油液监测技术
1、油液监测的概念
机械设备油液监测技术是以油液分析为手段，对设备及油液的使用状况实施动态监控，评价设备与油液的工况，预报和诊断设备故障，提出管理措施和维修决策的技术。油液监测 技术是:
● 给设备“体检验血”的技术;
● 开展“设备润滑管理和视情维修”的重要技术手段;
● 基于摩擦学系统故障分析的专门技术;
● 理论与实践相结合的专门技术;
● 侧重趋势分析的一门故障诊断技术。
科学技术的发展，各学科的相互渗透、相互促进，使得油液监控这一新兴技术得到了跨越式的发展，在世界范围内得到了高度的重视与普遍的应用。它是国家重大设备减少事故、 保证安全、改善环境的重大举措，符合国家可持续发展战略。国内外大量应用实践证明，油 液监测技术能够提前预报设备磨损故障，提高设备使用可靠性和安全性;指导和预测最佳维 修时机，降低维修成本，延长设备使用寿命;正确评估在用油液品质，降低油耗。它是实施 状态监控维修的有效技术，是维修决策的重要依据。
2、油液监测的基本功能
设备油液监控技术是集油料应用化学、分析化学、仪器测量、应用数学、材料学、摩擦与磨损、机械设计、电子等专业的一门新颖综合技术;是通过监测设备在用油液携带的磨粒 和性能的变化，获得设备磨损状态与油液衰变的信息，进行评定设备与油液的使用状况、预 测故障、提出维修措施的技术。它的基本功能是:
(1)故障诊断—通过各种界限值，预报设备可能发生的故障与异常状况。
(2)科学确定设备的磨合期—通过测定油液中磨损金属含量的变化，了解设备的磨合 状况，科学的确定设备磨合期，代替通过数理统计或经验统计确定的磨合期。
(3)为设备结构改进提供依据—通过测定油液中磨损金属成分、含量，确定设备磨损 部位及磨损程度，提出改进设备结构、加工工艺和材料的建议。
(4)确定油液使用寿命—动态检测油液使用中性能的变化，确定油液使用的寿命，将 定期换油转变为视情换油。
(5)评定油品—确定与新设备相匹配的油品。
(6)了解油液衰变的情况—通过测定油液中添加剂消耗，确定油液衰变程度。
(7)确定设备油液系统污染状况—通过油液中污染物的数量与尺寸测定，确定油液污染程度。
3、油液监测的主要内容
油液监测主要包括油液取样、油品分析、油液污染、磨损监测和润滑磨损故障诊断等内容。
4、油品分析
油品分析是通过检测油液性能变化，确定油液的使用状况与使用寿命。油液在使用中，受到设备油液系统的温度、压力、负荷、外来污染物等因素的影响，其化学与物理性能逐渐 衰减，最后不能满足设备的使用性能要求。因此，对在用油需要动态的监测其化学与物理性能，来确保设备正常运转，及时更换油液。
5、污染监测
设备油液的污染物主要是固体颗粒，如金属磨粒与砂粒，其他的污染物还有微量水、气 体、化学物质及微生物。固体颗粒污染物危害最大，它在系统中加剧摩擦副磨损、堵塞油路、 卡滞活门、腐蚀金属零件，加速油液衰变，出现油压不稳定、停滞;元件突然损坏与失灵; 性能下降等故障，最终导致油液系统失效。
油液的污染程度用污染度表示，即单位容积油液中所含固体颗粒污染物的含量，也称为 油液中所含固体颗粒污染物的浓度。最常用的油液污染度评定方法是自动颗粒计数法。测定 的参数有污染物颗粒的数量及尺寸分布。不同设备由于它对污染的耐受能力、使用状况及环 境等条件要求的不同，所选用固体颗粒污染度等级是不同的。
6、磨损监测
设备摩擦副运转时，由于相对运动，必然会产生磨损。磨损导致了设备摩擦副大量失效。据报道柴油机 38.5%的齿轮失效和35%的运行故障都是由于磨损引起的，40%的轴承失效是由于润滑不良引起。磨损与设备的失效具有紧密的关系。
设备摩擦副在生产和使用中产生的切削、磨损金属磨屑以及外界进入油液系统的砂粒等 污染物，随着设备的运转，悬浮于设备油液系统中不断循环，起着研磨剂的作用。随着设备 设备的工作时间与磨损状态的不同，它们的浓度、成分、尺寸、形貌参数均发生不同的变化。 因此，油液中金属磨屑参数变化可以作为设备磨损状态的信息。监测磨损金属磨屑浓度，可 以确定设备摩擦副的磨损程度;监测磨损金属磨屑成分，可以确定设备摩擦副磨损的部位; 监测磨损金属磨屑形貌，可以判断摩擦副磨损的类型。通过设备在用油液的金属磨屑监测预 报设备磨损状况和失效，便于采取主动的维修措施，能够确保设备的可靠运行与高效地发挥 设备应有的功能。
7、油液监控的意义
随着现代工业设备向高度自动化、多功能化方向迅速的发展，其可靠性与经济性成为使用单位迫切关注的问题。可靠性与经济性的提高，不仅取决于设计制造革新，而且也依赖于 设备的维修措施，而油液监控已成为状态监控维修的重要组成部分，因此油液监控在保证设 备的可靠性与经济性上起着至关重要的作用。实施设备油液监测的重要意义，主要表现在一 下几个方面:
(1)及时预报故障，提高设备安全可靠性。减少意外停机时间，防止突发性重大设备 事故和人身伤亡事故，延长设备使用寿命。
(2)促进维修制度的改革，提高装备的管理水平。实现设备现代化科学管理，促进了 现代维修进入以控制故障发生为核心的状态监控维修阶段 。
(3)降低维修成本，保证设备发挥最大效益。通过降低维修费用、提高设备的利用率、 减少润滑剂消耗、延长换油期、改善设备安全性、延长设备使用寿命等途径，使设备发挥出 最大的经济效益。
8、油液监控的发展历程
美国西部铁路部门在 1940 年代就率先开始对火车机车进行油液监测。
美国陆海空三军于 1950 年代开始针对武器装备开展油液监测工作。
美国民用工业部门自 1960 年代开始采用油液分析技术监测机械装备的动力系统
目前，世界各发达国家都已将油液监测当作各种大型机械设备维修和日常保障的必需步骤，已经成立了近 600 个商用油液分析专业实验室。
我国油液监测技术的应用始于 1980 年代，经过多年的应用研究，至今油液监测技术已作为一种有效的状态监控手段广泛应用于能源、电力、铁路、矿山、冶金、机械制造、煤炭、 航空、船舶、石化等工业部门及军事部门。
9、取样的重要性
取样是设备油液监测工作的重要组成部分。获取正确油样，可以得到表征油液性能变化和机械零部件磨损状况真实信息，为设备故障诊断与决策提供科学的依据。必须根据不同机 械的特点，油液取样应根据不同设备的结构、监控目的、使用状况，明确取样范围、取样位 置、取样时机、取样时间间隔、取样数量、取样种类、取样方法及步骤、取样瓶、取样记录、 取样标签和取样注意事项等内容，制定设备油液监测取样的规定，使取样工作规范化、标准 化，以保证所取样品具有代表性和真实性。
10、取样的时机
设备油液检测的取样，可以根据设备监测目的不同，分为正常取样与特殊取样。
正常取样是按取样要求，定期采取设备液压系统的液压油样、润滑系统的润滑油样。取样目的是测定设备液压系统的污染程度和润滑系统的磨损状况、使用油液的质量变化，以达到预测设备故障及使用油液质量变化状况。
以下情况下的取样属于特殊取样:(1) 监测分析部门提出特殊要求;(2) 油液样品 或检测结果发生遗失;(3)设备维修机构认为有怀疑的故障时;(4)检测分析结果显示设 备运行不正常或偏离正常值较大时。
11、润滑油的特殊时机取样
有下列情况之一时，需要随时进行取样:
(1)设备润滑系统完成维修后或换上新的运转零部件后;
(2)设备偶然发生破坏性故障，不明原因，需要立即采取代表性油样;
(3)设备在运转过程中，出现大的振动或杂音;
(4)设备在运转过程中，出现诸如润滑系统损坏、润滑油消耗量大、润滑油压力波动或为零的润滑油系统故障;
(5)设备突然自动停车;
(6)润滑油中有肉眼可见的金属磨屑或滑油滤堵塞;
(7)润滑油变色、浑浊、发黑、分层、有羽状物。
12、取样基本原则
影响取样的主要因素是取样位置和取样程序，为了获得持续一致的油样应遵守下述准则:
(1)应尽可能在设备工作正常温度时取样。如果有困难，则应在关机后立即进行以免油液冷却导致大颗粒沉降;
(2)应在可能产生磨屑的机件的下游取样并保持取样的一致性;尽可能在专门设置的取样阀处取样;
(3)如果选择从阀中取样，必须确保阀门出口的清洁，用足够长的清洗时间以确保进入样瓶的都是干净无污染的油液。同时根据阀门的位置来选择长度适中的油管;
(4)如果采用真空取样泵，所用管子要能直接插入油箱的中部位置，注意每次取样都应在相同位置，并且不要让取样管触及其它机件;
(5)如果从设备的泄油塞处取样，必须排出足够的油量以保证不会让沉积在油箱底部的油泥，碎屑和水分进入样品。这种取样方式的代表性是最差的，只有在其它方式都不可行 迫不得已的情况下才会考虑;
(6)要使换油，补油和取样工作互相协调，如果是在换油时取样，要特别注意在换油 前先取样而在换油后运转 1-2 小时再取一次样，目的是保证趋势分析的正确性。
13、取样注意事项
(1)为防止取样工具被污染，取样器、取样瓶、取样管应置于清洁的取样箱中。
(2)为防止油样间的交叉污染，取样瓶、取样管为一次性使用。
(3)若必须在刮风、下雨时取样，应采取防风、防雨措施，以免油样中进入砂粒与水分。
(4)若在放油口或专用放油阀处取样，应先放掉油箱到放油口或专用放油阀管路中一段不参与循环的死油;若油箱有进口油滤时，则在油滤底部位置取样，但取样管不准触油滤 底。
(5)按取样要求取足油样量，以便完成油样各项指标的检测;取样时，不宜将油样装 满取样瓶，防止油样溢出，污染取样瓶上的取样标签。
(6)取样时，不要戴绵织或纤维手套，以免污染油样。
(7)取样时，妥善保管好取样瓶盖，使其不受污染;取完油样后，将瓶盖盖紧，以防 油样溢出。
(8)取完油样后，认真、准确地做好取样记录和填好油样瓶标签上的各项内容。
14、取样频率
取样频率是指在装备寿命期内连续获取油样的时间间隔。制定最佳取样时间间隔是非常重要的，若取样时间间隔太长，不能及时发现影响设备可能损坏的危险期;若取样频率太短， 取样频繁，浪费人力与物力。取样频率根据设备的状况特点与取样分析的目的确定，不同的 装备、不同的磨损状态，最佳取样频率不同。
目前，对取样频率没有统一规定，可以采用二种方法确定。一是采用设备使用寿命的 5-20%作为取样频率。另一是根据设备的运行状况确定，在设备运行磨合期内，由于装配时 残留物与初期磨合产物较多，取样频率应短些;设备进入正常运行期，各摩擦副磨损平稳， 取样频率可以长些;设备运行后期，由于磨损剧烈，取样频率要短些。取样频率还可以根据 设备使用的情况，随时加以修改。
15、取样的数量
采取的油样数量，根据检测项目确定。单一项目检测时，采取的油样量为 100-200 毫升。同时进行原子发射光谱仪、铁谱仪、付立叶红外光谱仪、颗粒计数器等的检测时，采取的油 样量一般在 500 毫升左右。上述检测项目与油样常规理化指标全部检测时，采取油样量一般 在 800 毫升左右。
16、油品分析的目的
润滑油在使用中，受到设备油液系统的温度、压力、负荷、外来污染物等因素的影响，其化学与物理性能逐渐衰变和劣化，最后不能满足设备的使用性能要求。油品分析的目的如 下:
(1)在用油油品分析是通过检测油液性能变化，确定油液的使用状况与使用寿命。
(2)对在用油需要动态的监测其化学与物理性能，来确保设备正常运转，及时更换油液。
17、油品的性能
评价油品理化性能的主要项目有粘度、粘度指数、闪点、倾点、凝点、酸值、总碱值、水分、机械杂质、残炭等性能指标。
油品的使用性能是评价油液在使用环境下抵抗性能衰变的性能指标。常用的油品的使用性能有腐蚀性、氧化安定性、抗泡性、抗乳化性、润滑性、橡胶适应性、水解安定性及毒性等。
18、运动粘度
运动粘度是润滑油最基本也是最重要的指标之一，可以反应润滑油在特定温度下的粘稠度，粘度越大说明油品越粘稠。绝大多数的润滑油是根据其粘度来分牌号的，粘度是各种机 械设备选油的主要依据。运动粘度的单位是厘斯(cSt)，它是 10-6m2/s(即 lcSt=1mm2/s)。
油液运动粘度的测定按 GB/T 265、ASTM D445 和 ISO 3104 标准方法进行，通常使用毛细管粘度计。
19、运动粘度换油指标
润滑油运行一段时间后，运动粘度会发生变化。当运动粘度的变化超过一定范围时，则必须更换润滑油。以下是不同油品的运动粘度换油指标：
液压油运动粘度变化率超过±10%就要换油；
工业齿轮油运动粘度变化率超过±15%需要换油；
汽油机油运动粘度100℃变化率：SE、SF超过±25%就要换油，其他型号超过±20%就要换油；
柴油机油运动粘度100℃变化率：CD、SF/CD超过±25%就要换油，CF-4和CH-4超过±20%就要换油。
20、粘度指数(VI)
润滑油的粘度随着温度的升高而变小，随着温度的降低而变大，这就是润滑油的粘温特性。粘温特性对润滑油的使用有重要意义，如发动机润滑油的粘温特性不好，当温度低时， 粘度过大，就会启动闲难，而且启动后润滑油不易流到摩擦面上，造成机械零件的磨损。如果温度过高，粘度变小，则不易在摩擦面上产生适当的油膜，失去润滑作用，使机械零件的 摩擦面产生擦饬和胶合等故障。因此要求油品的粘温特性要好，即油品粘度随工作温度的变 化越小越好。
评价油品的粘温特性普遍采用粘度指数(VI)来表示，以油品 40°C、100°C粘度值为基 准的比较值。这也是润滑油的一项重要质量指标。粘度指数越高，表示流体粘度受温度的影 响越小，粘度对温度越不敏感。
对温度变化较大环境下工作的油品，要求有较高黏度指数;高黏度指数能保证油品在高 低温下都有较好的油膜。
粘度指数(VI)测定的标准方法为 GB/T 1995 和 ASTM 2270
21、闪点
在规定的条件下加热润滑油，当油温达到某温度时，润滑油的蒸气和周围空气的混合气，一旦与火焰接触，即发生闪火现象。最低的闪火温度，称为润滑油的闪点。
闪点又分为开口闪点和闭口闪点，一般闪点在 150°C以下的轻质油品(如煤油、柴油、变压器油)用闭口杯法测闪点，重质润滑油和深色石油产品用开口杯法测闪点。 润滑油的闪点是润滑油的贮存、运输和使用的一个安全指标，同时也是润滑油的挥发性 指标。闪点低的润滑油，挥发性高，容易着火，安全性较差。润滑油的挥发性高，在工作过 程容易蒸发损失，严重时甚至引起润滑油粘度增大，影响润滑油的作用。重质润滑油的闪点如突然降低，可能发生轻油混油事故。
开口闪点检测的标准方法有 GB/T 3536、ASTM D92;
闭口闪点检测的标准方法有 GB/T 261、ASTM D93、ISO 2719。
22、倾点和凝点
油液在标准规定的条件下冷却时，能够继续流动的最低温度称为倾点。油液在规定的试验条件下冷却到液面不移动时的最高温度称为凝点。润滑油的凝点和倾点是润滑油的低温流 动性能的重要质量指标。
倾点或凝点高的润滑油，不能在低温下使用，否则由于润滑油在低温下失去流动性，堵 塞油路，不能保证润滑。对于发动机润滑油，因倾点或凝点高而造成启动困难。对于低温下 使用的机械设备，选用润滑油时，要考虑润滑油的倾点或凝点，一般选用比使用温度低 10°C~20°C的倾点或凝点的润滑油。
油液倾点和凝点的测定按 GB/T3535、GB/T510 和 ASTM D97 标准方法进行。
23、酸值
润滑油的酸值是表征润滑油中有机酸总含量(在大多数情况下，油品不含无机酸)的质量指标。中和 1g 石油产品所需的氢氧化钾毫克数称为酸值，单位是 mgKOH/g。
润滑油酸值大小，对润滑油的使用有很大的影响。润滑油酸值大，表示润滑油中的有机 酸含量高，有可能对机械零件造成腐蚀，尤其是有水存在时，这种腐蚀作用可能更明显。另 外润滑油在贮存和使用过程中被氧化变质，酸值也逐渐增大，常用酸值变化的大小来衡量润滑油的氧化安定性，或作为换油指标。
油液酸值的测定按 GB/T 264、SH/T 0163、GB/T 7304 和 ASTM D664 等标准方法进行。
23、总碱值
总碱值表示试样中含有有机和无机碱、胺基化合物、弱酸盐如皂类、多元酸的碱性盐和重金属的盐类。是在规定的条件下滴定时，中和 1s 试样中全部碱性组分所需高氯酸的量，以相同物质的量的氢氧化钾毫克数表示，称为润滑油或添加剂的总碱值。
内燃机油的总碱值则可间接表示所含清净分散添加剂的多少，一般以总碱值作为内燃机 油的重要质量指标。在内燃机油的使用过程中，经常取样分析其总碱值的变化，可以反映出润滑油中添加剂的消耗情况。
油液总碱值的测定可按 SH/T0251、ASTM D2896 和 ASTM D4739 等标准方法进行。
24、水分
正常的油品中应不含水分。润滑油中如有水分存在，将破坏润滑油膜，使润滑效果变差，加速油中有机酸对金属的腐蚀作用。水分还造成对机械设备的锈蚀，并导致润滑油的添加剂 失效，使润滑油的低温流动性变差，甚至结冰，堵塞油路，妨碍润滑油的循环及供油。水分 存在时，润滑油乳化的可能性加大。当温度高到一定程度时，水分将汽化形成气泡，不但破 坏油膜，危及润滑，而且还因气阻影响润滑油的循环和供油。对于变压器油，水分存在，使 变压器油的耐电压急剧下降，危害更大。
国标规定新润滑油的水分指标是“痕迹”，即水分含量不能超过 0.03%。润滑油运行一 段时间后，水含量会慢慢变化，运行中润滑油水分含量换油指标如下:
液压油含水量超过 0.1%就要换油;
25、水分的来源
(1)冷却器水管渗漏使水进入油中;
(2)密封不好，外部水经密封不良处进入;
(3)湿热气候及温差变化大时，油箱呼吸带入。
26、油中含水的危害
油中含水的危害主要表现在以下几个方面:
(1)破坏油膜，降低润滑性，加剧摩擦付部件的磨损;
(2)能够与油品起反应，形成酸、胶质和油泥;
(3)水能析出油中的添加剂，降低油品的使用性能;
(4)高温时在泵入口或其它低压部位产生气蚀损害;
(5)造成控制阀的粘结，导致控制反应迟缓;
(6)低温时使油品流动性变差;
(7)腐蚀、锈蚀金属。
27、机械杂质
润滑油中不溶于汽油或苯的沉淀和悬浮物，经过滤而分出的杂质，称为机械杂质。
润滑油的机械杂质，主要是润滑油在使用、贮存和运输中混入的外来物，如灰尘、泥砂、金属碎屑、金属氧化物和锈末等。
润滑油中机械杂质的存在，将加速机械零件的研磨、拉伤和划痕等磨损，而且堵塞油路油嘴 和滤油器，造成润滑失效。变压器油中有机械杂质，会降低其绝缘性能。
润滑油及添加剂中机械杂质的测定按 GB/T 511 标准方法进行。
28、残炭
在不通入空气的情况下，把试油加热，经蒸发分解生成焦炭状的残余物，称为残炭，用质量百分数表示。
残炭是表明润滑油中胶状物质和不稳定化合物含量的间接指标，也是矿物润滑油基础油的精制深浅程度的标志。润滑油中含硫、氧和氮化合物较多时，残炭就高。残炭高，结焦的 倾向就大，增加机械设备的摩擦、磨损。压缩机油残炭高时，在压缩机气缸、胀圈和排气阀 座上的积炭就多，除造成磨损外，在高温下还容易发生爆炸。
油液残炭的测定按 GB/T 208-87、GB/T 17144、ISO 10370 和 ASTM D4530 等标准方法 进行。
29、油品腐蚀性
腐蚀是在氧(或其他腐蚀性物质)和水分同时与金属表面作用时发生的。纯矿物润滑油的抗腐蚀能力通常是不足的，原因是除了水分以外，氧也通过油膜扩散到金属表面并起腐蚀作 用。未精制或中等精制的矿物润滑油，由于其中含有天然的腐蚀抑制剂，具有一定的抗腐蚀 作用。而深度精制的矿物润滑油在精制过程中失去了这种天然腐蚀抑制剂组分，所以其抗腐 蚀能力反而变差。
为了提高各种润滑油的抗腐蚀能力，必须添加腐蚀抑制剂，尽管这些添加剂有时会明显 降低润滑油的承载能力。有效的抑制剂必须能牢固地粘附在金属表面，并形成一个不透水和 氧的保护层。
油品腐蚀性的测定一般按 GB/T 5096 和 ASTM D130 标准方法进行。
30、油品铜片腐蚀试验
油品铜片腐蚀试验的目的是测定油品有无腐蚀金属的活性硫化物和元素硫。将磨光的标准尺寸的铜片浸入油中，按产品规格要求保持温度和时间后取出，与未浸油的铜片比较其表面颜色。根据浸过油试片所呈现的绿色、黑色、棕黑色或钢灰色斑点确定腐蚀级别。
通过铜片腐蚀试验可判断油品中是否含有能腐蚀金属的活性硫化物。含硫化合物对发动机的工作寿命影大，其中活性硫化物对金属有直接的腐蚀作用。所有的含硫化合物对金属有直接的腐蚀作用。所有的含硫化合物在气缸内燃烧后都生产二氧化硫和三氧化硫，这些氧化硫不仅会严重腐蚀高温区的零部件，而且还会与气缸壁上的润滑油起反应，加速漆膜和积碳的形成。
运行中液压油的铜片腐蚀等级＞2a时需要更换油液；运行中工业齿轮油铜片腐蚀等级≥3b时需要更换油液。
31、油品氧化安定性
油品在加热和在金属的催化作用下，抵抗氧化变质的能力，称为油品的氧化安定性。油品氧化安定性是反映油液在实际使用、贮存和运输中氧化变质或老化倾向的重要特性。 油品氧化安定性主要决定于其化学组成。此外也与使用条件如温度、氧压、接触金属、接触 面积、氧化时间等有关。因而评价各种油液的氧化安定性的氧化试验条件各不相同，均须根 据所试油液的使用情况来选择合适的试验条件。
油品的氧化实验，一般是在一定量的试油中放入金属片作催化剂，在一定的温度下通入 一定量的空气(或氧气)，经过规定的试验时间后，测定油液氧化后的酸值、粘度、沉淀物和 金属片的质量变化，或者是测定酸值达到规定值所经过的试验时间。
任何油品的氧化安定性都是至关重要的质量指标。油品氧化安定性差，在使用时就容易 氧化变质，生成的有机酸增多，酸值增大，这将造成机械设备的腐蚀，特别是低分子有机酸 和有水存在的情况下，腐蚀更为严重。油品氧化的结果，粘度逐渐增大(聚醚油除外)，流动 性变差，同时还产生沉淀、胶质和沥青质，这些物质沉积于机械零件上，恶化散热条件，阻 塞油路，增加摩擦磨损，造成一系列恶果。若汽轮机油的氧化安定性差，油品就容易氧化变 质和乳化。变压器油的氧化安定性差，油品容易氧化而使绝缘强度下降，粘度增大，使冷却 散热作用变差，而且产生沉淀物沉积在变压器的线圈表面，堵塞线圈冷却的通路，造成过热 甚至烧坏设备。所以对这些油品必须严格测定其抗氧化安定性。一般将油品的氧化安定性作 为油品使用寿命或老化程度的一个衡量指标。
油品氧化安定性的测定根据油液种类的不同按以下标准方法进行:
内燃机油 SH/T0299-92、SH/T0192-92 等;
汽轮机油 SH/T0193-92;
航空液压油 SH/T0208-92;
极压润滑油 SH/T0123-93;
直馏和不含添加剂润滑油 SH/T0185-92。
32、油品抗泡性
润滑油在实际使用中，由于受到振荡、搅动等作用，使空气进入润滑油中;以至形成气泡。因此要求评定油品生成泡沫的倾向及泡沫的稳定性。
抗泡性也是润滑油的一项重要使用性能，如果油品的抗泡性不好，在润滑油系统中形成了很多泡沫，而且不能迅速破除，则将影响润滑油的润滑性，加速它的氧化速度，导致润滑 油的损失，而且阻碍润滑油在循环系统中的传送，使供油中断，妨碍润滑，对液压油则影响 其压力传递。
抗泡沫添加剂的作用是降低泡沫的稳定性，提高消除泡沫的速度，硅油是应用广泛的抗 泡沫添加剂。为了发挥硅油的抗泡效果，硅油必须不溶解在润滑油中，而且必须均匀分散， 其液滴大小必须不大于 10μm。聚醚和硫化物也有抗泡沫作用。
油品抗泡性的测定按 GB/T 12579 和 ASTM D892 标准方法进行。
33、油中含空气的危害
(1)导致系统运行时产生气蚀、震动、噪音;
(2)导致系统液压缸运动爬行，系统反应迟和软操作:
(3)产生气阻，供油不正常，造成局部断油，产生磨损或烧结;
(4)泡沫使油品从系统中溢出，油液面指示成为假象，使供油量不足;
(5)加速油品老化。
34、油品抗乳化性
油液与水分离的能力称为抗乳化性。抗乳化性好的润滑油，遇水后，虽经搅拌振荡也不易形成乳化液，或虽然形成乳化液但是不稳定，易于迅速分离。
润滑油的抗乳化性与其洁净度关系较大，若润滑油中的机械杂质较多，或含有皂类、酸类及生成的油泥等，在有水存在的情况下，润滑油就容易乳化而生成乳化液。抗乳化性差的 油品，其抗氧化安定性也差。
抗乳化性是汽轮机油的一个重要质量指标。这是因为汽轮机油在使用过程中必然要与水接触。如汽轮机油的抗乳化性不好，在使用中容易形成乳化液，破坏润滑油形成的油膜，增 加摩擦磨损，产生腐蚀，生成沉淀，阻碍润滑油的循环，造成供油不良等。对于空气压缩机 油也应具有良好的抗乳化性，否则同样会影响压缩机油的循环润滑和氧化安定性，造成一系列不良后果。
油品抗乳化性的测定按 GB/T 7305 和 ASTM D1401 标准方法进行。
35、油品润滑性
润滑油的润滑性是指在边界润滑条件下，相对移动的部件，其摩擦表面形成的油膜强度即组成表面油膜的性能，它表示抗摩性能与承载能力。润滑油膜机制可用吸附理论解释。润 滑油中表面活性分子的负电子与金属分子的正离子相互作用形成吸附油膜。
一般，润滑油在油层中的润滑，粘度起主要作用，而在薄油层中的润滑，则取决于润滑 性。在边界条件下的润滑，例如航空发动机在启动、停止时，速度与负荷急剧变化时，温度 较高时，粘度较小时等均出现薄油层润滑。使用润滑性能良好的润滑油，可以减少摩擦，降 低磨损，防止零件擦伤与卡住。
润滑油的润滑性，可用四球试验、梯姆肯试验与齿轮试验等进行评定，按 GB/T 3142、 GB/T 12583 、SH/T 0202、SH/T 0204、SH/T 0189、GB/T11144、SH/T0306 和 ASTM D2782 等标准方法进行。
36、油品的氧化、硝化和硫化性
油液氧化后产生的碳化物、氧化物会污染设备的油路系统，它们将堵塞油滤和供油喷嘴的限流孔、沟槽、管路;恶化发动机的导热性，使零件翘曲、运动结合件迟塞。
油液的硝化与硫化性是指油液中含有的非烃物质、炼制过程中混入的水溶性酸硷、使用过程中油液深度氧化、分解而形成的有机酸等含量。
油液中的超量非烃物质、水溶性酸硷、有机酸，将腐蚀设备的金属零部件，腐蚀的产物将会污染设备的油路系统，堵塞滑油滤，破坏设备正常工作。
37、添加剂耗损
为提高油液的质量，改善油液的性能，满足设备对油液的特殊性能要求，在油液中添加了多种的特殊效能的化合物，这些化合物统称为添加剂，它们有抗氧剂、抗腐剂、抗磨剂、 防锈剂、抗泡剂等。
这些添加剂在使用中随着时间的增加或油液系统使用条件的改变而不断的消耗，当消耗 到一定量时，油液的性能就不能满足设备的要求。
ZDDP(二烷基二硫代磷酸锌)是润滑油中典型的多功能添加剂。其加入油品中可控制 油品的氧化，具有抗氧化、抗磨和抗腐蚀作用。
一般使用原子发射光谱元素分析和傅里叶变换红外光谱分析方法检测抗氧剂和抗磨剂 的损耗。
38、傅里叶变换红外光谱分析法(FT-IR)
傅里叶变换红外光谱分析法能够快速测定使用油液氧化、变质与污染情况。
傅里叶变换红外光谱分析法可确定油液红外光谱图谱中表示不同分子官能团的特定波数处的特征峰、特征峰吸光度的大小，并由此判断使用油液的降解和污染程度及油液中添加 剂成分降解程度，以确定油液更换期限和油液性能变化对设备可靠性影响。
傅里叶变换红外光谱分析法测定油液性能的主要参数是氧化、硫化、硝化、总酸值、总 碱值、燃油对滑油的稀释、水份、积碳、乙二醇含量。
39、污染控制的重要性
(2)润滑系统可靠性和可维修性是污染控制的函数，有效的污染控制带来更长的设备寿命;(通用电气)
(3)超过 75%的液压系统故障是由液压油中颗粒污染所引起;(美国钢铁企业调查报告)
(4)污染是润滑故障和零件过度磨损的最大根源;(美孚)
(5)如能将润滑剂中所有大于油膜厚度的颗粒完全去掉，滚动轴承将应有无限的寿命;(SKF)
(6)通过使用高效率的油过滤器，发动机的磨损能减少 70%。(通用汽车)
40、油液污染物的种类
油液污染的内涵非常广泛，由外界侵入油液的物质统称为污染物。油液污染物主要包括:
(1)固体污染物:灰尘、金属氧化物(铁锈等)、金属颗粒、聚合物、纤维、碳颗粒等;
(2)液体污染物:水分、化学物质等;
(3)气体污染物:空气、化学气体等。
41、油液污染物的来源
(1)残存的污染物:金属切屑、焊渣、尘埃和清洗溶剂等;
(2)生成的污染物:磨屑、锈蚀剥落物以及油液氧化颗粒等;
(3)侵入的污染物:注油和维修过程中带入的污染物。
42、固体颗粒污染的危害
危害最大的是那些与液压系统内金属部件间隙尺寸接近的或更大一点的坚硬颗粒。这些颗粒在油液系统中以磨料磨损、淤积与紧卡或卡死各种活门等形式影响设备的使用性能。
尺寸大于20微米的大颗粒会导致灾难性失效;其中10-25微米间隙尺寸颗粒会导致最大的磨损、过滤器/伺服阀堵塞等。
43、水污染的危害
水对基础油的影响: 1 水解和氧化，形成酸、油稠化、沉淀物; 2 乳化:粘度增加、油性下降; 3 气化，形成气泡; 4 电介质效果，降低油的绝缘性。
水对添加剂的影响:水解、冲洗和电介质化使添加剂丧失原有的性能，并生成酸、微生物等有害物质。
水对设备的影响:腐蚀、油膜强度丧失加剧磨损、过滤器堵塞、造成控制阀粘结导致反应迟缓、高温时低压部位气化造成气蚀等。
44、空气污染的危害
(1)降低油液的容积弹性摸量和刚性，使油液系统的控制或执行机构响应迟钝、工作不稳定。
(2)压缩油液时，需要消耗额外的能量。
(3)容易产生气蚀、导致部件表面的损伤。
(4)使系统的压力不稳和丧失压力，导致油泵的效率降低、供油量下降、形成气塞，使油泵因高温而损坏。
(5)使油液氧化变质，酸值增加和粘度降低，润滑性下降。
45、油液污染度
单位容积油液中固体颗粒污染物的含量，即油液中所含固体颗粒污染物的浓度。
常用的污染度检测方法有显微镜法、自动颗粒计数法。
46、油液污染度的检测标准
(2)ISO4407-2002《液压传动.液压液污染.用光学显微镜计数法测定粒状物污染》(显微镜法)
(3)ISO 11150-2008《液压传动-利用遮光原理的自动计数测定颗粒污染》(自动颗粒计数法)
(4)ASTM D7647-2010 《使用稀释法通过消光法消除水分和干扰软颗粒的润滑和液压液体的自动颗粒计数的标准试验方法》(自动颗粒计数法)
47、油液污染度的分级标准
(1)NAS1638-2011《液压系统零件污染度要求》
(2)ISO4406-1999《液压传动 油液固体颗粒污染等级代号》
(3)GB/T14039-2002《液压传动 油液固体颗粒污染等级代号》
(4)GJB420A-1996 《飞机液压系统用油液固体污染度分级》
(5)GJB 420B-2006《航空工作液固体污染度分级》
48、污染度检测需注意的问题
(3)含水样品不可直接测量，须脱水后测量
(6)肉眼可见大颗粒或瓶底沉积物，建议不使用遮光原理自动颗粒计数器测试，若需要则使用滤网阻塞原理自动颗粒计数器测试。
49、水含量检测
(1)蒸馏法:GB/T260-1977《石油产品水分测定法》(适用于 500ppm 以上);
(2)卡尔费休法:GB/T 11133-2015《石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定 卡尔费休库仑滴定法》(灵敏度高);
(3)红外光谱法:ASTM E2412-2010《通过用博立叶变换红外线光谱法的趋势分析法对用过的润滑油的状况进行监控的规程》(误差较大)。
50、空气释放值检测
空气释放值是油液内部的气泡上升到油液表面所需要的时间。表示溶解在润滑油里的空气程度。
润滑油空气释放值测定法:
(2)SH/T0308-1992 《润滑油空气释放值测定法》
51、油液污染控制过程
(1)设定目标清洁度:是主动性维修的关键环节，不是用于检测或警告失效，而是用来控制设备工作在满意的状态内，从而达到无故障。
(2)采取措施达到目标清洁度: 1 阻止:新油验收、储存和使用、维修和装配、密封等; 2 除去:滤芯过滤、吸附过滤(离心、静电、磁性等)。
(3)监测油液污染度:根据油液情况采用合适的方法适时监测。
52、磨损监测的意义
磨损是伴随相对运动中相互作用表面的摩擦而产生的必然结果，它不仅带来材料损耗，而且影响设备的使用可靠性和使用寿命。
磨损表现为产生松脱的细小颗粒(磨粒)和摩擦表面上材料和形状的变化。
磨粒是机械设备油液监测的重要信息源之一。研究磨粒的形状、尺寸、成分、表面形貌、物理性能和力学性能，将为确定磨损故障的部位和破坏机理提供理论依据。
53、磨损监测的方法
磨损监测的方法主要有:元素光谱分析法、铁谱分析法、铁磁性颗粒分析(PQ)法、磁塞分析法、过滤器滤网分析法等。
54、元素光谱分析主要内容
(1)根据不同时期各种磨粒所含金属元素含量，可以判断摩擦副磨损程度，预测可能发生的失效和磨损率;
(2)根据磨粒的成分及浓度的变化，可以判断出现异常磨损的部位;
(3)根据添加剂元素浓度的变化，判断油液的衰变程度
55、元素光谱分析主要方法
元素光谱分析主要包括以下方法:扫描电镜(SEM)/能谱分析(EDXRF)、原子吸收光谱分析(AAS)、X 荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子发射光谱分析(ICP)、原子发射光 谱分析(AES-RDE)等。其中最常用的是电感耦合等离子发射光谱分析法和原子发射光谱分 析法。
56、元素光谱分析主要标准
(2)ASTM D5185-2013el 用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定用过润滑油中添加剂元素磨损金属和污染物以及基础油中某些元素的试验方法
(3)GB/T 17476-2004 使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油 中某些元素测定法(电感耦合等离子体发射光谱法)
(4)ASTM D6595-2011 在用润滑油和液压传动油中磨损金属和污染物测定法
(5)NB/SH/T 0865-2013 在用润滑油中磨损金属和污染物元素测定 旋转圆盘电极原子 发射光谱法
57、原子发射光谱分析法的局限性
(1)由于盘电极不能将大颗粒带上及电弧能量不足而不能使大颗粒全部离子化，原子发射光谱分析法只能检测油液中小于 10 m 的颗粒。
(2)原子发射光谱分析法只能提供元素浓度变化趋势分析，不能提供有关磨粒的存在形式(如形态、大小等)方面的信息，故不能判断磨损类型。
在实际磨粒分析分析工作中，原子发射光谱分析法常常辅以铁谱分析法，必要时还要结合扫描电镜-能谱分析法以及自动颗粒计数法等检测磨粒分析方法，才能获取完整的磨粒参 数和信息。
58、铁谱分析法
常见的铁谱分析仪器有直读式铁谱仪和分析式铁谱仪。目前应用最广泛的是分析式铁谱 仪、铁谱显微镜及磨粒图谱集等。
铁谱分析主要包括以下内容:
(1)对油液的取样及处理;
(2)分离磨粒制备铁谱片等;
(3)进行磨粒的检测、识别和分析;
(4)对被监测设备工况状态的分析结论及报告。
59、分析铁谱系统
分析式铁谱仪与铁谱显微镜共同组成分析铁谱系统。分析式铁谱仪的原理如图 4-1 所示。微量泵以很小的气流量将空气压入密封的试管，试管内有取自机械润滑系统的分析油样。 在压缩空气的作用下，油样被压滴在以一定角度倾斜放置在高梯度强磁铁上方的铁谱基片 上。在油样受重力作用沿铁谱基片自然流下的同时，其中所含机械磨损微粒在磁场力作用下， 克服油的粘滞阻力，根据其自身粒度由大到小有序的沉积在铁谱基片上。在油样全部通过铁 谱基片之后，以同样方法将固定剂喷到铁谱基片上，将磨粒予以固定，制成铁谱片。利用铁 谱显微镜观测铁谱片上的磨粒，就可以得到有关其形态、大小、成分及粒度分布的分析结构。 这些结果传递出机械摩擦副磨损状态的重要信息，成为进行摩擦学研究、机械磨损状态监测 和故障判断的依据。
60、铁谱分析标准方法
铁谱分析主要有以下标准方法:
(1)ASTM D7690-11 用过润滑油中颗粒的显微镜分析(分析铁谱法)
(2)SH/T 0573-2006 在用润滑油磨损颗粒试验法
61、铁磁性颗粒分析(PQ)法
铁磁性颗粒分析(PQ)法是利用磁性原理检测油品中的铁磁性磨粒的总含量。PQ 铁量仪有一个高灵敏的磁力传感器，当油品中含有铁磁性磨粒时，磁场将发生变化。传感器测得 这种变化，将这种变化通过放大电路，再通过一系列的逻辑运算，最终得出铁磁性磨粒的浓 度含量。
铁磁性颗粒分析(PQ)法特别适用于磨损量大的系统，如齿轮箱磨损故障的早期报警; 可输出不同颗粒尺寸范围和相应颗粒数、总颗粒数、总质量。
62、磁塞颗粒分析
在机械润滑系统中安装磁塞，能将油液中的磁性金属大磨粒吸附到磁塞上。常结合扫描电镜-能谱分析法分析取出的磁塞上的磨粒大小和成分，可有效地分析发动机的异常磨损情 况。对比不同时期内所保存的磁塞上磨粒信息，有助于分析磨损趋势。
63、过滤器滤芯磨粒分析
由于进入滑油中的部分大颗粒金属磨屑被设在机械润滑系统油路中的精密油滤截获，导致被分析的油样失去部分大颗粒金属磨屑，从而失去油样代表性。而 50-200 微米范围的大 颗粒金属磨屑是由摩擦副表层疲劳剥落、剧烈的滑动磨损和剪切磨损等原因所产生的，最能 够直接反映出设备异常磨损故障信息。一旦在滑油系统中出现大颗粒金属磨屑，将加速设备 轴承的磨损，进而造成设备灾难性事故。
采用油液原子发射光谱分析与油滤磨屑 X 射线荧光光谱分析(即小颗粒金属磨屑分析 与大颗粒金属磨屑分析)相结合的监测方法，能够提高油液监控对设备磨损故障的诊断率。
