Диагностирование по результатам анализа состава веществ

 

49. Сущность метода диагностирования по анализу продуктов изнашивания в маслах. Включения в масло отражают характер и интенсивность износа (разрушения) элементов СТС, смазываемых маслом, и характеризуются размером, числом, концентрацией частиц и их химическим составом. Число частиц измеряется в единицах, приходящихся на обьем (ед. мл.). При нормальном износе СТС (процессы трения и среза) обнаруживаются частицы размером 0, 15 - 15 мкм и толщиной 0, 15 - 1 мкм. При трении - это гладкие круглые чешуйки.

Начало интенсивного изнашивания сопровождается увеличением числа (концентрации) частиц и их размера до 50 мкм и более и проявлением определенной формы. При дальнейшем развитии неисправности появляются частицы более 100 - 300 мкм, а при выходе из строя (аварии) - более 1000 мкм.

Накопление продуктов износа в масле зависит от смазочной системы СТС (циркуляционная или картерная), качества очистки масла, размера и частоты долива, интенсивности угара.

Методы определения продуктов износа в масле классифицируются по физическим процессам, заложенным в них: разделения частиц, оптической плотности, спектральным и хроматографическим.

Методы разделения включают: количественный анализ накопившихся частиц в масле - магнитные детекторы и электрические детекторы (индуктивные и емкостные); количественно-дисперсный анализ - феррографы (магнитно-оптические и магнитно-емкостные).

Оптические анализаторы и феррографы, показывая увеличение размеров частиц, раньше сигнализируют о неисправности, чем магнитные пробки и спектрографы, которые определяют количество (концентрацию) частиц в масле.

Феррограф (в основном) и детекторы стружки определяют ферромагнитные частицы, а спектрофотометр - все металлы, входящие в состав сплавов деталей СТС, однако последний не позволяет разделить продукты износа и окислы металлов.

Средства анализа продуктов износа в маслах подразделяются на встроенные, переносные и средства берегового анализа масла.

Концентрация частиц (по обьему и массе) определяется в процентах или в миллионных долях, млн^-1 (ррm):

1млн^-1 (ррm) = 0, 0001% = 1 мкг/мл = 1 г/т.

 

50. Диагностирование по характеру изменения показателей качества масла. Для определения технического состояния машин и механизмов выполняют следующие определения показателей качества масла:

- определение вязкости;

- наличие воды;

- определение общего щелочного числа;

- определение плотности масла;

- определение наличия и содержания механических примесей;

- определение температуры вспышки;

- определение аэрации масла;

- определение содержания топлива в масле.

 

 

Связь неисправностей дизеля с показателями качества масла Таблица 8

Неисправность	Изменение показателей качества масла
Значительный прорыв газов в картер.	Резкое увеличение вязкости и высокое содержание нерастворимого осадка.
Неполное сгорание топлива.	Резкое увеличение вязкости; потемнение центрального ядра и сокращение зоны диффузии в капельной пробе.
Плохо работают масляные фильтры, плохо работает воздушный фильтр; местный перегрев масла.	Резкое увеличение вязкости; масляное пятно коричневого цвета; повышенное содержание Si в масле.
Попадание топлива с вязкостью больше, чем у масла.	Резкое увеличение вязкости; большая разность нерастворимого в толуоле и бензине осадка; резкое изменение плотности.
Попадание топлива с вязкостью меньше, чем у масла.	Резкое снижение вязкости; снижение температуры вспышки.
Плохо отрегулирован сепаратор, течь масляного холодильника, неплотность системы охлаждения цилиндра.	Повышение содержания воды; снижение общего щелочного числа.
Использование топлив с большим содержанием серы; плохая регулировка температуры охлаждения.	Снижение общего щелочного числа.

 

По степени аэрации масла, т. е. по превращению масла в сжимаемую воздушно-масляную эмульсию, можно судить о правильном расположении сливных и приемных отверстиях в картере СТС, подсосе воздуха через неплотности и т. д. Аэрация масла нарушает работу подшипников и масляных насосов, приводит к негативным явлениям и повышенной вибрации. Степень аэрации масла устанавливают по степени снижения уровня отобранной пробы аэрированного масла в мерном сосуде после отстаивания в течении 4 часов.

В газотурбинных двигателях при недостаточном уплотнении масляных полостей (при выработке уплотнений) возможно попадание продуктов сгорания в масляные полости, что приводит к быстрому потемнению масла и изменению его вязкости. Частицы углерода из продуктов сгорания являются центрами коксообразования, вызывающими образование на горячих местах подшипников пленки толщиной 1-1, 5 мм, ухудшающих охлаждение последних. Рост вязкости приводит к увеличению температуры подшипников.

Повышение содержания воды в масле свидетельствует о некачественной сепарации масла после промывки ГТД.

В ПТУ изменение характеристик масел может быть вызвано: ростом кислотного числа из-за перегрева подшипников; повышением содержания воды из-за плохой настройки сепараторов, отпотевания редуктора; увеличением содержания примесей из-за повреждений подшипников.

 

51. Диагностирование по результатам анализа выпускных газов. По содержанию кислорода и окиси углерода в выпускных газах можно определить коэффициент избытка воздуха и оценить процесс сгорания в дизелях, а также эффективность сжигания топлива в котлах.

Коэффициент избытка воздуха в дизелях:

где О₂ - содержание кислорода в выпускных газах, %.

КПД котла при сжигании топлива типа мазут 40 определяется по эмпирической формуле В. В. Маслова:

где - содержание кислорода в уходящих газах, %;

t_ух - температура уходящих газов за котлом, °С;

t_хв - температура холодного воздуха на входе в котел, °С.

 

Состояние поверхности нагрева котла (загрязненность) оценивается по разнице между двумя значениями КПД сжигания топлива, одно из которых соответствует чистым поверхностям нагрева котла. Снижение значения КПД сжигания топлива более чем на 5% от исходного значения с чистыми поверхностями (при оптимальном соотношении топливо-воздух) свидетельствует о загрязненности поверхностей нагрева.

Для анализа выпускных газов успешно используются переносные приборы типа FEM, PCO960 и PCO962 (Англия).

Прибор PCO960 имеет электрохимический кислородный датчик и датчик окиси углерода, термопару и микропроцессор.

Пробы газа отбираются с помощью зонда и миниатюрного диафрагменного насоса. Отобранная проба охлаждается в зонде, очищается и просушивается в сменяемом фильтре. Затем проба попадает к датчикам кислорода и окиси углерода.

После измерения на дисплее прибора можно прочитать температуру газа, содержание кислорода и окиси углерода, а также коэффициент эффективности сжигания топлива. С помощью печатающего устройства можно получить протокол результатов измерений.

Приборы типа PCO960 позволяют оперативно выполнять измерения указанных параметров, что дает возможность регулировать эффективное сжигание топлива в котлах.

Контроль за содержанием СО в выпускных газах позволяет обеспечивать требования к допустимому загрязнению воздуха в портах и при подходе к ним.