鐵譜技術的綜合應用-大型滾動軸承的潤滑脂分析

  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制成鐵譜片，并用鐵譜顯微鏡對其進行觀察分析的技術。鐵譜分析常見的對象是潤滑油，制作鐵譜片的步驟主要是采樣、加溫、油樣的稀釋、制譜、殘液沖洗等。這一過程已有相當完善的操作規范，并且易于掌握和實施。通過該技術分析潤滑油樣就能監測設備的磨損狀態，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，操作上也很簡單，但是對于潤滑脂來說，操作上就不如潤滑油那么簡單，對于某些設備（如大型低速重載設備）來說，使用單一的方法可能完不成準確的分析檢測。

  潤滑脂的鐵譜片制作方法一般是用甲苯和正己烷的混合溶劑溶解并稀釋潤滑脂，然后在分析式鐵譜儀上制譜片，在實際中，有不少潤滑脂根本無法利用甲苯和正己烷的混合溶劑來溶解，換用其它的溶劑也無法將其中的絮狀固體全部溶解，這樣制出來的鐵譜片的金屬磨?；旧隙急恍鯛钗锔采w，無法對其進行觀察。此外，對潤滑脂中含有大量非金屬雜質顆粒的情況(如煉鐵廠原料堆場取料機的回轉軸承)，也無法利用溶劑溶解潤滑脂的方法進行鐵譜分析。這時就需要采樣其他的方法（如磨粒分離方法）來對潤滑脂進行分析。

  在制作鐵譜片的過程中，如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，故很難對單個的磨粒形態進行觀察，因此就需要不斷增大稀釋比來重新制備譜片，工作量就會不停的增加，同時如果稀釋比過大，則異常磨損顆粒的數量就會少，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制備鐵譜片時，往往會因為雜質顆粒在譜片上的沉積而無法觀察磨損顆粒。如果使用旋轉式鐵譜，則能將大尺寸的鐵磁性磨粒與大多數小尺寸的鐵磁性磨粒和非鐵磁性顆粒分離后，再觀察譜片尺寸較大的金屬磨粒，同時旋轉式鐵譜儀操作簡單，速度快，一般10min左右即可制備一張譜片，節約了大量的時間，且譜片上基本上無磨粒堆積現象。

  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能觀察到的異常磨損顆粒數量相當少，當磨粒濃度增大時則由于磨粒堆積現象而無法對單個磨粒（特別是異常磨損顆粒）的形態進行觀察。針對這一問題，旋轉式鐵譜儀可以更好的觀察異常磨損顆粒。所以為了更好的分析磨粒，將兩種分析方法結合起來，先利用分析式鐵譜儀了解潤滑脂中的各種類型的金屬磨粒的分析情況，在利用旋轉式鐵譜儀對異常磨粒進行觀察，從而對設備的潤滑脂的情況進行各方面評估。下面我們來看一下如果通過兩種方法對進行潤滑脂分析。

一、潤滑脂中磨粒的分離

  磨粒分離的原理：利用磁鐵對鐵磁性材料的吸附作用，在溶劑存在的條件下，使潤滑脂中的鋼質磨粒與其它非鐵磁性的顆粒（包括有機物顆粒）分離開。

  1、取樣：由于滾動軸承內的潤滑脂為非牛頓流體，粘度大，流動性差，潤滑脂在軸承內不是循環流動，而且軸承各零件的磨損情況不同，所形成的磨?；旧贤Ａ粼谒l生的位置。因此磨粒在潤滑脂中處于不均勻分布狀態，采集有代表性的樣品有很大困難。所以對于尺寸較大的軸承，應盡可能從多個樣點取樣，而且應將暴露在外面的潤滑脂擦拭干凈，再通過添加新脂的方法把其中的舊潤滑脂擠壓出來，采集適量的潤滑脂。在無法添加新脂的情況下，也應該在盡可能靠近零件工作面的部位采集潤滑脂。

  2、磨粒的分離：首先用玻璃棒將潤滑脂混合均勻，稱取1g左右的脂放人錐形瓶中，再往其中倒入40ml甲苯，并加入玻璃珠，在旋渦振蕩器上振蕩使之分散均勻，然后將錐形瓶放到磁鐵上，靜置一段時間后，在不使磁鐵脫離瓶底的情況下傾泌出上層溶液，再依次加入甲苯、環己烷等溶劑重復以上操作，直至瓶中只剩下金屬顆粒，再往瓶中加入40rnl液體石蠟，振蕩，使金屬顆粒分散在液體石蠟中，這樣就可以參照潤滑油的方法進行鐵譜分析了。

二、潤滑脂的鐵譜分析

  分析式鐵譜儀制作譜片的方法：

  1、將所得到的液體石蠟溶液充分攪拌、搖勻，再取3ml溶液移至試管中，然后加入1ml四氯乙烷，搖勻；
  2、在分析式鐵譜儀上制作譜片，流量控制在14-16ml/h；
  3、溶液全部抽送完畢后，立即在抽取6ml的四氯乙烷沖洗譜片；
  4、待溶劑揮發后，可供分析的鐵譜片制作完成；
  5、當出現磨粒堆積現象時，要進行溶度稀釋。

  旋轉式鐵譜儀譜片制作方法：

  1、先將旋轉式鐵譜儀的旋轉速度設置為80、100、120、200r/min四檔；
  2、在80r/min轉速下，緩慢滴加前面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，直至譜片上無液體石蠟殘留；
  4、在200r/min的轉速下旋轉幾分鐘，使溶劑揮發。

  在制作過程中，根據液體石蠟溶液中磨粒濃度大小，適量增減制譜溶液的量，直到鐵譜片上出現肉眼可以觀察到的金屬顆粒為主。
  譜片制作好之后，在進行相關分析，分析磨粒的大小、濃度、形狀、尺寸、數量等，判定設備的磨損是否在正常范圍內或是具體哪個部位出現了問題，從而完成對設備的狀態分析。