Феррография
Феррография — метод анализа масла , используемый для проверки степени и механизмов износа механизмов. Это достигается путем отделения частиц железа от смазочного масла с помощью магнитного поля с помощью инструмента, называемого феррографом, затем результат исследуется с помощью микроскопии . Обученный аналитик может затем диагностировать неисправности или прогнозировать сбои.
Феррография связана с трибологией , которая изучает трение между взаимодействующими поверхностями. С момента появления феррографии в 1970-х годах она использовалась во многих отраслях промышленности как форма профилактического обслуживания.
История
[ редактировать ]Феррографию впервые применил в 1970-х годах покойный Вернон К. Уэсткотт. [ 1 ] спонсируется Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США. [ 2 ] В то время методы, используемые для измерения износа; Спектроскопический анализ и детекторы ферромагнитной стружки могли только предупредить о неминуемом отказе, когда износ уже достиг серьезной степени, когда само по себе профилактическое обслуживание не может быть эффективным контролем для предотвращения катастрофического отказа. [ 1 ] Военные обратились к Уэсткотту, чтобы найти способ решить эту проблему, и на основе этого Уэсткотт разработал первый феррограф. Феррограф впервые был применен на практике британцами во время Фолклендской войны , где он использовался для проверки состояния трансмиссий вертолетов. [ 3 ]
В 1975 году Уэсткотт подал патент, в котором изложены принципы нескольких разновидностей феррографии, включая микроскопический анализ износа и количественный метод оперативной феррографии. [ 1 ]
В 2009 году группа исследователей из Сианьского университета Цзяотун , Института теории смазки и подшипников, опубликовала новый метод визуальной онлайн-феррографии. [ 4 ] Это важно, поскольку позволяет получать изображения остатков износа во время обычной работы машины.
Цель и использование
[ редактировать ]Феррография является основным средством предотвращения отказов . Непрерывный контроль смазочного масла позволяет перейти от дорогостоящего и часто ненужного заранее запланированного обслуживания к более экономичному предотвращению отказов. [ 5 ] Феррография уникальна, поскольку она может предоставить информацию о закрытых деталях, поскольку смазочное масло циркулирует через эти области и остается доступным. Промывка жизненно важных компонентов смазкой, не содержащей частиц, и анализ результатов позволяют получить подробный отчет об износе машины, не разбирая ничего.
С момента своего первого применения в армии феррография оказалась полезной в [ 6 ]
- корабли
- добыча угля
- дизельные двигатели
- газовые турбины в аэрокосмической промышленности
- сельскохозяйственная промышленность
- военно-морской самолет
Дальнейшие применения
[ редактировать ]Применяя идею феррографии в других областях, были найдены методы анализа износа вне смазочного масла и частиц, не обладающих магнитными свойствами. Эти применения были обнаружены при обработке проб смазки, выбросах газов; и при исследовании износа суставов, пораженных артритом . [ 6 ] В суставах, пораженных артритом, остатки контакта кость-к-кости можно обнаружить в жидкости вблизи сустава и проанализировать с помощью феррографии прямого считывания, которая может дать информацию о скорости разрушения сустава. По состоянию на ноябрь 2016 года доступна минимальная информация о дальнейшем использовании феррографии.
Типы
[ редактировать ]Аналитическая феррография
[ редактировать ]Аналитическая феррография работает посредством магнитного разделения частиц загрязнений и профессионального анализа частиц. Образец смазочного масла машины берется и разбавляется, а затем проводится по предметному стеклу. Затем это предметное стекло помещают на магнитный цилиндр, который притягивает загрязняющие вещества. Немагнитные загрязнения остаются распределенными по предметному стеклу после промывки. Затем эти загрязнения промывают, чтобы удалить излишки масла, нагревают до 600°F в течение двух минут и анализируют предметное стекло под микроскопом. [ 7 ] После анализа частицы будут ранжированы по размеру. Частицы размером более 30 микрон считаются «ненормальными» и указывают на сильный износ. [ 7 ]
Частицы разделены на шесть категорий, а также еще пять подкатегорий, относящихся к износу черных металлов: [ 8 ]
- медь
- белые цветные металлы: обычно алюминий или хром
- Бэббит : частицы, содержащие олово и свинец.
- загрязнения: не меняют внешний вид после нагревания, обычно грязь
- волокна : обычно из фильтров
- Износ черных металлов : магнитные частицы, притягивающиеся к магнитному цилиндру
- Высоколегированный феррограммах : редко встречается на
- низколегированный
- чугун
- металлов темные оксиды : темнота указывает на окисление
- красные оксиды
Возможность идентифицировать различные частицы может оказаться неоценимой, поскольку заметность определенных частиц может указывать на конкретные места износа. Кроме того, наличие частиц, не вступающих в контакт со смазочным маслом, может выявить загрязнение. Для такого рода анализа требуется обученный специалист, а для небольших предприятий он может оказаться непомерно дорогим.
Метод прямого считывания
[ редактировать ]Феррография с прямым считыванием — это более математический подход к феррографии. По сути, накопление на предметном стекле измеряется путем освещения предметного стекла светом. Затем с течением времени блокировка света скоплением частиц используется для расчета среднего значения. Увеличение засорения указывает на более высокий износ машины. [ 9 ] Этот метод менее затратен, так как не требует экспертного анализа и может быть автоматизирован. Однако после выявления проблемы становится меньше информации для ее диагностики.
Он-лайн визуальная феррография
[ редактировать ]Онлайн-визуальная феррография (OLVF) позволяет получать изображения остатков износа во время повседневной эксплуатации оборудования. Для этого необходимо подключить электромагнит, устройство регулирования расхода масла и датчик изображения к масляному контуру отсека, масло которого контролируется. Затем частицы железа в масле осаждаются аналогично использованию настольного феррографа. С помощью этого метода можно получить относительную концентрацию частиц износа, площадь покрытия частиц и изображения загрязнений. [ 4 ]
Ограничения
[ редактировать ]Хотя феррография является эффективным инструментом анализа износа, она имеет ряд ограничений. Феррография — очень дорогая процедура, поскольку для ее проведения необходимы специализированные и сложные инструменты. [ 6 ] Феррография выделяется среди методов анализа нефти наличием магнитного элемента. Это позволяет получить более подробный отчет, который не могут создать аналогичные методы. Кроме того, для качественного подхода, который представляет собой аналитическую феррографию, необходимы эксперты, которые смогут разобраться в исходных результатах. [ 9 ] Более того, феррография не может решить проблемы, а только привлекает к ним внимание. Тогда эти проблемы придется решать самостоятельно.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Патент США 4047814 , Вернон К. Уэсткотт, «МЕТОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕГРЕГАЦИИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ», опубликован 13 сентября 1977 г., выдан 13 сентября 1977 г., передан Trans-Sonics, Incorporated, Inc.
- ^ Уэсткотт, Вернон К. (31 декабря 1975 г.). Прогресс в развитии и использовании ферографии . Центр оборонной технической информации (Технический отчет). Архивировано из оригинала 3 июня 2023 года . Проверено 3 июня 2023 г.
- ^ «Посвящение Вернону К. Уэсткотту, изобретателю феррографа» . Проверено 23 октября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ву, Т.; Мао, Дж.; Ван, Дж.; Ву, Дж.; Се, Ю. (2009). «Новый онлайн-визуальный феррограф». Трибологические труды . 52 (5): 623–631. дои : 10.1080/10402000902825762 . S2CID 108704539 – через Taylor & Francisco Online.
- ^ «Феррография». Международная Трибология . 9 .
- ^ Перейти обратно: а б с «Феррография — тогда и сейчас». Международная Трибология . 38 .
- ^ Перейти обратно: а б «Аналитическая ферография – заставьте ее работать на вас» . Проверено 25 октября 2016 г.
- ^ «Аналитическая ферография – методы, преимущества и приложения» . AZoM.com . 23 апреля 2013 г. Проверено 23 октября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б «WearCheck К вашему сведению — феррография прямого считывания и аналитическая ферография» . Wearcheck.com . Проверено 24 октября 2016 г.