811981年即开始发展设备诊断技术，历经年即开始发展设备诊断技术，历经1010多年的探索、研究和技术储备，至多年的探索、研究和技术储备，至19961996年宝钢的设备年宝钢的设备诊断技术已趋于成熟。诊断技术已趋于成熟。在此基础上宝钢设备系统推出了设备状态受控点在此基础上宝钢设备系统推出了设备状态受控点管理模式，使诊断技术被大规模的应用到生产实践中。管理模式，使诊断技术被大规模的应用到生产实践中。诊断技术的全面展开并融入到现有的维修管理模式中诊断技术的全面展开并融入到现有的维修管理模式中去，使宝钢摒弃了以时间为基准的检修状态，过渡到去，使宝钢摒弃了
41、以时间为基准的检修状态，过渡到预知状态维修模式。预知状态维修模式。 69 2.2.设备状态诊断监测受控点管理设备状态诊断监测受控点管理设备诊断分为离线诊断和在线诊断两种形式，设备诊断分为离线诊断和在线诊断两种形式，目前宝钢采用的是以离线为主，在线、离线相结目前宝钢采用的是以离线为主，在线、离线相结合的设备诊断方式。合的设备诊断方式。宝钢从宝钢从19811981年进行设备诊断至今，已经形成年进行设备诊断至今，已经形成了较为完善的诊断系统，为把握设备状态提供了了较为完善的诊断系统，为把握设备状态提供了有力的手段。具体技术手段包括：有力的手段。具体技术手段包括： 70 1 1）. .宝钢的设备诊断技
42、术宝钢的设备诊断技术1.1.振动诊断：含离线诊断、在线诊断和三部分；振动诊断：含离线诊断、在线诊断和三部分；2.2.油油液液诊诊断断：含含磨磨损损、油油质质和和清清洁洁度度分分析析、变变压压器器油油分分析（气相和液相色谱）析（气相和液相色谱）3.3.红外热成像诊断；红外热成像诊断；4.4.现场动平衡校正等现场动平衡校正等71 2 2）. .宝钢状态受控点管理体系宝钢状态受控点管理体系 受控对象受控对象 关键设备；关键设备； 关键辅助设备；关键辅助设备； 全厂的在用油状态控制；全厂的在用油状态控制； 全厂的高压供电系统设备及电气传动设备；全厂的高压供电系统设备及电气传动设备；72 诊断实施诊断实
43、施 现现场场层层面面：由由现现场场设设备备点点检检人人员员实实施施，主主要要是是利利用用简简易易的的便便携携式式仪仪器器仪仪表表采采集集设设备备的的状状态态参参数数，进进行行状状态态初初步步判判断断，并并对对数数据据进进行行倾向管理。倾向管理。 专专业业层层面面 ：由由专专业业检检测测机机构构分分析析设设备备异异常常的的部部位位、程程度度、原原因因以以及及评评估估剩剩余余寿寿命命，并并对设备维修提出指导性意见。对设备维修提出指导性意见。73 建立了诊断、检修的闭环体系建立了诊断、检修的闭环体系宝钢设备系统从状态预报制度着手，使诊断、宝钢设备系统从状态预报制度着手，使诊断、检修形成一个闭环的格局
44、。从检修形成一个闭环的格局。从19981998年开始，在公年开始，在公司内部刊物司内部刊物一周设备情况概览一周设备情况概览上，开辟了上，开辟了“本周设备诊断情况跟踪本周设备诊断情况跟踪”栏目，将一周内设备诊栏目，将一周内设备诊断发现的异常情况及时向各单位反映，使诊断预断发现的异常情况及时向各单位反映，使诊断预报的异常设备得到了及时检修并恢复正常，其它报的异常设备得到了及时检修并恢复正常，其它异常设备也得到了不同程度的维护，使设备运行异常设备也得到了不同程度的维护，使设备运行状态得到了有效保证。状态得到了有效保证。74 组织体制组织体制 经过不断完善和发展，宝钢目前已形成了经过不断完善和发展，宝
45、钢目前已形成了一套以倾向化管理为核心，以各设备室（车一套以倾向化管理为核心，以各设备室（车间）为基础，以设备诊断为手段，以规范的间）为基础，以设备诊断为手段，以规范的规程为指导的受控点管理基本体系。规程为指导的受控点管理基本体系。设备车间基本单位设备车间基本单位对其管辖区域内的设备、对其管辖区域内的设备、人员进行全面的管理人员进行全面的管理逐步改变以时间为基准逐步改变以时间为基准的检修模式，使之朝以状态的检修模式，使之朝以状态为基准的检修模式发展，达为基准的检修模式发展，达到预知状态维修的目的。到预知状态维修的目的。 先进的诊断技术先进的诊断技术75 以规范的设备检测、诊断规程指导受控点管理以
46、规范的设备检测、诊断规程指导受控点管理 设备受控点工作的深入开展必须以规范的设备受控点工作的深入开展必须以规范的检测、诊断规程为指导，由技术部门根据设检测、诊断规程为指导，由技术部门根据设备状态和诊断结果，编制和及时修订设备的备状态和诊断结果，编制和及时修订设备的检测、诊断规程，并以此指导受控点管理工检测、诊断规程，并以此指导受控点管理工作。只有这样，才能有效地按设备状态维修，作。只有这样，才能有效地按设备状态维修，从而保证设备的安全顺行。从而保证设备的安全顺行。76 设备倾向管理设备倾向管理 设备诊断是为了更好地掌握设备状态，具设备诊断是为了更好地掌握设备状态，具体反映在设备的倾向管理上。倾
47、向管理是掌体反映在设备的倾向管理上。倾向管理是掌握设备状态的有效工具，根据诊断的数据，握设备状态的有效工具，根据诊断的数据，绘制成倾向管理表，通过分析，为编制检修绘制成倾向管理表，通过分析，为编制检修计划和备件计划提供了依据。计划和备件计划提供了依据。77 3.3.宝钢状态受控点管理的应用实践宝钢状态受控点管理的应用实践1 1）. .振动分析技术振动分析技术 宝钢开展振动诊断已经有二十多年的历史，对旋转机宝钢开展振动诊断已经有二十多年的历史，对旋转机械故障如不平衡、不对中、齿轮故障、轴承故障以及由于械故障如不平衡、不对中、齿轮故障、轴承故障以及由于安装不良或工艺匹配不当引起的运行状态不佳，有丰
48、富的安装不良或工艺匹配不当引起的运行状态不佳，有丰富的判断能力和处理经验。对于重中之重的设备，如主轧线设判断能力和处理经验。对于重中之重的设备，如主轧线设备、连续运行的动力设备则采用在线监测与诊断系统。目备、连续运行的动力设备则采用在线监测与诊断系统。目前宝钢已建立了多个在线系统，对及时把握主轧线状态、前宝钢已建立了多个在线系统，对及时把握主轧线状态、发现早期故障隐患起到了很好的作用。近期专业人员还对发现早期故障隐患起到了很好的作用。近期专业人员还对振动分析技术进行了拓展和延伸，开发了风机、水泵等专振动分析技术进行了拓展和延伸，开发了风机、水泵等专用设备的评估系统；结合应力测试对结构刚度及设备
49、能力用设备的评估系统；结合应力测试对结构刚度及设备能力进行评估，取得良好的成效。进行评估，取得良好的成效。 78 2 2）. .油液分析技术油液分析技术 油液分析技术是借助有代表性的油样分析来实现机器状油液分析技术是借助有代表性的油样分析来实现机器状态监测和故障诊断。宝钢拥有国家认可的油脂实验室，开展态监测和故障诊断。宝钢拥有国家认可的油脂实验室，开展油分析的种类齐全，对象涉及润滑油、液压油、变压器油等油分析的种类齐全，对象涉及润滑油、液压油、变压器油等类型。宝钢在以下方面获得了显著成效：类型。宝钢在以下方面获得了显著成效：制定设备用油标准，新品油质量满足设备使用要求；制定设备用油标准，新品油
50、质量满足设备使用要求；状态监测，发现早期故障，实行状态维修，降低维修费用；状态监测，发现早期故障，实行状态维修，降低维修费用；油品失效分析，预测预防，延长润滑油的使用期限；油品失效分析，预测预防，延长润滑油的使用期限；判断油品的被污染和变质程度，保证在用油品的质量，延判断油品的被污染和变质程度，保证在用油品的质量，延长设备寿命；长设备寿命；通过变压器油分析，掌握变压器的运行状态，实现预知状通过变压器油分析，掌握变压器的运行状态，实现预知状态维修。态维修。79 3 3）. .以量化把握设备状态为手段以量化把握设备状态为手段 保驾护航排隐患保驾护航排隐患 状态受控点的实施为设备点检员量化把握设备状
51、态提状态受控点的实施为设备点检员量化把握设备状态提供了强有力的技术支撑：供了强有力的技术支撑： (1)(1)经振动诊断及磨损分析，使设备维修计划中能明确经振动诊断及磨损分析，使设备维修计划中能明确检修的内容、部位，避免了盲目维修，并且能够对检修的检修的内容、部位，避免了盲目维修，并且能够对检修的最终质量进行评价；最终质量进行评价； (2)(2)通过变压器受控点的实施，掌握了变压器的运行状通过变压器受控点的实施，掌握了变压器的运行状态，使变压器维修基本进入了状态维修的轨道；态，使变压器维修基本进入了状态维修的轨道；80 (3)(3)开展设备在用油的理化性能分析以及与设备磨损分开展设备在用油的理化
52、性能分析以及与设备磨损分析的紧密结合，具备了实施按质换油的条件，并为油品本析的紧密结合，具备了实施按质换油的条件，并为油品本土化的正常开展提供了科学依据；土化的正常开展提供了科学依据； (4)(4)通过红外热成像诊断，使得重要的电气设备连接点通过红外热成像诊断，使得重要的电气设备连接点隐患得以及时排除，高炉煤气上升、下降管道进入了状态隐患得以及时排除，高炉煤气上升、下降管道进入了状态维修；维修； (5)(5)通过高压电机绝缘的劣化诊断，掌握了电机的绝缘通过高压电机绝缘的劣化诊断，掌握了电机的绝缘寿命，做到了有目的的修理。寿命，做到了有目的的修理。 81 4).4).以准确的诊断命中率为基础以准
53、确的诊断命中率为基础, ,有效掌控设备状态有效掌控设备状态 支撑预知维修开展支撑预知维修开展82 宝钢九年的生产实践证明，推行设备状态诊断监测受控宝钢九年的生产实践证明，推行设备状态诊断监测受控点管理为实现预知状态维修提供了有力的技术支撑，通过实点管理为实现预知状态维修提供了有力的技术支撑，通过实施状态受控点，宝钢建立了以量化的检测数据为基础的科学施状态受控点，宝钢建立了以量化的检测数据为基础的科学管理体系；以检测诊断技术为支撑的生产链运行体系；以专管理体系；以检测诊断技术为支撑的生产链运行体系；以专业检测技术为手段的过程质量控制体系。业检测技术为手段的过程质量控制体系。 受控点管理使宝钢基本实现了防止设备过维修和和欠维受控点管理使宝钢基本实现了防止设备过维修和和欠维修，达到降低维修成本、提高检修效率的目的，取得了显著修，达到降低维修成本、提高检修效率的目的，取得了显著经济效益。经济效益。 结束语结束语83谢谢大家！谢谢大家！ 84
