润滑油清洁度标准及颗粒物污染检测
1 前言
随着工业化进程的加速，越来越多的机械设备进入到能源、冶金、石油、化工、铁路、航空、机械制造等重要工业行业和交通部门，从飞机发动机、机器人，到各种电机、变压器，以及风电风机、各种液压设备…;这些机械设备的长时间正常运行都离不开高性能的润滑油。润滑油在机械设备的运行过程中起着降低摩擦、减少磨损、冷却、防锈、传递动力、密封、减震以及清洁净化等多项作用;机械设备运行中出现的高温、氧化、污染都会引起润滑油变质，缩短润滑油的使用寿命，从而增加设备运行的能耗，造成设备器件的早期损坏，严重时还会导致设备失效。
据统计，全世界生产能源的1/3到1 /2损失在摩擦损耗上，目前，全世界机械能源有效利用率平均只有30%左右，能源耗量的50%—60%消耗到机械设备摩擦上。近年来，随着摩擦润滑科学技术的进步和润滑管理水平的提高，摩擦损耗不断得以降低。美国机械工程学会在《依靠摩擦润滑技术节能策略》中指出：美国每年从润滑方面获得经济效益6000 亿美圆;高性能润滑油的合理有效使用，既降低了能耗，还减少了机械设备失效造成的损失;机械设备失效的方式主要有磨损、腐蚀和断裂等，其中磨损失效所占的比例高达60%~80%。大量的统计数字表明，柴油机故障的85%以上与不合格的润滑有关。监测设备的润滑与磨损状况，预测磨损过程的发展，及时发现故障征兆、查明生产故障的原因，对设备进行主动维护，从而保证机械设备长时间可靠安全运行。
洁净的润滑油可以延长设备的寿命，提高设备运行时间。在机械设备的工况监测中，润滑油分析主要包括两个方面的内容：一是润滑油自身品质的分析，包括润滑油理化指标的测试及润滑油中添加剂分析;二是润滑油清洁度分析，主要是润滑油中磨损颗粒及污染物质的定性与定量分析，包括磨损微粒的总量，尺寸分布，化学成份和微粒的几何形状;润滑油清洁度分析主要反映了设备磨损状况，是设备工况监测必不可少的分析手段。
2 润滑油清洁度标准及检测方法
目前，很多工业用润滑油国家或者行业标准中都有了清洁度的指标，在中国，比较有代表性的有GB/T 14039 - 2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》;GB/T 7595 - 2008《运行中变压器油质量》;GB/T 7596 -2008《电厂运行中汽轮机油质量》;GB 11118.1 - 2011《液压油(L- HL、L- HM、L- HV、L- HV、L- HS、L-HG)》等等标准;由于军队有大量装备和设备需要用到润滑油，各国军方也都有相应的润滑油清洁度标准。
润滑油中颗粒物分析传统的方法有重量法、显微镜颗粒计数法和自动颗粒计数器法。随着颗粒计数技术的发展，颗粒计数器以测试速度快、粒径动态分布范围宽、分析数据不受人为因素影响、重复性好、操作方便的优点得到越来越多的应用，各行业都广泛采用这项技术作为油品清洁度分级以及测定和表示的方法，并且已经建立了相应的分析方法标准。目前国际上用颗粒计数器进行颗粒污染物分析的方法有IS0 11500:1997 (Hydraulic fluidpower - Detemination of particulate contamination by automatic counting using the ertinction principle)等，国内有DL/T 432- 2007《电力用油中颗粒污染度测量方法》等。
国家标准GB/T 18854 - 2002《液压传动液体自动颗粒计数器的校准》等同了采用IS0 11171:1999 (Hydraulic fluid - power calibration of automaticnparticle counters for liquids)。
颗粒计数器依据遮光原理来测定油品的颗粒污染度，当油样通过传感器时，油中颗粒会产生遮光，不同尺寸颗粒产生的遮光不同，转换器将所产生的遮光信号转换为电脉冲信号，再划分到按标准设置好的颗粒度尺寸范围内并计数。所测得的粒径是利用颗粒的投影面积换算而来的等效尺寸。见图1)
3 油品清洁度标准分级方法
目前国际上权威的通用油品颗粒污染分级标准主要有IS0 4406:1999 (Hydraulic Power - fluids Method for coding the level of contamination by solid particles)以及美 国航天学会标准NAS 1638《液压系统零件的清洁度要求》。
我国的GB/T 14039 - 2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》是等同采用IS0 4406:1999标准的;按照油品中污染物颗粒径的分布以及相应的颗粒物数量来进行分级.下面是IS0 4406油品清洁度分级标准。 见表1)
不同用途的油品对清洁度的要求也是不同的，表2是几种常见的润滑油清洁程度与IS0 4406对应的等级关系。
4小结
精密机械设备的不断增多，设备的节能以及长时间运行的可靠性和润滑油的清洁度高度相关，润滑油清洁度特别是设备运行状态下的润滑油清洁度检测受到越来越多的重视;润滑油清洁度的标准、检测方法是润滑油研发，生产，使用人员共同关心的技术，作为一种润滑油清洁度分析的成熟技术，遮光法原理的颗粒计数器已经得到越来越普遍的应用，对于监控润滑油质量，指导行业合理使用润滑油，延长机械设备的运行时间，提高设备生命周期，实现节能降耗提供了支持。
