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铁谱技术在油液监测中的应用 化学工程与技术专业 闫忠意 在各种机械设备中，由于金属表面间的相对运动使摩擦副表面不断产生大量的磨削碎片和微粒，即磨损颗粒。对于有润滑油的摩擦副，磨损颗粒会进入润滑油中，其数量、尺寸、外貌、成分等却反映了不同的磨损方式和磨损过程，这些为分析诊断机械设备的运行状态提供了依据。 铁谱技术是20世纪70年代出现的一种磨损颗粒分析新技术。它利用高梯度磁场的作用将机器摩擦副中产生的磨损颗粒从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在一显微基片上而制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察；或者按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，通过光学方法进行定量检测，以获得摩擦副磨损过程的各类信息，从而分析机器的磨损机理和判断磨损的状态。 一、铁谱技术及其特点 1、铁谱技术的主要工作流程包括以下几方面： 1 油液的取样及处理； 2 分离磨粒，制备铁谱片； 3 磨粒的检测、识别与分析； 4 提出分析结论及报告。 目前，实现铁谱技术的基本设备和工具主要有各种类型的铁谱仪、铁谱显微镜、扫描电子显微镜、计算机及磨粒图谱集等。 铁谱技术对磨粒的识别与分析主要分为定性分析和定量分析两种方式。定性铁谱分析主要是从对磨粒形态特征、颜色、尺寸大小和差异程度以及材质成分组成的分析，来判断机器零部件的磨损类型、部位、严重程度及磨损机理。定量铁谱分析是借助确定不同尺寸磨粒的相对含量，定量地给出机件的磨损速度估计。 2、铁谱技术分析机器磨损状态的工作内容 目前，应用铁谱技术来分析机器的磨损状态，主要是从以下四方面来进行的： 1 根据主要磨粒的形成、颜色和尺寸等特征来判定机器（及有关零部件）所处的磨损阶段以及相应阶段发生的磨损类别（如疲劳、剥落、腐蚀等）及其磨损的程度； 2 根据磨损量（即磨损曲线）对机器的磨损进度进行量的判断； 3 根据磨损严重性，确定机器磨损的剧烈程度； 4 根据磨粒的材质成分来判断机器磨损的具体部位及磨损零件。 由此可见，铁谱技术是一项技术性较高、涉及面较广的磨损分析与状态监测技术。 3、铁谱技术的特点 1 具有较宽的磨粒尺寸检测范围和较高的检测效率 2 能同时进行磨粒的定性检测和定量分析 3 能够准确监测机器中一些不正常磨损的轻微症兆，具有磨损故障早期诊断的效果。 铁谱分析技术也有其不可避免的缺点： 1 对润滑油中非铁系颗粒的检测能力较低，故在对如柴油机这种含有多种材质摩擦副的设备进行故障断时，往往感到有所欠缺； 2 作为一门新兴技术，铁谱分析的规范化不够，分析结果对操作人员的经验有较大的依赖性，若缺乏经验，往往会造成误诊或漏诊。 4、常用铁谱仪 二、铁谱分析程序 第1步??油液取样取样技术是油液分析技术成败的关键一步。取样注意事项： 取样位置 取样时间 取样周期 取样记录 第2步: 油液预处理1.样品加热：将盛有润滑油样品的瓶子放入干燥箱中，使样品在65±5℃的温度下，保持30分钟，目的是使样品的粘度降低，便于对样品振荡。2.振荡：手动振荡和器械振荡，目的是使因沉淀而聚集的磨粒得以分散，并使各种尺寸的磨粒都能悬浮在样品中。3.稀释：包括浓度稀释和粘度稀释浓度稀释－当油样中磨粒浓度高时，为避免磨粒在铁谱片上（或沉积官内）发生堆积现象影响观察与分析所采取的措施；粘度稀释－是在油样中加入一定量的四氯乙烯，目的是降低样品的粘度，以改善油样的流动性。 第3步 制谱 第四步??观察分析1）谱片的定量分析 通过加装在显微镜上的光密度计对谱片不同沉积区域（一般指大颗粒沉积区域和小颗粒区域）的透光度进行测量，检测出磨损烈度，在铁谱分析技术中，认为这个数值能反映大小磨损的数量差，称之为定量铁谱。 分析式铁谱仪可以测量出大磨粒区和小磨粒区的覆盖面积百分比Al、As。 直读式铁谱仪可以直接读出大磨粒读数Dl和小磨粒读数Ds。Dl －大磨粒读数值用“Dl”表示，主要代表大磨粒（大于5μm）和部分小磨粒的相对浓度；Ds－小磨粒读数值用“Ds”表示，主要代表小磨粒（1－2μm）的相对浓度。  2）谱片的定性分析 利用双光显微镜（或称铁谱显微镜）对谱片上的磨屑进行大小、形状、色泽、表面纹理等的观察、磨损类型的识别，称之定性铁谱，还可以测量磨粒尺寸，鉴别其成分和测定表征磨粒数量的光密度值以及对磨粒进行显微摄影。该法的本质是根据个别异常磨屑的特征判断设备的磨损部件曾发生过的摩擦磨损过程。 三、变速箱润滑油铁谱分析举例 磨合前期 图2和3为磨合前期油样的铁谱分析磨粒形态图。磨粒形态分析表明，谱片上出现了各种粒度较大的金属磨粒和其它微粒，甚至看到大量非金属的污染颗粒，磨粒形态各异，磨粒大小差异较大，磨粒种类多，磨粒视场不清楚。 磨合时磨削成分主要为磁性颗粒的钢铁材料，亦有少量非磁性颗粒的Al、Cu和