鐵譜分析是利用高梯度的磁場將磨損顆粒從流體試樣中分離出來製成鐵譜片,並用鐵譜(pǔ)顯微鏡對(duì)其進行觀(guān)察分析的技術。鐵譜(pǔ)分析常見的對象是潤滑油,製作鐵譜片的步驟主要是采樣、加溫、油樣的稀釋、製譜、殘液(yè)衝(chōng)洗等。這(zhè)一過程已有相當完善的操作規範,並且易於掌握和實施。通過該(gāi)技術分(fèn)析潤滑油樣就能監測設備的磨(mó)損狀態,因此它在工程中獲得了廣泛的應用。
潤滑油的鐵譜分析應用的很廣泛,操作上(shàng)也很(hěn)簡單,但是對於潤(rùn)滑脂來說,操作(zuò)上就不如(rú)潤滑油(yóu)那麽簡單(dān),對於某些設備(如(rú)大型低速重載設備)來說,使用單一的方法可能完(wán)不成準確(què)的分析檢測。
潤滑脂的鐵譜片製作方法一般是用甲苯和正己烷的混合溶劑溶解並稀釋潤滑脂,然後在分析式鐵譜儀(yí)上製譜片,在實際中,有(yǒu)不少潤滑脂(zhī)根(gēn)本無法利用甲苯和正己烷的混合溶劑來溶解,換用其它的溶(róng)劑也無法將其中的絮狀固體全部溶解,這樣製出來的鐵譜片的金屬磨粒基本上都(dōu)被絮狀物覆蓋,無法對其進行觀察。此外,對潤滑脂中(zhōng)含(hán)有大量(liàng)非金屬雜質顆粒的情況(如煉鐵廠原料堆場取料機的(de)回轉軸承),也無法(fǎ)利用溶劑溶解潤滑脂的方法進行鐵譜分析。這時(shí)就需要采樣其他的(de)方法(如(rú)磨粒分離方(fāng)法)來對潤滑脂進行分析。
在(zài)製作鐵譜片的過程中,如(rú)果使用分析式鐵譜儀,在譜片入口區容易發生金屬磨粒堆積現象,故很難對單個(gè)的磨粒形態(tài)進行觀察,因此就需要不斷增大稀釋比來重新製備譜片,工作量就會不停的增(zēng)加,同時如果(guǒ)稀釋比過大,則(zé)異常磨損顆粒的數(shù)量就會少,很難真實反映軸承的磨損狀態。此外,如果在對含有較多非金屬雜質顆粒的潤滑脂製備鐵譜片時,往往會因為雜質顆粒在譜片上的沉積而無(wú)法觀察磨損顆粒。如果使用旋轉式鐵譜,則能將大尺寸的鐵(tiě)磁性磨粒與大多數小尺寸的鐵磁性磨粒和非鐵磁性顆(kē)粒分離後,再觀察譜片尺寸較大的金屬磨粒,同時旋轉式鐵譜儀操作(zuò)簡單,速度快,一(yī)般10min左右即可製(zhì)備一張譜片,節約了大量的時(shí)間,且(qiě)譜片上基本上無(wú)磨粒堆積現象。
大型低速、重載滾動軸承的潤滑脂,其中絕大多數磨粒為小尺寸的正常磨損顆粒,而通過分析式鐵譜儀(yí)能(néng)觀察到的(de)異(yì)常磨損顆粒數量相當少,當(dāng)磨粒濃度(dù)增大時則由於磨粒堆積現象而無法對單個磨粒(lì)(特別是(shì)異(yì)常磨損顆粒)的形態進行觀察。針(zhēn)對這(zhè)一問題,旋轉式(shì)鐵譜儀可(kě)以更(gèng)好的觀察異常磨損顆(kē)粒。所(suǒ)以為了更好的分(fèn)析磨粒,將兩種分析方法結合起來(lái),先利用分析式(shì)鐵譜儀了解潤滑脂中的各種類型(xíng)的金屬磨粒的分析情況,在(zài)利用旋轉式鐵譜儀對異常磨粒進行觀(guān)察,從而對設備的潤滑脂的情況進行各方麵評估。下麵(miàn)我們來看一下如(rú)果通過兩種方法對進行潤滑(huá)脂分析。
一 潤滑脂的磨粒分離
磨粒分離的原(yuán)理:利(lì)用磁鐵對(duì)鐵磁性材料的吸附作用,在溶(róng)劑存在的條件下,使潤滑脂中的鋼質磨粒與(yǔ)其它非鐵磁性的顆(kē)粒(包括有機物顆粒)分離開。
1、取樣:由於滾動軸承內的潤滑脂為非牛頓流體,粘度(dù)大,流動性差,潤滑脂在軸承(chéng)內(nèi)不是循環流動,而且軸承各零件的磨損情況不(bú)同,所形成(chéng)的磨粒基本(běn)上停留在(zài)所發生的位置。因此磨粒在(zài)潤滑脂中處於不均勻分布狀態(tài),采集有代表性的樣品有很大困難。所以對於尺寸較大的軸承,應盡可能從多個(gè)樣點(diǎn)取樣,而且(qiě)應將暴露在外麵(miàn)的潤滑脂擦拭幹淨,再通過添加新脂的方法把其中的舊(jiù)潤滑脂擠壓出來,采集適量的潤滑脂。在無法添加新脂(zhī)的情況下,也應該在盡可能靠(kào)近零件工作麵的部(bù)位采集(jí)潤滑脂。
2、磨粒的分離:首先用玻璃棒將潤滑脂混合均勻,稱取1g左右的(de)脂放人錐形瓶中,再往其中倒入40ml甲(jiǎ)苯,並加入玻璃珠,在旋渦(wō)振(zhèn)蕩器上振蕩(dàng)使(shǐ)之分散均勻,然後將錐形瓶放到磁鐵上,靜置一段時間後,在不使磁鐵脫離瓶底的(de)情況下傾泌出上層溶液,再依次加入甲(jiǎ)苯、環己烷等溶劑重複(fù)以上操作,直至瓶中(zhōng)隻剩下金屬顆粒,再往瓶中加入40rnl液體石蠟,振(zhèn)蕩,使金屬顆粒分散在液體石蠟中,這樣就(jiù)可以參照潤滑油的方法進行鐵譜(pǔ)分析(xī)了。
二 潤(rùn)滑脂的鐵譜分析
分(fèn)析式(shì)鐵譜儀製作譜片的方法:
1、將所得到的液體石(shí)蠟溶液充分攪拌、搖勻,再取3ml溶液移至試管中,然後加(jiā)入1ml四(sì)氯乙烷,搖勻;
2、在分析式鐵譜儀上製作譜片,流量控製在14-16ml/h;
3、溶液(yè)全部抽送完(wán)畢後,立即在抽取6ml的四氯乙烷(wán)衝洗譜片;
4、待溶(róng)劑揮發後,可供分析的鐵譜片製作完(wán)成;
5、當出現磨粒堆積現象時,要進行溶(róng)度稀釋。
旋轉式鐵譜儀譜片製作(zuò)方法:
1、先將旋轉式鐵譜儀的旋轉速度設置為(wéi)80、100、120、200r/min四檔;
2、在80r/min轉速下,緩慢滴加前麵所配置的液體石蠟共5ml;
3、在分別在80、100、120、200r/min的轉速下滴加四氯乙烷,直至(zhì)譜片上無液體石蠟殘留;
4、在200r/min的轉速下旋轉幾分鍾,使溶劑揮發(fā);
在製作過程(chéng)中,根據(jù)液體石蠟溶液中磨粒濃度(dù)大小,適量增(zēng)減製(zhì)譜溶液的量,直到鐵譜片上出現肉眼可以觀察到的金屬顆粒為主。
譜(pǔ)片製作好之後,在進行相關分析,分(fèn)析磨粒的大小、濃(nóng)度、形狀、尺寸、數量等,判定設備(bèi)的磨損是否在(zài)正常範圍內或是具體哪個部(bù)位出現了問題,從而完成對設備的狀態監測。