无损检测技术在故障诊断中的应用油样铁谱技术红外技术8.1铁谱技术一、铁谱技术及其特点在各种机械设备中，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。8.1铁谱技术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8.1铁谱技术二、铁谱的定性分析铁谱定性分析是使用铁谱显微镜对铁谱片上沉淀的颗粒进行形状、尺寸大小、形貌和成分的分析，建立磨损状态类型与磨损颗粒形态的相互关系，判别摩擦副的磨损程度以确定失效情况和磨损部位。根据不同的金属零件，磨损颗粒按其产生的方式可分以下几类。1．钢铁磨损颗粒钢或合金组成的摩擦副在运动中产生的颗粒，按其磨损情况、颗粒尺寸和形貌分为三大类，即摩擦磨损颗粒、切削磨损颗粒、滚动疲劳磨损颗粒。根据磨粒形成的机理，将它的形貌特征列于后面表中。8.1铁谱技术2．轴承合金磨屑由于轴承合金没有磁性，因此，在铁谱片上不按磁场方向排列，以不规则方式沉淀，大多数偏离铁磁性颗粒链，或处在相邻两链之间，它们的尺寸沿谱片的分布与铁磁性颗粒从大到小有序排列有着明显的区别。(1)铜合金铜合金有特殊的红黄色，因而易于识别它们。一些金属颗粒的回火色容易与铜合金颗粒相混淆，然而铁颗粒具有磁性，可与铜区分开来(铁颗粒在磁力链上)。(2)铅、锡合金在铁谱片上经常可以看到许多游离的铅、锡合金磨屑，由于这类合金具有良好的塑性，故它们的形成机理是擦伤后的辗片而不是剥落。在铁谱上看到铅、锡合金磨屑往往已被氧化。8.1铁谱技术8.1铁谱技术8.1铁谱技术8.1铁谱技术8.1铁谱技术8.1铁谱技术3．铁的氧化物铁的氧化物可大致分为红色和黑色两种。铁谱片上出现红色氧化物，表明润滑系统中有水分存在，红色氧化物是铁和氧在常温下反应的最终生成物。如果铁谱片上出现黑色氧化物，说明系统润滑不良，在磨屑生成过程中曾出现过高热阶段。4．润滑剂的变质产物和摩擦聚合物(1)腐蚀磨屑(2)摩擦聚合物由于润滑剂在临界接触区受到超高的应力作用而产生的。(3)二硫化钼二硫化钼是一种有效的固体润滑剂5．污染颗粒新油中也会存在少量的颗粒，而对使用过程中混入的污染、尘埃、煤尘、石棉屑、过滤器材料等，应根据实际情况具体加以识别。三、铁谱的定量分析铁谱技术的定量分析是用一个或几个参数值来描述设备磨损特征和磨损状态的方法。1．定量铁谱的理论依据磨损颗粒的最大尺寸与磨损方式有关，如果测量出或计算出铁谱片上大颗粒的尺寸以及它们在颗粒总数中所占的比例，就可以推断抽取油样时机器所处的磨损方式和