用什么方法來分析和在線監(jiān)測油液品質(zhì)?
對于工礦企業(yè)設備的油液監(jiān)測和潤滑管理,目前主要采用基于在線油液傳感技術的油液,離線理化性能分析在線監(jiān)測方法和基于便攜式儀器的現(xiàn)場油液檢測方法。
離線油液分析的主要測試目的如下:一是測試評估所用新油是否符合設備用推薦油質(zhì)量標準或國家產(chǎn)品標準,不僅包括新設備投入使用前所用油的選擇,還包括設備使用過程中所用新油的質(zhì)量控制;二是在設備使用過程中,定期對潤滑油產(chǎn)品進行取樣、測試和評價,判斷油品是否可以繼續(xù)使用,根據(jù)情況指導設備換油,根據(jù)油液,理化性能指標磨粒濃度、形狀和分布的變化判斷設備隱患,從而根據(jù)情況指導設備的維護和檢修。
從實際應用的角度來看,基于油液:離線理化性質(zhì)分析的診斷方法應考慮以下因素
(1)理化性能試驗項目的確定。就新油的質(zhì)量檢驗而言,根據(jù)相應的國家標準,每種油品的理化性能檢驗項目很多。工礦企業(yè)設備油液監(jiān)測不可能也沒有必要對所有項目都進行檢測,必須考慮經(jīng)濟性和可操作性。應選擇有能力、有代表性和必要的主要理化性能檢測項目進行油液監(jiān)測。
(2)潤滑油檢測周期的確定。需要從設備廠家推薦的換油周期、設備的重要性和運行狀態(tài)、企業(yè)的經(jīng)濟承受能力等方面綜合考慮,制定合理的監(jiān)測周期。
(3)油液理化性質(zhì)診斷標準的確定新油的質(zhì)量評價可根據(jù)相應的國家產(chǎn)品質(zhì)量標準進行。但是,有些性能參數(shù)需要由企業(yè)自己決定。以耐磨性試驗為例,GB11118.1-2011產(chǎn)品質(zhì)量國家標準中的耐磨性是用FZG齒輪機試驗和葉片泵試驗評價滾珠磨損試驗機,用PB值評價抗磨液液壓油的耐磨性。因此,有必要建立企業(yè)經(jīng)驗評價標準。一方面可以參考換油的相關國家標準,另一方面主要看性能指標的變化趨勢和劣化程度,同時要考慮被監(jiān)測設備的具體情況和企業(yè)的設備管理水平,制定有效的檢測診斷標準。
油液監(jiān)測相關知識介紹
介紹兩種不同的油液粘度概念
壓力的概念
在講這個之前,我們先來看看“內(nèi)力”的概念。當流體因外部變化而變形時,其內(nèi)部任何橫截面在兩個方向上出現(xiàn)的力稱為內(nèi)力。一般的理解是,如果你打了人,他們是練家子,可以硬擋。這叫內(nèi)力。內(nèi)力是在特定的橫截面上研究的。如果別人把內(nèi)力集中在手掌上阻止你,你卻打了人的頭,那就是悲劇。
內(nèi)力可以分解為與截面相切的力,稱為切向力,也叫剪力;垂直于橫截面的力叫做法向力,也叫法向力。怎么會有兩個方向?因為力和我們截取的平面不一定平行,所以力可以分解成兩個垂直的方向。
應力的概念,即被調(diào)查斷面某一點單位面積的內(nèi)力,稱為應力,單位為N/。
此時,正應力和剪應力的概念已經(jīng)出現(xiàn)。我們很少使用正向應力,但剪應力是wh
速度的單位是m/s,高度的單位是m,所以剪切速率的單位是1/s,也寫成S-1。
說到這里,估計有人煩了。這和粘度有什么關系?
別擔心,粘度馬上就來了。這些前提條件要明確,以后還有很多與之相關的工作條件。
而且,我們之所以在這里花一些時間介紹以上兩個定義,是因為它們是粘度測試的基礎,尤其是旋轉(zhuǎn)粘度計的原理。
以上兩者之間的關系
剪切速率與剪切應力的關系如下:(F/A)=(dv/dx),這個比例系數(shù)定義為液體的剪切粘度。這里,F(xiàn):剪切力,a:面積,dv/dx:剪切速率。
這個公式是牛頓的同學發(fā)現(xiàn)的。后來才發(fā)現(xiàn),牛頓的理論有時候是錯誤的。所以,符合這個公式的流體叫做牛頓流體,不符合這個定律的流體叫做非牛頓流體。通俗地說,水是典型的牛頓流體,而攪拌的生雞蛋是非牛頓流體。對于我們的潤滑劑來說,沒有VIM的油基本上是牛頓流體,而有VIM的油都是非牛頓流體。
牛頓流體的定義:粘度不隨剪切速率變化,而剪切應力與剪切速率成線性關系的流體。
動態(tài)粘度
動態(tài)粘度又稱動態(tài)粘度、絕對粘度或簡單粘度,定義為應力與應變率之比,在數(shù)值上等于兩塊面積為1m2、距離為1m的平板以1m/s的速度相對運動時,因流體相互作用而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力,單位為ns/(牛頓秒/平方米),即Pas(pase)。
工程上常以系泊(P)和厘泊(CP)為單位,這些單位的換算關系如下:1pa.s=1000cp=1000mpa.s=10p。
請問大家對這個熟悉嗎?這里的動態(tài)粘度實際上是剪切粘度。在定義中,我們將所有單位數(shù)據(jù)定義為1。
根據(jù)定義,動態(tài)粘度定義為流體之間的內(nèi)摩擦力,這個參數(shù)才是真正的最大粘度,而我們常說的油粘度往往不是動態(tài)粘度。
不僅在潤滑油行業(yè),幾乎在所有流體中,動態(tài)粘度的測量都非常廣泛,如發(fā)動機油的掃描粘度SBV和汽車齒輪油的低溫粘度。這個公式是基本的。因此,如果不了解動態(tài)粘度,會嚴重影響對粘度的理解。
運動粘度
運動粘度的概念是這樣的。動力粘度需要在一定的外力作用下形成。如果沒有外力,就不是粘性,因為沒有相對運動,處于平衡狀態(tài)。
運動粘度不同。運動粘度表征假設沒有外力,僅依靠流體的重力來區(qū)分流體的粘度。也就是說外力是自身重力,所以運動粘度表征就是不同流體在重力作用下的流動。你看到的所有測量運動粘度的裝置都是基于這個原理。
說到重力對流動的影響,除了流體內(nèi)部的摩擦阻力,另一個重要參數(shù)就是密度。比如水銀和水在重力的作用下肯定有很大的差異,但這種差異可能更多的體現(xiàn)在密度上,所以需要求解密度變量,于是動態(tài)粘度的定義就出來了:簡單來說就是動態(tài)粘度/密度=運動粘度,運動粘度的單位是(m2)/s,感興趣的話可以推導出來。
還有一個常用的單位叫Stokes,還有一個小一點的叫“Centistokes”發(fā)音是“厘斯”。這些單位的換算是m2/s=1 * 104行程=1 * 106 CST=1 * 106 mm2/s。
換算單位:動態(tài)粘度mpa/s,運動粘度mm2/s,密度單位g/cm3
人們常說的粘度其實是運動粘度,但是應用很多,重力的作用其實并不大,比如低溫下的機油,但是為什么人們習慣了運動粘度呢?因為這個指標更容易測試,也更準確。雖然動態(tài)粘度不容易測量,但對于發(fā)動機油來說,在某些條件下,例如CCS、MRV和HTHS粘度,動態(tài)粘度是無法測量的??矗琂300有四個粘度指標,其中三個是動態(tài)粘度,只有一個是運動粘度??赡艽蠹腋矚g說運動粘度(30、40、50等。).先說在什么條件下測試什么樣的粘度。
運動粘度:理論上只能在與重力相關的條件下測量,但現(xiàn)在已經(jīng)離不開這個粘度了,成為了用來區(qū)分粘度的尺子。其實有一些誤區(qū),讓一些人忘記了動力粘度。
動態(tài)粘度:當有外應力和其他非重力條件時,應該使用這個。尤其是當它是非牛頓流體的時候,說到非牛頓流體的流動,我們舉個例子,比如番茄醬。當我們把它從瓶子里拿出來時,我們需要用力搖晃它,用力擠壓它。此時,流體將受到剪切力,這將導致其粘度降低,容易流動。當它放在漢堡中間,沒有外力時,會變得粘稠,難以流動。這是典型的非牛頓流體,此時測試的粘度為純動態(tài)粘度。這個粘度在我們后面介紹機油粘度的時候還是會用到的。請理解并牢記。
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