机械设备失效的方式主要有磨损、腐蚀和断裂等，其中磨损失效所在地占的比例达60%~80%。大量统计数字表明，柴油机故障的85%以上与润滑有关。因此监测设备的润滑与磨损状况，预测磨损过程的发展，及时发现故障征兆及查明生产故障的原因，采用相应的解决措施是一件很有意义的工作。通过采用油品分析技术可以实现这一目的，这是一项对设备在用润滑油进行理化指标测试、污染分析、光谱分析、红外光谱分析与铁谱分析等全面的综合分析的技术。

　　利用油品分析技术指导设备维修与工况监测是实现设备现代化科学工作者管理的重要手段和可靠保证，因而在能源、冶金、石油、化工、铁路、航空、机械制造等重要工业和交通部门日益受到高度重视，并已开始在实践中推广应用。

　　一、油品分析的主要内容与作用

在工况监测中，油品分析主要包括两方面内容：

　　（一）润滑油性能的检测。包括润滑油的质量指标（即理化指标）的测试和油品中添加剂变化趋势的分析。

　　（二）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。

　　前者主要针对油品本身的质量而言，后者主要针对设备磨损状况。只有通过对上述两方面的分析结果进行综合比较，反复验证，才能有效地提高故障诊断的准确性。

　　1、油品的理化分析

　　良好的润滑条件可大大减缓设备的磨损，使设备处于正常运转状态。润滑油的特性主要反映在以下几个方面；粘度、闪点、倾点和凝点、水分、酸碱度、机械杂质、防锈性、防腐性、抗泡和抗乳化性能、氧化和水解安定性、胶粘性等。在工况监测中，油品理化分析多长时间一次要根据具体情况确定，如钻井用PZ12V190型柴油机每运行300~500小时取样化验一次。某些液压设备和运输机械每季度检验一次，精密机床用油每半年化验一次等等。无论何种设备，如已发现故障征兆或取得的分析数据异常时，必须考虑增加取样次数，缩短油样分析周期。

　　2、油品的污染度分析

　　油品经过使用后，不可避免不了总会受到各种程度不同的污染。测试油品污染度有多种方法，有定性、半定量、定时等各种方法，应根据具体情况加以选择。对于污染较重，颜色较深的油品可用斑点试验法，也可用带有特制网格的滤纸按一定规则进行计划数的半定量法，还可使用一些油品快速分析仪。这些方法的特点是简单、快速、与其它检测项目的匹配性较好，有实用价值。定量分析油品污染度时可用颗粒计数器，这种仪器可精确测出单位体积油中所含颗粒的准确值，适用于对清洁度要求较高的油品（如液压油）检测。

　　3、油品的发射光谱分析

　　发射光谱主要用于分析油品中所含的金属元素的种类及数量。一般而言，油品金属元素含量是一定的，当磨损产生的金属颗粒被带入润滑系统中，油中的金属元素含量就会增高。因此测试油中金属元素的含量及变化趋势，可以有效的对设备状态进行监测。设备工况监测中，在设备投入使用前，应对所选用的润滑油进行各种指标测试，包括其中的金属元素含量，并应做好记录和存档保留，这对以后换油、油的质量检验及设备发生故障后原因的查找十分有用。目前发射光谱在国内外应用都很广泛，并且取得了良好应用效果。其特点是分析速度快、准确性高、信息范围广，易于和计算机相联组成自动监测系统。

　　4、红外光谱分析

　　红外光谱（FT—IR）也称作振动光谱，它主要用于对有机化合物的基团结构进行分析，但它只能反映分子结构信息，对原子质点、溶解态离子和金属颗粒都不敏感。润滑油是由基础油加多种添加剂调制而成。基础油主要有矿物油和合成油二大类，添加剂的品种就更多了。润滑油的性能主要取决于构成它的各组分的性能，油品的失效、更换取决于各组分的变化程度，这种变化主要是化学变化，是因物质的分子结构发生变化引起的，因此，仅通过理化分析是无法准确判断的，此时利用红外光谱是最直接、最有效也是最迅速的一种方法。

　　5、铁谱分析

　　铁谱仪（Ferrograph）包括分析式铁谱仪、直读式铁谱仪、在线铁谱仪和旋转式铁谱仪等，它的出现弥补了发射光谱无法分析大尺寸和高含量金属元素的缺点。与发射光谱相比，铁谱可直接观测油中金属颗粒的尺寸、几何形态、颜色、数量及分布状况等，将发射光谱和铁谱二种方法结合在一起使用，既可定性又可定量，即可监测发现小尺寸颗粒为主的正常磨损状态，又可监测以大尺寸颗粒为主要特征的异常磨损状，将工况监测水平推向了一个新的高度。

　　从上面几节的介绍，可以清楚看到油品分析技术起源于生产实践的需要，反过来经实践验证后，得到进一步的发展与提高。它已从最初的只用发射光谱检验油中细小金属元素含量的单一分析手段发展到目前除发射光谱外，还有理化分析、红外光谱分析、颗粒（污染）分析及铁谱分析等多种手段组成的一个完整体系的综合分析技术。

　　二、油品分析技术的应用推广

　　（一）油品分析技术的推广

　　为人推广油品检测技术，2001年伊始，中原油田在全局设立了一个A级润滑站、18个B级润滑站，开始在全油田开展了以油品分析技术为主的设备状态监测工作。

　　三公司设备润滑站是全油田18个B级润滑站之一，为了提高设备润滑管理水平，公司不仅给润滑站配备了一些常规油品理化分析仪器，还配备了一辆油品检测专用车，并给各三级单位配备了油品检测快速分析仪、防冻冰点测定仪以及一些必要的辅助器具，并以设备润滑站为中心，开展了覆盖全公司的油品检测技术的推广工作；公司还在各三级单位和基层班组设立了专、兼职油水管理人员，形成了一条专管成线、群管成网的设备油水管理体系。为了有效地开展并推广设备油品检测技术，公司还专门建立了设备油水润滑档案，规定各单位必须认真建立润滑档案，把公司主要设备都纳入了油水监测体系。设备润滑站还针对设备的价值、重要性以及投产日期，将公司所有主要设备分成了三级监测，一级监测为公司新投产或重要关键设备，例如特种车辆、新投产柴油机、钻井泵等；二级监测为公司2000年前投产的主要设备，其余主要设备为三级监测。在实际工作中对于重要、关键设备实施全面跟踪监测，对于非重要设备实行不定期监测。

　　如何合理利用这个设备油水管理体系开展工况监测工作呢？针对设备的不同情况，设备润滑站在实践中采用了以下方法。

　　首先按设备的用途分成三大类，一是钻井设备，主要是钻井泵、柴油机、绞车、发电机、绞车等；二是活动设备，主要是各种运输车辆、特种车辆等；三是固定设备，主要是一些固定机床、生产线、龙门吊等。

　　其次按不同设备的性质分别采用了具有针对性的监测方法：

　　1、对于钻井设备的油水监测工作，主要由设备润滑站与各井队的司机长共同负责，在实际工作中主要对柴油机、泥浆泵、绞车、发电机、转盘等关键设备开展油品快速分析，污染度分析、理化分析，必要时还进行铁道谱分析、光谱分析。

　　2、对于活动设备，由于其不固定性，开展油品监测分析比较困难。针对这种情况，公司规定这项工作主要由各单位油水管理员和司机共同负责，公司规定对于这些设备在用油品检测工作必须每月进行一次，并且认真建立每台车的设备润滑档案，各单位每月必须及时间向设备润滑站反映油品监测情况。设备润滑站定期到各单位进行检查并抽样检测。

　　3、对于固定设备，这项工作主要由各单位油水管理员负责，公司规定固定设备的在用油品检测工作也是每月必须进行一次，并且认真填写设备润滑档案，发现问题时各单位应及时向设备润滑站反映，设备润滑站到各单位取样，进一步进行分析检测，并将结果及时反馈。

　　（二）油品分析技术应用

　　根据仪器配备情况和技术手段，通常对设备开展正常的油品快速分析和污染度分析，即利用油品快速分析仪和斑点试纸开展简易分析，并进行连续跟踪监测。在监测中若发现异常，便进行常规理化分析，必要时进行铁谱分析、光谱分析。

　　在取样油品中若外观明显有异常，如呈乳白色或明显变黑，表明油里水分或积炭较多，可先测污染度（斑点试验）和水分，再做运动粘度、闪点、酸碱值、机杂分析、腐蚀。如果这几项的结果已明显表示油质严重劣化，就没有必要再做其它分析，通知换油即可。

　　此外，对每台设备根据每月监测情况建立了润滑状态监测曲线，发现有明显突变的就再取样进行铁谱分析和光谱分析，以进一步查找原因，避免设备故障的发生。当设备已出现某些明显的故障征兆，但尚未达到失效停机的程度时应加密取样立即进行铁谱分析，以便迅速判断出现的磨损类型与磨损程度。若发现已有异常磨损，对设备影响较大，应立即停机检修，避免恶性事故的发生。若在铁谱分析中未发现大尺寸磨粒，可再回过头来做理化与光谱分析，仔细进行判断。在实践中应对每种设备的抽样妥善保存，并在使用前实测质量指标，记录存档，备查验时用。

　　三、润滑检测效益分析

　　油品分析技术对于设备分布广，数量多的专业化的钻井企业而言非常适用。钻井企业设备数量多，工作环境恶劣，设备润滑管理工作难度较大，但采用油品检测分析技术对设备润滑状态进行监测后，大大改变了这种状况，设备润滑管理工作有了很大提高，具体表现在以下一些方面：

　　首先设备用油质量，由于采用了油品检测技术，保证了设备使用合格的润滑油品。过去公司钻井队时有柴油机油道被堵，积碳严重，拉缸、烧瓦等重大事故发生，但对润滑油质量进行监测后，未发生类似事故，仅这一项就为公司节约近20~30万元。

　　其次由于采用了油品检测技术，实行了按质换油制度，各种设备的换油周期得到了延长。例如190型12V柴油机从过去700小时定期换油周期，到目前换油周期已普遍达到800小时以上，有的换油周期还达到了1200小时左右。按过去柴油机寿命10000小时记，每台柴油机一个大修周期内可减少换油2次，约400升，折合人民币约2000元。

　　此外，采用合理润滑还可防止设备润滑事故的发生，保证设备使用合格润滑油，保证设备使用合格的软化冷却水，延长了设备使用寿命以及废油的再生等。

　　以上表明，采用合理的设备润滑管理形式大有益处，它将会给企业带来潜在的巨大经济效益，为企业发展和壮大打下坚实的基础。目前钻井设备的更新正朝着电驱动化发展，现代化程度越来越高，其价值也越来越昂贵，因此认真开展设备工况监测是非常必要的。建立专门的设备油品监测及状态监测机构，由专人负责此项工作，度建立起设备监测档案，由设备油品分析技术人员与维修人员密切合作，分析人员及时报告分析的结论，维修人员及时反馈信息，指出分析结果和故障诊断的正确性。只有这样，才能不断提高监测水平，才能保证钻井设备正常安全工作，提高钻井效率。

　　四、油品分析技术的发展前景

　　油品分析技术目前在我国各大油田都应用的比较好，获得了较好的经济效益。通过油品分析，开展设备的工况监测，可以大大延长设备的使用寿命，还可将定期换油改为按质换油，避免了不必要的换油浪费。利用油品分析技术开展工况监测实用性强，经济效益显著，越来越受到人们的重视。

　　设备是企业赖以生存的物质基础，加强设备管理，努力做到设备管理现代化、科学化，保证设备有效安全地运行，降低设备故障发生率，提高设备利用率，企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。设备预测维修是设备现代化管理的一个重要手段，认真开展设备工况监测工作，并把它建立在科学基础上，对促进企业生产发展，提高企业经济效益和社会效益有着积极的意义。相信在不久的将来，在我国，应用油品分析进行工况监测的领域和部门将更广泛。