李国福，杨玉梅
摘要：本文介绍中原油田分公司装备监测总站在压缩机组上应用光谱分析技术的情况。通过分析19种元素在设备油液中的变化趋势，达到选择设备用油、监测设备零部件的磨损、确定最佳磨合期和换油周期的目的，实现对设备的动态跟踪监测。
关键词：压缩机组；光谱；分析；元素；动态跟踪；监测
中图分类号：TH45文献标识码：B
美国超谱公司生产的M型光谱仪是一种先进的轻便型油液分析仪，它可在30s内同时测出19种元素的成分和浓度值（ppm），其中包括添加剂元素、磨损元素和污染元素。可检测元素为Fe、Cr、Cu、Al、Pb、Si、Na、Mg、Ca、Ba、P、Zn、V、Mo、Sn、Ag、Ni、B、Ti等。通过分析这些元素在设备油液中的变化趋势，可以确定机械设备的运行状态。
我们从2001年起，采用该型光谱仪对采油一厂的11套压缩机组进行以预测维修为目的的状态监测，取得了显著效果。
我们结合现场实际制定了“润滑油取样规则”，规定了每台监测设备的取样部位、周期及取样容器要求，以保证所取油样具有代表性；制定了故障维修反馈表，建立了被监测设备基础数据库，以便进行动态跟踪监测。
通过对这些元素的检测，可达到以下几个目的：(1)合理选择用油；(2)监测运动零部件的磨损情况；(3)确定设备最佳磨合期；(4)确定合理的换油周期。
1．选择设备用油
对油品成分及其浓度进行光谱分析，可以为油品选择提供科学依据。采油一厂11套压缩机组均采用CC40、CD40两种油品，光谱分析发现，CC40这种牌号的润滑油中，硅元素含量较高。Si是一种污染元素，其含量高说明新油太脏，质量差，用于设备润滑会加速摩擦副的磨损，堵塞润滑油路，造成设备故障。据此淘汰了CC40，代之以BP阿莫科公司生产的低速SAE40机油。此油Si元素含量较低，含有抗泡剂、抗磨剂、防锈剂等多种添加剂，能够较好地保证设备润滑。换用SAE40牌号的润滑油后11套压缩机组故障率随之降低。
2．监测运动零部件的磨损状况
润滑油中携带的大量磨损微粒既有正常磨损产生的，也包含着异常磨损产生的。通过对这些磨损微粒进行光谱分析，可判定磨损产生的部位及磨损程度。
例如，某发动机光谱分析发现，从第10#油样开始，Cu元素浓度值逐渐升高，到12#时已达警告值，13#则达到了严重磨损程度，A1、Si、Fe元素浓度值也有不同程度的增加，说明发动机内部已严重磨损，可疑部位应为连杆上端（小头）的黄铜衬套、曲柄销轴承瓦、活塞环与缸套。检修时发现黄铜衬套严重磨损，活塞环与缸套也有不同程度磨损。大修换油后，磨损元素浓度值恢复正常。
3．确定磨合期
2#压缩机大修后，运动副须有一段磨合期，用光谱仪监测发现，80分钟后，Cu、Fe元素的含量即趋于稳定，见图1。
AB段磨损元素含量明显上升，B点为峰值，BC段趋于平缓稳定，为正常磨损阶段，AB段则为磨合期。可以看出，通过光谱监测，可确定设备的合理磨合期。
4．确定换油周期
以前，压缩机组换油周期主要根据设备运转时间和润滑油的颜色确定，常造成不必要的浪费。采用光谱监测和润滑油理化分析后，即可合理确定换油周期。理化分析可判断润滑油品质是否合格，光谱监测可发现油品中是否含有异常磨损颗粒，重要添加剂元素是否衰减，以确定设备是否需要换油，既可保证设备得到合理的润滑，又不会造成不必要的浪费。
采用光谱仪对压缩机组实施定期监测后，采油一厂11套压缩机组的大修周期由原来的1.2万小时延长至1.9万小时，成本节约40%，仅此一项即创造直接经济效益272.63万元。此外，还降低了维修费用，节约了生产成本。经过两年多的检测，积累了一定的经验，制定了柴油发动机、天然气压缩机的元素浓度标准值，把检测结果分为五个级别，即正常值、界限值、异常值、警告值和严重磨损值。压缩机组由事后维修转向了预测维修。
参考文献：
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