三个油分析技术应用于使用引擎运行在一个测试样本细胞。三种技术自动穿颗粒形状分类,铁粉记录术和光谱学。技术的分析结果进行比较,以确定它们的有效性在独立工作,或组合,快速确定引擎基于石油分析条件。
本文从三种技术细节和评论分析结果在540小时的引擎操作。共有31个样本从开始到结束。所有样本分析原子发射光谱仪和21个元素的分析结果记录下来。相同的样本分析LaserNet Fines-C颗粒形状分类器以获得粒度分布和颗粒形状分类信息。Ferrograms准备形态分析与光学显微镜的关键石油样品在磨合期间,年底稳定磨损和发动机测试。
总结数据显示良好的三种技术之间的相关性。每个本身能够识别磨损趋势。然而,从实用的角度来看,数据表明,光谱结合自动穿颗粒形状分类提供了一个快速方法来确定详细的发动机状态,并且可以作为筛选工具一起使用前需要进行铁谱分析。
介绍
本研究的目的是调查相关的三个分析技术确定使用石油样品磨损趋势的能力。发动机制造商提供总共31石油样本测试细胞用于这一目的。这三个工具用于分析石油样品LaserNet Fines-C (LNF-C)粒子形状分类器和粒子计数器,Spectroil M / C石油分析光谱仪和铁谱分析技术实验室上T2FM。第二个测试程序的目的是为了评估LNF-C并比较它们的形状识别特性更传统的形态学分析铁谱分析技术使用上的技术T2FM Ferrogram制造商和光学显微镜。
的LaserNet Fines-C桌上型自动化石油碎片分析仪器,图1。它使用激光成像技术和先进的图像处理软件来识别类型,生产,机械故障和严重程度通过测量粒度分布,发展的速度,磨屑的形状特征在润滑油或液压液。LNF-C并不需要任何特殊的样品制备分析之前,也不是消耗品,如电极或气体。
图1。LaserNet Fines-C
总石油样品分析时间在这个报告是大约2.5分钟样本。铁谱分析技术实验室,上的图2中,由T2FM Ferrogram制造商和bichromatic显微镜。ferrogram制造商用于单独的部分磁场和磁性粒子的使用石油样品基质上,这样一个专家可能认为他们通过bichromatic显微镜让他解释。欧洲杯猜球平台总样品制备和分析时间变化从15分钟到30分钟/样品。
图2。T2铁谱分析技术实验室上调频
Spectroil M / C石油分析光谱仪桌上型原子发射光谱仪的基础上旋转圆盘电极(RDE)技术,如图3所示。它提供了同时分析磨损金属、污染物和添加剂在润滑油和液压液。这些测试中使用的仪器能提供分析结果21元素没有任何特殊的样品制备。石油样品分析时间在这个报告是每个样品大约1分钟。
图3。石油分析光谱仪Spectroil M / C
过程
一个完整的病历的31引擎样本进行了分析使用LNF-C和Spectroil M / C。从LNF-C结果,特定的样本集是选择一个更深入的形态分析使用T2FM Ferrogram制造商和光学显微镜。样本储存几个星期以来,他们首先彻底动摇了使用一个自动瓶为了得到任何回固体悬浮颗粒物。欧洲杯猜球平台手工样品也动摇了另一个三十秒之前他们的分析的仪器。样品也被放置在一个外部超声波浴45秒前去除气泡与LNF-C他们的分析。
结果
大量的数据收集三个仪器。有些是多余的,有些是没有意义的;然而,大多数的分析结果提供了一个很好的洞察引擎在测试的机械健康细胞通过分析样品在31日大约540小时的操作。图4是一个屏幕截图来自LNF-C的趋势特征。它显示了粒子的总数的趋势的31个样品进行了分析。欧洲杯猜球平台曲线显示了一个“浴缸”形状,是典型的磨损周期一生的一个特定的机器。磨合之后,正常稳定磨损阶段穿最后穿失败。
图4。穿周期的不同阶段所描述的LNF-C Ferrograms
Ferrograms准备从各种石油样品在不同磨损阶段的测试通过E,如图4所示。的黑色碎屑沉积的各种ferrograms相关很好LNF-C给出的定量结果。两者之间的对比如图4所示的照片实际ferrograms相比对,他们被沿着LNF-C确定的趋势。
的21个元素进行了分析与Spectroil M / C石油分析光谱仪,只有五个元素表现出磨损和趋势;其余元素添加剂或出现在无关紧要的浓度。分析结果为铁、铝、铜和硅图5所示。重叠字母来描述的测试细胞小时ferrograms也准备好了。
图5。光谱分析趋势
我们不知道的类型进行了测试,在测试细胞,但石油完全改变了至少15次540小时的操作。这是绝不能被允许留在引擎超过33小时,也改变了每10小时450到500小时的操作。图5中的石油变化是明显的从山谷(低浓度点)在每个元素的趋势。
测试的五个阶段(编号通过E)的ferrograms准备和分析将用于展示的三个分析技术之间的相互关系。
样本- 8.8发动机小时——磨合磨损
LNF-C穿总结结果在磨合如图6所示。总粒子数大于4 im检测并统计是57278欧洲杯猜球平台 /毫升。粒子数大于20 im所示的切割欧洲杯猜球平台、严重滑动、疲劳和非金属穿类别。LNF-C图像映射这些粒子的粒子轮廓图6 b所示。欧洲杯猜球平台大多数大型粒子通过LNF-C识别和量化在穿总结欧洲杯猜球平台严重滑动和疲劳粒子。铁谱分析技术,通过上这一事实证实了数码照片如图6所示。第一个粒子如图6 c是一个很好的例子严重的滑动磨损和清楚地显示了滑动特征标志(平行线)在表面。光谱石油分析示例,如图5所示,显示了一个更高层次的戴着金属铝、铜和硅。人们不会认为极高浓度的磨损颗粒在磨合期间,因为这些粒子往往大于10 im RDE光谱学的粒度检测能力。欧洲杯猜球平台这一事实是在粒子图像映射和ferrograms证实。
图6 a。LNF-C穿摘要屏幕,8.8小时
图6 b。LNF-C粒子图像映射
图6 c。ferrograms显示磨合期间严重滑动磨损的照片
示例B- 254发动机小时正常运行(轻微磨损)
LNF-C穿总结结果后254小时的操作如图7所示。总粒子数大于4 im检测并统计是1070 欧洲杯猜球平台/毫升。的粒子数大于20所示切割,严重欧洲杯猜球平台滑动、疲劳和非金属穿类别。的粒子轮廓LNF-C图像映射这些粒子Figure7b所示。欧洲杯猜球平台这些结果与正常磨损模式和一个期望减少磨损粒子磨合期后和几个换油。欧洲杯猜球平台图7所示的欧洲杯猜球平台粒子c是优秀的例子摩擦磨损产生的正常滑动磨损由于剪切混合层的剥落。摩擦磨损粒子血小板通常包括大欧洲杯猜球平台小我从5下降到0.5或更少。他们有一个光滑的表面,通常小于1嗯厚。偶尔和随机大穿粒子被LNF-C和铁粉记录术被认为是正常磨损过程的一部分。样品的光谱石油分析B,如图5所示,确认穿金属的低浓度。
图7。LNF-C穿摘要屏幕254小时
图7 b。LNF-C粒子图像映射
图7 c。照片显示良好的摩擦磨损在正常运行
示例C- 366.7发动机小时正常运行(轻微磨损)
LNF-C穿总结结果后366.7小时的操作如图8所示。总粒子数大于4 im检测并计算仍很低,74欧洲杯猜球平台5 /毫升。的粒子数大于20所示是微不足道欧洲杯猜球平台的切割,严重滑动、疲劳和非金属穿类别。的粒子轮廓LNFC图像映射这些粒子Figure8b所示。欧洲杯猜球平台与样品B,这些结果与正常磨损模式和一个期望减少磨损粒子磨合期后和几个换油。欧洲杯猜球平台ferrograms,数字8 c,也证实大多数正常摩擦磨损颗粒与偶尔的更大的粒子。欧洲杯猜球平台
样品的光谱石油分析C,如图5所示,确认穿金属的低浓度。
图8。LNF-C穿汇总结果
图8 b。LNF-C粒子图像映射
图8 c。照片显示良好的摩擦磨损和偶尔的更大的粒子
样本维- 411.3发动机小时开始磨损
LNF-C穿总结结果后411.3小时的操作如图9所示。总粒子数大于4 im检测并计算增长了10倍欧洲杯猜球平台以上,是11367 /毫升。的粒子数大于20我也急剧增加所欧洲杯猜球平台示的严重下滑,疲劳和非金属穿类别。LNF-C图像映射这些粒子的粒子轮廓如图9所示。欧洲杯猜球平台LNFC结果确认增加磨损过程,也证实ferrograms准备从这个样品。样品相比,B和C,有相当好的摩擦磨损增加,图9 C,更频繁出现的大型滑动和疲劳磨损粒子。欧洲杯猜球平台
样品的光谱石油分析D,如图5所示,确认增加磨损模式通过增加磨损金属浓度的铁、铝、铜和硅。
图9。LNF-C穿汇总结果
图9 b。LNF-C粒子图像映射
图9 c。照片显示增加摩擦磨损、大严重滑动铝粒子和大型铝疲劳剥落
样本E- 534发动机小时磨损
LNF-C穿总结结果后534小时的操作如图10所示。总粒子数大于4 im检测并统计已增长逾一倍欧洲杯猜球平台,达到24493 /毫升。的粒子数大于20我也急剧增加所欧洲杯猜球平台示的严重下滑,疲劳和非金属穿类别。疲劳的增加和大量粒子是特别关注的。欧洲杯猜球平台粒子轮廓的LNF-C图像地图是电子过滤只显示疲劳粒子,图10 b。欧洲杯猜球平台
请注意,LNF-C罚款分析粒子的轮廓形状,也就是说,他们的“轮廓”。欧洲杯猜球平台结果通过计算轮廓生成到一个复杂的神经网络模式识别算法,训练使用实际磨损粒子轮廓。切削磨损、疲劳磨损和滑动磨损颗粒是由斯旺西大学的试验装置和收集到的粒子被用来训练LNF磨损欧洲杯猜球平台粒子识别软件。由于光学系统在LNF-C使用透射光(照明),这是不可能的LNF区分粒子的颜色,纹理和表面属性。这些都是重要的属性时要考虑穿粒子类型分析。因此,获得的结果为每个穿类别只有那些类型的典型的粒子当视为一个剪影。这类似于在光学显微镜下观察粒子仅使用透射光。欧洲杯猜球平台
还应该提到的其他类型的粒子如二硫化钼、碳片和黑metallo-oxides,他们应该出现在一个示例欧洲杯猜球平台中,将分类的一个穿类别的严重,疲劳或根据其形状。块的任何粒子光就会被归类在一个金属粒子的三个类别,即。、滑动、疲劳或切割。
因为这是往复式发动机,它预计,会有许多表面滚动接触疲劳粒子能够产生如此如发现球轴承或齿轮的牙齿。欧洲杯猜球平台相反,绝大多数粒子分为“疲劳”LaserNet罚款只是不够长,欧洲杯猜球平台分为滑动磨损粒子。铁谱分析技术表明,m上检查粒子表面的任何粒子表面条纹,在图6和8 c,即使粒子并不比他们长得多宽。欧洲杯猜球平台必须使用谨慎当LNF-C把粒子在疲劳范畴,因为LNF-C只依赖轮廓图像。欧洲杯猜球平台
图10。LNF-C穿汇总结果
图10 b。LNF-C粒子图像映射
图10 c。照片显示大疲劳粒子欧洲杯猜球平台
磨损过程无疑增油和光谱分析样品E,如图5所示,也证实了增加磨损模式通过增加磨损金属浓度的铁、铝、铜和硅。尽管光谱技术是无法挥发,从而分析大型铁谱分析技术,上穿粒子被LNF-C和足够的较小的磨损颗粒也生成提供定性和定量的分析,实际金属造成磨损过程。欧洲杯猜球平台
讨论
LNF-C结果被发现是非常一致的定量和定性两方面的更传统的技术,即铁粉记录术和光谱分析。LNF-C的形状识别功能显示大幅增加在疲劳和磨合期间严重滑动碎片和引擎操作的最后几个小时。尽管它是不可能确定的性质和来源的碎片这个方法,它肯定会保证一个详细的铁谱分析由一个专家分析师。
5个样品的铁谱分析清楚地显示整个粒子计数和更详细的粒子类型与LNF-C结果。铝颗粒很容易被铁粉记录术,因欧洲杯猜球平台为他们是有色。与亚铁颗粒、有色材料将随机沉积下欧洲杯猜球平台来的长度最长ferrogram和不一定边缘欧洲杯足球竞彩主要ferrogram的宽度。粒子相比也欧洲杯猜球平台显得非常明亮和其他碎片可以看到的粒子图像提出了报告。
光谱分析的样品更增加了难度。因为石油的异常高频率变化;然而,金属磨损趋势,配合LNF-C铁谱分析技术在整个上数据和测试仍然明显。良好的相关性得到确认增加穿在磨合期间,减少穿在正常操作期间又增加了穿对发动机磨损。原子发射光谱精确量化的限制穿金属浓度高于10 im的大小也显示不损害在预测磨损模式。
结论
是不可行的ferrograms和分析每个样品因为铁粉记录术既耗时又昂贵。这个报告已经演示了如何自动颗粒形状分类和原子发射光谱法可用于相互结合,应用铁谱分析技术分析上作为选择性筛选工具。LNF-C可以补铁粉记录术被剥夺了,主观性和自动化,更详细的分析是必要的。原子发射光谱法可以提供必要的元素分析趋势和信息来帮助确定磨损过程的原因,所以可以采取纠正措施,以避免意想不到的失败。
这些信息已经采购,审核并改编自公司斯派克所提供的材料科学。欧洲杯足球竞彩
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