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1、油液监测技术在水泥行业设备润滑管理中的应用贺石中（广州机械科学研究院设备润滑与磨损状态监测中心，广东广州，510701）摘要：针对我国工业界设备润滑管理的误区以及现代设备润滑管理的发展，提出了新的设备润滑管理理念，探讨了我国设备润滑管理面临的主要问题，介绍了油液监测技术在水泥设备润滑管理中的主要作用及应用案例，指出了水泥企业加强设备润滑管理的具体方向。关键词：润滑理念；润滑管理；油液监测技术；水泥设备；前言水泥行业是我国能源和环保等系列问题日益凸显的行业，国务院在“十一五”计划中提出的节能降耗指标对水泥行业设备的润滑管理提出了更高的要求。在如何提高水泥行业设备的润滑技术水平上，国内众多水泥行业
2、企业往往着重考虑的是如何选用优质润滑产品，然而目前国内水泥行业设备润滑水平提高的瓶颈不是润滑产品的自身，而是企业设备管理者对润滑管理的认识以及相应润滑技术的提高。国内水泥行业在设备润滑管理方面的最大误区是认为：“润滑就是润滑油”，从而忽视了润滑管理在企业设备管理中的地位和作用，忽视了润滑管理在设备运行管理中的具体实施。形成这种局面的原因很多，主要原因在于企业如何处理长远利益和眼前利益、整体利益和局部利益的关系，另外则是在我国花大量财力引进国外先进设备的同时，却没有重视引进和吸收国外设备润滑及维护方面的先进技术和理念，使得我国工业界的设备利用成本明显高于发达国家。针对上述现象，结合本单位长期为企
3、业提供设备润滑管理技术服务的工作经验，本文提出了一些新的润滑管理理念，并对设备润滑管理的核心技术油液监测技术作了介绍，探讨了油液监测技术在水泥设备润滑管理中的应用。1 设备润滑理念的更新在工业界的设备管理部门，润滑管理既是个传统的管理内容，又是个“摸不着具体、看不到实效”的管理工作，使得企业管理者往往忽视该项工作，而且企业从事该项工作的人员积极性很低，专业人员也愈来愈少，严重影响我国工业界设备管理水平的提高。要使润滑管理工作得到企业的重视，关键是要使企业管理者对润滑理念的更新和提升，因为正确的理念是推动工作进步的强大动力。（1）理念一：润滑创造财富国内许多企业的设备管理者认为润滑就是润滑油，设
4、备润滑仅仅是个消耗成本的项目。其实设备的润滑是项系统工程，它贯穿设备的整个生命过程，它是与设备的安全和维修成本密切相关的。中国是水泥生产大国，目前全国共有水泥生产企业五千余家，水泥总产量连续二十年一直居世界第一位，中国拥有世界级的水泥生产设备和产量，但没有世界级的利润水平，其中设备维护成本在生产成本中占有相当高的比例，而润滑工作的实施好坏直接影响设备的维护成本。国内外许多企业设备润滑管理成功经验证明，科学有效地开展设备润滑管理工作，能极大地降低企业的维护成本，提高设备的利用率，为企业创造财富。（2）理念二：润滑油是设备最重要的零部件一台大功率柴油机有上百个零部件需要润滑，润滑油的失效将使所有的
5、运动部件发生失效。在企业巨大的维护保养成本中润滑油所占的费用很少，但其作用是极为重要的，但其作为设备最重要的零部件却往往被人们所忽视。发生此现象的根源在于设备润滑油失效所导致的设备失效是隐型的、渐进的和复杂的，常被误认为是设备机械零部件的质量问题。实际工作中注重于设备的维修和零部件的更换，而导致机械零部件失效的原因不仔细分析，最终导致设备零部件的消耗及维修成本的上升。（3）理念三：工业是骑在10微米厚度的油膜上工业的物质基础是靠各类机械设备所组成，各类机械设备的运动部件几乎都要靠润滑油膜来支撑。各类机械运动摩擦副的间隙都很小，油膜厚度也很小，通常在10微米左右，所以我们形象地描述工业是骑在10
6、微米厚度的油膜上，就是说明了润滑油膜的重要性，也说明了工业对润滑油的依赖。只有采用先进科学的润滑技术，专业可靠的监测技术，才能确保润滑油膜的可靠性，才能保证工业所依赖设备的安全。（4）理念四：润滑隐患是设备故障的根源设备的温度上升、振动噪声增大、机械性能下降等现象是设备失效的宏观表现形式，而导致上述现象的根源往往是因设备零部件的异常磨损所引起的。英国乔斯特摩擦学调查报告指出，机械设备表面失效70%的原因是磨损和腐蚀引起的，其主要失效原因则是润滑油的失效和润滑不合理。所以润滑隐患是设备故障的根源，企业应采取各种分析技术及时发现设备的润滑隐患，并及时采取措施消除，将会极大地避免设备机械故障的发生。
7、（5）理念五：设备用再好的润滑油也会出事许多企业设备管理者将设备的润滑管理与油品的质量混为一谈，误认为只要用质量最好的润滑油，设备的润滑就没有问题。其实设备的润滑状况好坏，除了新油的质量外，还受设备用油的选型、设备的操作使用、设备润滑系统的合理性、润滑油品的污染等多方面因素的影响。例如在水泥设备的润滑中，如回转窑的齿轮传动装置经常漏油而不能保证良好的润滑；如球磨机润滑系统油压低供油量不足而造成烧瓦等，用再好的润滑油也不能保证设备不出润滑事故。所以企业设备管理人员必须对设备的润滑系统进行有效的维护，对关键设备的润滑系统实施有效的监控，才能确保设备正常稳定的运转。2 我国设备润滑管理面临的主要问题
8、2.1 油品生产和销售所面临的主要问题随着国外众多油品公司抢占中国油品消耗市场，中石油、中石化润滑油产品的扩张，以及国内数千家各类民营润滑油厂的市场竞争，使得润滑油行业处于整体低利润和无序竞争的阶段，而且润滑油商品也处于供大于求的过饱和状态。但值得欣慰的是近几年来国内著名品牌的产品质量和市场占有率得到了明显上升，对于调控国内润滑油品市场发挥了积极的作用。下面讨论一下目前国内润滑油品生产和销售市场面临的主要问题：（1）国外著名品牌众多，注册品牌不少。我们在为社会提供油品分析技术服务过程中发现近年来有大量的国外注册、国内生产的不知名品牌在国内市场销售，而且产品质量存在不少问题，这值得国内工业界的用
9、油企业引起重视，不要盲目相信国外品牌。（2）国内著名品牌不多，注册品牌很多。国内著名品牌的成长有个过程，但是国内大量的各种注册品牌的无序竞争，一定程度上影响了国内著名品牌的快速成长。（3）润滑油品质良莠不齐，搅乱油品市场。这主要表现在国内众多的一般品牌和国外注册的杂牌，我们在2004年度对广东省流通领域汽车发动机润滑油的质量进行了监督抽查，发现国内一般品牌的不合格率达33%，国外注册的一般品牌的不合格率达25%，这应引起国内润滑油行业的重视。（4）产品质量控制、监督体系不完善。这也表现在国内一般品牌和国外注册的杂牌，目前许多厂家的产品质量等级完全是自己说了算，特别是添加剂的含量处于一种失控的状
10、态。（5）润滑油销售单位对产品质量意识较薄弱，对所购进的润滑油品很少质量把关，甚至知假卖假，牟取暴利。（6）产品销售注重业务关系，技术服务不重视。特别是众多一般品牌都是用金钱开路，利用消费者对油品质量以及润滑故障认识不深的弱点，严重搅乱油品市场，也严重影响著名品牌的成长。2.2 润滑产品应用和润滑管理面临的问题对于一个设备管理现代化的工业企业，其设备润滑管理至少应在以下三个方面予以具体落实：其一是合理选择润滑产品，制订设备的润滑卡片，做好润滑管理的“五定”工作；其二是加强润滑产品的动态管理，对新油（脂）应建立验收进库制度，对旧油（脂）应推行按质换油制度；其三是对于主要设备应推行油液监测制度，及
11、时发现设备在用油存在的污染劣化隐患，发现设备的异常磨损征兆，指导设备的视情维修和运行管理。针对国内众多企业开展设备润滑管理的现状，企业设备润滑管理主要存在以下误区和问题。（1）润滑管理是我国企业设备管理的薄弱环节，主要原因是其效益和损失难以量化；（2）影响设备润滑的因素很多，企业却仅仅是注重油品自身，而相关因素考虑不多；（3）因润滑不良所导致的设备磨损是个渐进过程，难以察觉和重视；（4）设备磨损故障分析较为复杂，技术性强，企业往往对具体原因分析不透彻；（5）合理润滑所带来的效益是长远的，是企业的整体效益，难以短期和局部来体现；（6）企业机械工程师缺乏润滑技术知识，专业人员缺乏，这是严重制约该项
12、工作的关键。3 油液监测技术在水泥设备润滑管理中的作用水泥机械设备大多在较恶劣的工作条件(如较严重的粉尘污染、较高的工作温度、负荷重且往往伴随有冲击和震动)下运转，主要为流水线作业，维修困难。其润滑特点主要为：设备低速重载运行，受振动和冲击载荷作用，不利于润滑部位油膜的建立，要求润滑油脂具有优良的极压抗磨性能；设备在运转中受粉尘和冷却水污染严重，而且开式传动较多，要求润滑油脂具有优良的抗污染能力等。 3.1 油液监测技术的基本原理和方法油液监测技术是实现设备润滑状态监测与磨损故障诊断的重要技术手段，其主要是通过对设备在用润滑油理化性能指标和油中磨损金属颗粒及污染产物的分析来获取设备摩擦副润滑和
13、磨损状态的信息，从而对设备的润滑状态及磨损故障进行诊断。如同人体身体状况可以通过对血液的化验来对人体内部病患进行诊断，油液监测技术就是把人体血液诊断病理学移植到机械设备的故障诊断上来。因为润滑油就是设备的血液，设备几乎所有的摩擦副都需要润滑，设备在用润滑油携带了设备摩擦学系统丰富的状态信息，通过对这些状态信息的综合分析，并参考设备的运行工况、设备摩擦副材料、设备现场的维修保养记录，可以有效地实现机械设备的磨损故障诊断，指出设备故障发生的部位、确定故障的类型、解释故障发生的原因、预告故障发生的时间，所以油液监测技术已成为国内外机械设备润滑系统故障诊断的重要技术手段。油液监测技术是由多种油液分析方
14、法组成，主要有理化分析、光谱分析、铁谱分析、红外分析和污染分析等。表一列举了油液监测技术的主要方法、原理和目的。这些分析方法各有所长，需针对具体的监测对象来选择合理的分析方法。在日常油液监测工作中要根据本企业设备的特点及运行状况，确定合理的油品监测项目、取样点、取样方法和取样周期。另外油液诊断的关键所在是根据各种分析方法得出的分析结果，对设备的润滑磨损故障进行综合诊断，提出合理的视情维修建议。 表一、油液监测技术的主要方法、原理及目的 分析方法 简要原理和分析内容 分析目的 理化分析分析油品的常规理化指标，主要有：粘度、粘度指数、闪点、水份、酸值、腐蚀性、抗泡沫、破乳化和不溶物等。新油质量、油
15、品变质、油品误用、油品污染等 光谱分析主要用于分析油中磨损金属、污染元素和添加剂元素的浓度含量。 磨损故障、污染来源、油品变质等 铁谱分析用物理方法（磁性法）将油中磨损金属颗粒、污染杂质颗粒分离出来，用显微镜检测其形貌、尺寸和数量。磨损故障的部位、原因和程度，污染来源 红外分析分析油品在使用过程中所产生的氧化物、硝化物、胶质和积碳颗粒的相对含量以及添加剂分子结构的变化。油品劣化程度、新油质量评定等 污染分析主要用于分析油中固体污染颗粒的数量、液压油常用颗粒计数器法。油品污染程度、设备磨损程度等3.2 油液监测技术对润滑产品销售的技术支持当润滑产品销售市场逐步规范化和有序化时，润滑产品的销售竞争
16、很大程度是靠产品的技术服务支撑来实现，对于这点国内外著名石油公司都有深刻认识并予以重视和实施，例如长城的“全面润滑解决方案（ILS）”，壳牌的“Shell Care”程序，埃克森美孚的“Exxon Mobile Care”程序等都是以技术服务来提升企业产品的竞争力，而这些技术服务程序中的技术核心就是油液监测技术。油液监测技术对润滑产品销售的技术支持主要表现在以下四方面：（1）了解潜在客户存在的设备润滑磨损问题，从技术角度找出润滑产品销售的商机；（2）对用油客户发生的润滑、磨损故障进行分析诊断，找出客户使用和维修上的原因；（3）对重大客户建立长期油液监测制度，提高油品公司的技术服形象和销售品位；
17、（4）对上游供应商的润滑产品进行定期抽检把关，对润滑产品质量心中有数，以便采取对策。3.3 油液监测技术对企业润滑管理的技术支持众多事实证明，油液监测技术是企业设备润滑管理的重要组成部分。多年来我们为沿海地区钢铁、港口、制造、电力、水泥等行业的大型企业提供油液监测技术服务，为企业的设备润滑管理和视情维修提供科学依据，保证了设备安全，降低了维修成本。油液监测技术对企业润滑管理的技术支持主要表现在以下四方面：（1）对重要设备建立定期油液监测制度，及时了解设备的润滑磨损状态，指导视情维修；（2）对设备发生的润滑、磨损故障进行分析诊断，找出油品、使用和维修上的原因；（3）对供应商提供的油品进行定期抽检
18、把关，对油品质量心中有数，以便采取对策；（4）对设备的润滑磨损状态心中有数，以对选择合理油品及润滑方式提供技术依据。4水泥机械设备润滑与磨损故障诊断的案例分析4.1实例一：水泥磨磨头稀油站的油液监测（1）背景情况在2006年底，广东某水泥厂对其七台水泥磨磨头稀油站的润滑油进行检测，了解磨头的润滑与磨损情况，以确定是否需要换油和检修。本案例列举三台磨机不同的检测结果，可看出油液监测在指导设备润滑与维护管理中的作用。（2）案例分析理化性能分析：A、B 、C三台磨机磨头稀油站润滑油的部分理化检测结果测试项目A磨磨头检测结果B磨磨头检测结果C磨磨头检测结果运动粘度（40），mm2/s299.69307
19、.29293.57水分，%（v/v）<0.03<0.03<0.03总酸值，mgKOH/g0.450.440.49机械杂质，%（m/m）0.0140.0730.130磨损及污染分析：A、B 、C三台磨机磨头稀油站润滑油中磨损金属颗粒和粉尘颗粒A磨磨损金属颗粒 B磨磨损金属颗粒 C磨磨损金属颗粒A磨粉尘等污染颗粒 B磨粉尘等污染颗粒 C磨粉尘等污染颗粒（3）视情维护建议A磨 润滑油理化性能良好，磨损金属和粉尘颗粒很少，表明该磨头润滑和磨损情况良好，油品可继续使用，磨头不需要检修。B磨 润滑油的机械杂质、磨损金属和粉尘颗粒偏高，表明该磨头润滑和磨损情况存在问题，建议维护润滑系统的密
20、封，油品过滤后可继续使用。C磨 润滑油的机械杂质、磨损金属和粉尘颗粒严重偏高，表明该磨头润滑和磨损情况存在严重问题，建议换油，并检修该磨头的有关润滑与磨损部位。4.2实例二：轴承润滑与磨损故障的案例分析 （1）背景情况某水泥厂皮带运输机齿轮箱轴承（见下图）温度较高，该轴承用的是 Shell Darina 2 润滑脂，我们对在用润滑脂进行取样检测，分析轴承温度高的原因（2）案例分析润滑脂主要性能指标分析测试项目测试结果试验方法工作锥入度，（25） 0.1mm339ASTM D217-1997 滴点，>300ASTM D566-2002 最大无卡咬负荷PB，, kgf75ASTM D2266
21、-1967 润滑脂光谱元素分析磨损元素测定值污染元素测定值添加剂元素测定值Fe106.6Si475.1Ca192.0Cu350.3Na23.4Zn2522.9Pb181.6P506.6Cr40.3Mg353.4润滑脂中磨损金属和污染杂质颗粒分析 （3）诊断结论1. 该脂锥入度偏高（在1#脂范围），PB值偏低，抗磨性能较差，另外该脂添加剂元素Zn含量与Shell Darina 2新脂明显不符；2. 脂中有大量的磨损金属颗粒、粉尘和油泥颗粒（油脂高温变质产物）污染；3. 脂中有大量的铜合金粘着擦伤磨损颗粒，磨粒表面有十分明显的高温氧化烧伤痕迹，表明该轴承的铜质保持架已发生较为严重的异常磨损，对此建
22、议首先更换油脂，再结合现场情况进行检修。5 专业化油液监测实验室在水泥行业设备润滑管理中的作用专业化油液监测实验室是专门为社会提供油品分析服务的第三方专业化检测机构，尽管该类型的油液监测实验室在国外工业发达国家已较为普及，但在我国还处于初期阶段，其发展快慢除了取决于实验室的软硬件建设和运作机制外，还取决于油液监测市场的成熟程度，往往是沿海发达地区的企业容易接受由专业化实验室提供油液监测服务的理念。专业化油液监测实验室的市场定位主要有以下特点：（1）要具有公证性和影响力，是用油企业、油品供应商、设备制造商和设备维修商在润滑技术方面的沟通桥梁；（2）利用专业技术，帮助油品供应商、用油客户解决润滑技
23、术问题，使油品市场更加规范化，使企业设备润滑管理更加科学化；（3）社会的发展和进步，技术服务的市场化，专业的商化油液监测实验室将成为广大企业乐意采用的润滑技术服务机构。正因为如此，广州机械科学研究院设备润滑磨损监测中心以业化专业实验室的形式运作过程中取得了较好的成效。该中心在实验室建设中投入了大量的人力和物力，在利用经常为国外企业提供油液监测技术服务的过程中，不断完善自己，使实验室的建设和运作理念与国际油液监测市场接轨，也为我国专业化油液监测实验室的建设作出了有益的尝试。针对专业化油液监测实验室的运作特点，我们开发和建立基于Internet网络的油液监测与诊断系统。因为客户油样可用特快专递的形
24、式在24小时之内送到实验室，实验室可在48小时之内检测完有关测试项目，分析诊断人员利用Internet网络查询了解被监测对象的现场运行情况，使得诊断结论更为准确可靠。更为重要的是实验室的监测诊断信息通过网络传输到客户的终端，一方面在客户终端建立监测信息数据库；另方面客户可利用报告生成平台，结合设备的维修管理数据库，生成针对不同层次设备管理人员的状态监测报告和维修建议报告。5 结束语设备润滑既是个传统的管理内容，又是现代设备管理的重要组成部分。要使润滑管理工作得到水泥行业企业设备管理者的重视，首先是要使企业管理者对润滑管理的理念进行更新，正确的理念将是推动设备润滑管理工作进步的力量源泉；其次是要采用先进的设备润滑管理技术，特别是设备油液监测技术，实践证明油液监测技术对于提升水泥行业设备的润滑管理水平、指导设备的视情维护、避免设备磨损故障发生都具有重要的现实性与科学性。参考文献（1） 贺石中、建立设备“油液监测医院”的设想及实践，润滑与密封，1999年增刊：4-7（2） 杨其明，油液监测技术的现状，新世纪材料与摩擦研讨会资料，2001年5月：111-112（3） 严新平，油液监测技术的发展及其思考，润滑与密封，1999年增刊：8-10（4） 贺石中，油液监测分析现场实用技术，机械工业出版社，2006年10月9 / 9文档可自由编辑打印