航空油液污染度检测技术研究及应用

油液分析技术的原理及应用1. 引言油液分析技术是一种通过对油液中的成分进行检测和分析，以确定油液的质量、污染程度和性能的方法。

油液分析技术在工业领域中具有广泛的应用，特别是在润滑油和液压油领域中。

本文将介绍油液分析技术的原理以及在不同领域中的应用。

2. 油液分析技术的原理油液分析技术的原理基于对油液中不同成分的物理、化学性质进行检测和分析。

主要的原理包括以下几个方面：2.1 光谱分析光谱分析是一种通过测量油液中特定波长的光线被吸收或发射的方法来确定油液中成分的技术。

常用的光谱分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱和荧光光谱等。

这些方法可以用于检测油液中的有机化合物、金属元素和其他物质。

2.2 粘度测定粘度是油液流动阻力的一种度量，是指流体在外部力作用下变形的抵抗能力。

粘度测定是通过测量油液在一定温度下通过特定管道或装置的流动速度来确定油液的粘度。

粘度测定可以用来评估油液的流动性能和污染程度。

2.3 污染物检测污染物检测是油液分析技术中的重要内容，它可以用来确定油液中的杂质、悬浮物、水分和氧化产物等污染物的含量。

常用的污染物检测方法包括离子色谱法、气相色谱法和质谱法等。

2.4 温度测量温度是油液性能的重要参数之一，不同温度下油液的性质和性能会发生变化。

温度测量可以用于评估油液的热稳定性和蒸发性能。

常用的温度测量方法包括热电阻法、红外测温法和热电偶法等。

3. 油液分析技术的应用油液分析技术在各个领域中都有广泛的应用，下面将分别介绍在润滑油和液压油领域中的应用：3.1 润滑油领域•油液质量评估：通过油液分析技术可以评估润滑油的质量，包括粘度、清洁度、酸值和碱值等参数的测定。

•润滑性能评估：油液分析技术可以评估润滑油的润滑性能，包括摩擦系数、磨损量和摩擦磨损特性的测试。

•润滑油寿命评估：通过油液分析技术可以评估润滑油的使用寿命，包括氧化稳定性、抗磨性和抗乳化性等指标的测试。

3.2 液压油领域•油液过滤检测：通过油液分析技术可以评估液压油中的固体颗粒、水分和氧化物等污染物的含量，以确定油液的过滤效果。

第二十八届（2012）全国直升机年会论文油液分析技术在直升机维修中的应用甘露余建航罗朝明（陆军航空兵学院直升机机械工程系，北京，101123）摘要：据统计，直升机装备中有60%～80%的故障是由各种形式的磨损引起的。

而机械系统中的油液会携带机械摩擦副磨损状态的丰富信息，因此可以通过油液分析技术对直升机进行状态监测和故障诊断。

油液分析技术是通过分析被监测装备油液的性能变化和其携带磨损颗粒的信息，获得被监测装备摩擦学系统的润滑和磨损状态，从而在被监测装备的状态监测和维修管理之间建立起一座桥梁。

关键词：油液分析；状态监测；故障诊断；直升机维修1 引言直升机油液分为三类：航空润滑油、航空液压油和航空燃油，它们对直升机起着非常重要的作用。

如航空润滑油是直升机发动机的“血液”，对发动机起着润滑、冷却、防锈、清洁和密封等多重作用，污染滑油的污染物可能会堵塞油滤、油喷孔，使油压下降甚至供油不足；滑油被氧化或硝化，会加速对摩擦副表面的腐蚀；滑油黏度的变化，又会造成润滑性能下降；这些性能变化进一步引发各种发动机故障。

如：发动机振动大、转速不正常、滑油消耗率大、有杂音、发动机自动停车、抱轴、传动轴扭断等等。

因此，有必要对直升机油液实行监测，对直升机进行状态监测，提前预报故障，或进行故障诊断，提高直升机的可靠性和维修水平。

直升机油液分析技术是通过分析被监测装备油液的性能变化和其携带磨损颗粒的信息，获得被监测装备摩擦学系统的润滑和磨损状态，从而在被监测装备的状态监测和维修管理之间建立起一座桥梁。

2 直升机维修及其概念体系直升机状态监测与故障诊断技术的发展经历了三个阶段：事后维修、定期预防维修和视情维修。

事后维修没有定期维修计划，它是在直升机发生故障后才进行检修，具有非计划性、备件库存量大、不能有效安排人力和物力、造成直升机停机时间长等缺点。

定期预防维修是只要直升机达到了预先规定的时间，不管其他技术状态如何，都要执行拆机检查和零件更换，这是一种强制性的预防维修，组织管理工作较简单，其维修间隔的确定主要根据直升机生产厂家的经验和统计资料，以保证直升机的完好率处于一定水平，但这种维修制度容易造成巨大浪费。

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油液分析技术油夜分析技术又称为设备磨损工况监测技术，是一种新型的设备维护技术,它利用油液所携带的设备工况信息来对设备的当前工作状况以及未来工作状况作出判断，从而为设备的正确维护提供了有效的依据，达到预防性维修的目的。

油液在设备中的各个运动部位循环流动时，设备的运行信息会在油液中留下痕迹，这些信息主要包括以下三个方面:1、油液本身的物理和化学性质的变化2、油液中设备磨损颗粒的分布3、油液中外侵物质的构成以及分布设备润滑与磨损状态监测(以下简称油液监测）是设备开展润滑管理、设备状态维修的重要基础工作,是提高设备可靠性、保证设备安全运行的重要手段。

油液监测技术就是通过对设备在用润滑油的理化性能指标、磨损金属和污染杂质颗粒的定期跟踪监测，及时了解掌握设备的润滑和磨损状态信息，诊断设备磨损故障的类型、部位和原因，为设备维修提供科学依据，指导企业进行设备的状态维修和润滑管理，从而预防设备重大事故发生的发生,降低设备维护费用.油液分析技术，就是抽取在用油油样并测定其劣化变质程度及油液中磨损磨粒的特性，来分析判断机械零部件的磨损过程，部位，磨损机理,失效类型及磨损程度等，得到机械零部件运转的信息.磨损磨粒的特性主要指磨粒的含量，尺寸,成分，形态，表面形貌及粒度分布等。

油样分析技术通常包括油液理化性能分析技术，铁谱分析技术，光谱分析技术,颗粒技术技术，磁塞技术等.对设备故障所作的统计资料表明：设备的失效80％是因为润滑故障导致异常磨损所引起;柴油机中大约70％是因为油品污染引起，而其中50％是磨损造成的；滚动轴承中大约40％的失效与损坏是由于润滑不当而导致;齿轮中大约51％的故障与润滑不良和异常磨损有关;液压系统中大约70%的故障来自于液压介质被污染,污染度等级过高所致；摩擦消耗的能源占总能源消耗的1/3—2/3；油液分析技术的步骤：1.收集设备原始资料、考察设备现场2.制定监测计划和取样规范3.按规范取样4。

浅谈飞机维修时航空发动机滑油系统污染防控措施摘要：航空发动机滑油系统污染主要是由于飞机发动机在运行过程中，在滑油润滑过程中，会产生大量的金属屑、氧化物、积碳等杂质。

这些杂质一旦进入发动机，就会对飞机的安全构成很大的威胁，甚至会引起重大的安全事故。

因此，正确地分析飞机发动机滑油系统的污染防治对策是十分必要的。

关键词：飞机维修；航空发动机；滑油系统；污染防控前言：当前，发动机滑油系统污染问题是飞机常见问题之一，在进行飞机维修的过程中，维修人员应明确污染原因，并结合飞机滑油系统的特点，采取有效措施对污染源进行控制，才能确保飞机维修的质量。

通过对航空发动机滑油系统污染问题进行分析，提出污染防控措施，希望对保障飞机安全有所帮助。

1、航空发动机滑油系统污染危害针对滑油系统的污染物进行分析，污染物的主要来源有下列几个方面：一方面就是系统内部零件老化，磨损严重，造成其中滑油系统中产生金属屑残渣问题，另一方面是外部进入了某些固体污染物，例如沙粒、尘埃等等，如果滑油系统当中存在过多污染物质，势必会对系统的功能造成负面影响，从而导致发动机各个零部件之间存在着较大的摩擦，进而严重降低滑油系统寿命，另外导致滑油系统当中水分难以得到快速有效排出，水分子长期附在金属零件上会造成金属生锈。

除此之外，油会挥发，同时会造成氧化还原反应，进而产生化学沉淀物质，只会导致污染程度进一步的加深，系统功能将会持续性的下降，不利于系统安全稳定可靠。

判断滑油系统污染问题主要注意下列几个方面，首先，零件磨损比较异常，滑油系统出现振动异常情况；其次，滑油系统油耗量产生显著的变化。

若是相关人士在检察滑油系统的过程当中，一旦发现以上的现象可以初步判断发动机滑油系统自身存在污染问题，如果不及时地将污染问题加以解决，会直接影响到发动机安全、稳定、可靠运行。

2、航空发动机滑油系统污染产生的原因2.1金属屑的污染航空发动机的运行是靠发动机的零件的运行来带动的，而航空发动机传动的零件在运行的过程中是会发生磨损的，在磨损的过程中会产生铜、锡、铁等金属屑，这种外部来屑会对滑油系统造成污染。

简述油液颗粒度检测技术的发展1、引言根据对一些已知数据的统计；由油液的污染引起的液压系统中故障将近高达70%～85%，而由固体颗粒物将油液污染进而引起的液压系统故障占油液污染类故障的60%～70%。

根据最新的市场调查研究以及一些研究资料表明：对油液颗粒度污染的检测技术和行为在现在的市场上还不够普及，国内的工业设备上的油液污染检测还没有真正得到很好的落实和发展。

油液颗粒会严重影响各类工业设备尤其是液压系统的可靠性，进而大大缩短其使用寿命，给社会带来很大的经济损失。

油液颗粒会使元器件磨损，加剧油液温度升高，系统精度和性能下降；加速密封磨损，造成游泄露，甚至导致系统瘫痪；对液压泵来说，油液颗粒会增加泵的压力，影响其稳定性；固体颗粒金属粒子使油液氧化变质，降低油液性能。

2、国内外油液颗粒度检测发展现状2.1 油液检测的开端20世纪60年代，美英等老牌工业国家根据本土制造、国防、航空、化工等重工业的发展需要，开始对液压系统的油液进行初步探索和研究，从而有了油液检测技术的一些雏形。

他们将油液样品拿到实验室，通过一些高级显微镜技术对油液进行颗粒的观察和对比。

后来通过一些含有微孔的滤膜进行真空条件的过滤，将得到油液污染残留颗粒进行高倍镜下的细致观察。

将最好得到的一些数据和结果跟原有的未经污染的油液样品进行对比，根据颗粒的大小和粒径分布确定油液的污染等级。

但显而易见该方法存在很大的缺陷，如；检测程序过于复杂导致周期长；不适宜在系统运行中进行时时监测；对实验环境和实验操作都有严格要求来确保误差。

有的时候甚至很多实验操作为了更加简便，简化一些流程或者进行一定的油液预处理都会导致得到的结果不够准确，影响了最后的实验数据。

2.2 检测标准的建立自上世纪60年代中期，国际标准化组织ISO针对这一情况而相继推出美国军方标准MIL-STD1246A、美国宇航局标准NAS1928，而后并被西方各国广泛采用。

与此同时，非常多国家和地区逐步认识到油液检测技术的重要性，油液检测技术进入了快速发展阶段，油液检测已经是工业时代一个不可缺少命题。

油液污染度等级油液污染度是指单位体积油液中固体颗粒污染物的含量，及油液中固体颗粒污染度的浓度。

对于其他污染物，如水和空气，则用水含量和空气含量表述。

油液污染度是评定油液污染程度的重要指标。

目前油液污染度主要采用以下两种表示方法：●质量污染度：单位体积油液中所含固体颗粒污染度的质量，一般用ml/L表示●颗粒污染度：单位体积油液中所含各种尺寸的颗粒数。

颗粒尺寸范围可用区间表示，如5～15μm，15～25μm等；也可用大于某一尺寸表示，如＞5μm，＞15μm等。

此外油液污染度还可以用百万分率（ppm）来表示，质量ppm或体积ppm。

质量污染度表示方法虽然比较简单，但不能反映颗粒污染物的尺寸及分布，而颗粒污染物对元件和系统的危害作用与其颗粒尺寸分布及数量密切相关，因而随着颗粒计数技术的发展，目前已普遍采用颗粒污染度的表示方法。

为了定量评定油液污染程度，世界各主要工业国都制定有各自的油液污染度等级，近年来已趋向于采用统一的国际标准。

下面介绍美国NAS 1638油液污染物等级和ISO 4406油液污染度等级国际标准。

A NAS 1638固体颗粒污染物等级NAS 1638是美国航天工业部门在1964年提出的，目前在美国和世界各国仍广泛采用。

它以颗粒浓度为基础，按照油液中在5～15、15～25、25～50、50～100和＞100μm 5个尺寸区间内最大允许颗粒数划分为14个污染物等级，见表一。

表一：NAS 1638污染度等级表(100ml中的颗粒数)从表中可以看出，相邻两个等级的颗粒浓度比为2。

因此当油液污染度浓度超过表中最大的12级，可用外推法确定其污染度等级。

测得的各尺寸范围的颗粒往往不属于同一等级，一般取其中最高一级作为油液污染度等级。

但这种处理方法有时不尽合理。

例如，5～15、15～25、25～50、50～100和＞100μm各尺寸段的污染度等级如果是7、7、6、10和8，若取最大者，则油液污染度应为10级。

油液监测技术在摩擦学设计中的应用摘要：摩擦学设计是摩擦学理论在工程设计中最重要的应用，油液监测技术又是摩擦学系统状态测试主要技术之一，该文从油液监测各技术手段所表征的信息出发，结合摩擦学设计的发展，分析了油液监测能够在摩擦学设计中所起到的作用，并提出了各技术手段在摩擦学设计中的应用范围。

关键词：油液监测摩擦学摩擦学设计磨损中图分类号：th17 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）03（b）-00-02摩擦学是研究与摩擦、磨损、润滑的科学，摩擦引起了能量的转换，磨损导致了表面损坏和材料损失，而润滑是降低摩擦和较少磨损的最有效的措施。

摩擦学设计是指把摩擦学的研究成果应用到工程设计，特别是机械设计，以减轻或防止磨损[1]。

影响摩擦磨损的因素很多，至今已提出的与磨损有关的变量有600余个，而最基本的也有100余个，这表明研究磨损问题困难非常大。

油液监测作为设备摩擦学系统健康状况的三大主要监测技术之一[2]，是将采集到的设备润滑油或工作介质样品，分析其性能指标、所携带的磨损与污染物颗粒，从而获得机器的润滑剂性能和磨损情况的信息，有效监测设备的磨损状态和磨损形式，定性和定量地描述设备摩擦学系统状态。

因此，将该技术在设备抗磨损设计中有很广阔的应用前景。

1 摩擦学设计内涵及其发展方向摩擦学设计与摩擦学研究是分不开的，其主要是通过设备的润滑设计、润滑剂及其添加剂的抗磨机理、零部件材料的选择与匹配及表面强化、系统过滤与密封的研究应用，从而在设备设计上达到减轻和防止磨损的目的。

其研究方法随着摩擦学研究发展而进步，主要体现在以下几个方面。

⑴按照系统工程学的观点，摩擦学系统的组成并不只是摩擦副，而是一个复杂的系统，包含设备摩擦副、润滑介质、润滑系统和工作环境以及磨损和污染的产物。

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 μm左右，所以我们形象地描述工业是骑在10 μm厚度的油膜上[3]，就是说明了设备对润滑油的依赖。