潤滑油狀態監測也會涉及到潤滑脂分析

現場分析是樣品快速分析和優化維護活動的有效工具。作為基于狀態的維護計劃（CBM）的一部分，油液分析已經被證明是振動分析、紅外熱成像和超聲波技術等其他診斷技術的有效補充。然而，當設備采用脂潤滑時，這一重要的潤滑監測步驟往往被忽視。

SKF的研究數據表明，世界上80%的軸承是脂潤滑潤滑，這將為潤滑脂脂分析技術納入整體CBM戰略提供了巨大的機會。電力研究所（EPRI）表示，近50%的軸承故障與潤滑不良和污染有關^（1）。潤滑脂狀態監測標準ASTM D7718和ASTM D7918的制定為采用標準方法對潤滑脂進行取樣和測試以實施狀態監測策略奠定了基礎。通過監測幾個關鍵數據點，如磨損、氧化和添加劑健康狀況，資產管理者能夠實現從基于既定日期的維護和向基于狀態的維護和轉變。這有可能為大型車隊的所有者每年節省數十萬美元。風電、鐵路和汽車機器人行業目前正在將這些策略納入其計劃，并通過預測故障和延長換油間隔，可能節省數千美元的維護成本。有史以來，將任何類型的CBM策略納入脂潤滑部件一直是一個挑戰。在役部件上通常可用的少量潤滑脂以及可用于潤滑脂測試的樣品量也是有限的，這往往對作為綜合CBM計劃一部分的常規潤滑脂取樣和分析成為障礙。為了應對這些挑戰，可借助潤滑脂取樣工具進行取樣，潤滑脂取樣工具可以從只需一克潤滑脂的軸承和齒輪中采集代表性樣本。現場分析工具可用于評估潤滑脂的磨損和理化性質。

這種簡單的采樣技術可用于各種行業，包括但不限于風電、鐵路、機器人、采礦和核能，這些行業有大量的脂潤滑部件， 通過對脂潤滑部件進行采樣，并根據關鍵數據評估下一步行動。定期對這些部件的潤滑脂進行取樣和分析，可以讓資產所有者更清楚地了解設備的健康狀況，確定更換潤滑脂的最佳周期，并找出故障前以解決潛在問題。本應用將討論潤滑脂取樣和分析作為優化潤滑脂壽命、識別新出現的問題，并在發生重大損壞或故障之前進行干預，以糾正潛在問題的解決方案。

潤滑脂取樣

大多數情況下，從軸承箱和齒輪中采集潤滑脂樣本的程序是不同的，并且可能無法反映潤滑表面附近“在用”潤滑脂的真實狀況。因此，需要對潤滑脂分析程序進行優化，而面臨的挑戰在于測試方法，這些方法能夠利用少量的潤滑脂對在用潤滑脂的狀況作出判定，并在不拆卸零件^（2）的情況下采集具有代表性的潤滑指樣本。采集潤滑脂樣本時，可使用斯派超科技提供的樣品舟，該樣品舟可與Ferrocheck便攜式鐵量儀配合使用。用戶可以使用樣品舟采集樣本，然后以妥當的方式對其進行處置，也可以遵從現行在用潤滑脂樣本采集的標準方法，即ASTM D7718《獲取在用潤滑脂樣本的標準操作規程》。該標準介紹了幾種采集具有代表性潤滑脂樣本的方法，并使用GREASE THIEF采樣裝置從軸承、閥門或齒輪箱中采集潤滑脂樣本。斯派超科技建議用戶參考該標準，了解如何采集具有代表性的潤滑脂樣本。

潤滑脂分析作為車隊分析的輔助工具

常規潤滑脂分析在機車、汽車機器人和風力渦輪機等高價值車隊應用中很常見。在這些應用中，一套相對簡單的磨損和氧化篩查測試可以為潤滑脂的更換頻率、混用情況和磨損程度監測提供指導。軸承或接頭故障可能導致數百萬美元的產品或電力損失，甚至可能威脅到員工和VTFST的安全。資產所有者需要分析大量數據，找出問題所在，以便合理分配資源、優先處理。與其他診斷技術相比，潤滑脂分析能夠在P-F間隔內比振動分析更早地發現問題，為資產所有者爭取更多的時間來解決問題，從而避免潛在的停機風險。采集具有代表性的樣本之后，就可以使用Ferrocheck（便攜式鐵量儀）、FluidScan（便攜式油液狀態分析儀）和Spectroil M或100（油料光譜分析儀）對潤滑脂樣本進行現場監測，以測量潤滑脂中存在的鐵質碎屑、物理性質和污染物。這些現場工具可以快速對大量樣本進行監測，以便及時采取措施。

采用FerroCheck 進行鐵磁顆粒監測

鐵磁顆粒監測測是對軸承、變速箱或閥門問題進行趨勢分析的最常見且經濟的方法。FerroCheck是一種磁力計，可以感應到由于潤滑脂中存在磁性粒子而導致的磁場中斷。磁場的中斷量與潤滑脂中存在的磨損鐵磁顆粒量正相關。

FerroCheck提供了一種快速簡單的無損解決方案，用于測量潤滑脂鐵磁顆粒監測（ppm級）（7）。

可以根據部件的關鍵程度來確定采樣頻率，從而確定磨損趨勢分析和報警限值。需要引起重視的一點是，潤滑脂中的磨損顆粒是累積的，與油不同，磨損顆粒會一直留在潤滑脂中，直到人為將其從部件中清除或沖洗掉。FerroCheck能夠檢測潤滑油（脂）中濃度高達15%的鐵磁顆粒，是用于趨勢分析的有效工具，可以輕松幫助識別車隊應用的異常情況。

采用FluidScan做紅外光譜分析

FluidScan（符合ASTM D7889），紅外光譜是一種強大的工具，可在現場用于測量潤滑脂的氧化，并識別潛在的污染物如水分或與其他潤滑脂的混合。通過趨勢分析和直接分析監測這些參數，可以換幫助用戶判定潤滑脂是否仍然適用。FluidScan使用比較庫（內置超800種油和潤滑脂）可以將潤滑脂樣本與比較庫已有樣本進行比較，以識別潛在的潤滑脂混合。應盡可能避免潤滑脂混用。潤滑脂的混合會導致潤滑脂流變性能的變化，并最終導致油與增稠劑分離。如果考慮混合兩種潤滑脂，最好進行相容性研究（ASTM D6185），以確定混合后是否適用。

FluidScan還可以測定潤滑脂的水分及氧化程度。典型的水峰值會在3400cm^-1附近的紅外光譜上出現。當潤滑脂開始老化和氧化時，可以通過FluidScan紅外分析監測氧化程度，如（圖2）所示的鋰基潤滑脂。監測數據會轉化為氧化值，并在每次分析后自動報告給客戶。FluidScan系統中已內置潤滑脂的氧化警告和報警限值。

類似地，盡管潤滑脂的使用是為了防止水分侵入，但水可能會在潤滑脂中積聚，如果潤滑脂中發現了水聚集，這表明潤滑脂的健康狀況出現了問題。這也反映在紅外光譜中，如圖3所示。監測紅外光譜的基線以及水-烴鍵，以獲取潤滑脂的總水讀數。

值得注意的是，一些聚脲增稠潤滑脂在該區域的紅外光譜上也有一個峰值，應該注意不要把這個峰值誤認為是水分。3400cm^-1處的聚脲峰是一個短而小的峰，而水分峰是更大、更寬的峰。這些相同的紅外隱蔽問題也可能發生在用酯基合成基礎油配制的潤滑脂中。這些潤滑脂將在1750cm^-1處出現峰值，此時也會出現氧化。重要的是要了解這些潤滑脂會在何時被使用，并注意這可能會影響光譜上的氧化趨勢。

與任何有效的CBM計劃一樣，確定趨勢并關注潤滑脂如何偏離趨勢非常重要。任何與趨勢不一致重大偏差都需要采取行動。隨著時間的推移，可以根據設備負載、運行時間和環境條件為特定組件建立報警限制。

Spectroil M 及100 系列油料光譜儀

使用旋轉圓盤電極（RDE）光譜儀，可以將潤滑脂中的金屬元素濃度與新潤滑脂進行比較，以確定是否存在潤滑脂混用。此外，還可以確定是否存在其他磨損金屬（鉛、錫和銅）。在過去的15年里，RDE光譜已成為快速分析油脂的常用實驗室和現場方法。樣品制備很重要，但根據操作者的經驗而有所不同。兩種最常見的制備方法是稀釋和濕涂。

在稀釋的情況下，用溶劑稀釋油脂樣品，以獲取低粘度樣品，可以將稀釋后的樣品放入樣品杯中正常激發。

第二種方法是涂抹（濕）方法，即在油脂樣品中滾動電極，使電極圓盤邊緣形成涂層，然后將其安裝在電極軸上，并使用基礎油樣品杯。 不管采用哪種方法，都要確保前后及目標的一致性。

重要提示：

• 建議使用稀釋系數。確保在程序中始終如一地用它來正確預測和檢測異常磨損。

• 氟化潤滑脂在Spectroil中檢測不準。檢測數字會遠遠低于實際值。建議使用XRF檢測這種潤滑脂。

• 進行潤滑脂分析時，要始終使用相同的樣品制備方法。不同的制備方法會導致不同的結果，從而難以預測趨勢。