铁路、船舶行业的应用

• 铁路、船舶行业的应用

　　柴油机是铁路内燃机车的心脏，其性能的好坏直接影响着机车的运用和安全，为提高机车运用可靠性，实现柴油机故障的早期预报，我部于1997年开始利用光、铁谱分析技术，对内燃机车柴油机的技术状态进行不间断的监控和诊断，建立起一套针对国产机车柴油机异常磨损的早期预报和诊断体系。
       铁道部对229台内燃机车开展铁谱监测诊断，准确率达75%以上，防止机破事故9次，经济效益和社会效益显著。
       铁道部北京铁路局对ND5-370内燃机车做铁谱分析，连续3个油样都发现有大量铁系和铜合金的严重滑动磨粒和切削磨粒，根据报警机务段扣车拆机检查，发现3支连杆小端活塞销钢背铜衬套窜出，气缸严重拉伤，由于处理及时，防止一起机破事故。

       在对ND5-372内燃机车做铁谱分析时，发现有半熔融状态铅锡合金磨粒，后在抽取油样中已发现有大量严重氧化带有回火色的铁、铜大颗粒，遂发出报警：柴油机主轴瓦严重异常磨损。机务段根据机车状态和监测报告，果断决定提前进入4年检的修程。但柴油机已在返段线路上发生机破。拆机检查表明主轴颈拉伤，主轴瓦全部报废。

铁谱监测发现捣固车发动机活塞损坏

       上海铁路局上海工务机械段大型养路机械的发动机，大多采用德国道依茨公司的风冷柴油发动机。在长期数据积累中，确定将铁、铝、铅等元素作为监控的重点，当其发生大幅变动时，应引起高度重视。2005年5月起，持续作业的07号捣固车发动机的检测数据发生显著变化。部分光谱元素数值见下表。铁、铝、钼等元素数值出现持续增长，前后变动幅值极大。分析铁谱可观察到较多30μm至40μm的疲劳磨粒，若干个铝质疲劳颗粒，最大尺寸达到120μm。此外还可见较多黑色氧化物磨粒等。检测人员向设备管理和施工使用部门提出异常警报，要求停机检查。由于施工任务极其紧张，该机一直未能予以调整检修。7月份的光谱测试数值有所下降，其原因是现场技术人员在获知存在部件故障警报情况下的临时换油所致。在8月初的施工间歇期，机械进入基地检修，发现第12缸的第一道活塞环咬死，活塞顶破损并且存在过烧迹象，若干个活塞缸套出现不同程度的拉伤，见下图。             铝质疲劳磨粒坏损的活塞

光、铁谱监测诊断空压机拉缸故障

       对XX船2#空压机进行跟踪监测中,每次抽取滑油样分析都发现有150 微米的大金属磨粒和大量小金属磨粒，结合光谱元素数据分析， Fe、Al、 Cu磨损金属元素浓度超标，指出该机存在异常磨损，建议对该机进行拆检，检修人员在出航前对该机进行拆检后，发现该空压机已严重拉缸，气缸凸缘金属剥落严重，及时更换了配件，避免了一起严重的机械事故，保证了顺利执行任务，修理后的监测结果恢复正常。

铁谱监测发现船舶柴油机齿轮箱内齿轮磨损故障

       柴油机是目前船舶动力装置中占主导地位的方式之一，在船舶运行中故障率也是高的。对柴油机故障及时准确地检测和诊断，是防止故障发生并把故障排除在萌芽状态的关键。
       8NVD48A - 2U型柴油机是1942kW客船上的主机，每艘船舶均安装两台8NVD48A - 2U型柴油机作为左、右主机。正常取样周期为运行l00h。
       客船在跟踪监测中，当左主机运行到14000 ~ 15200h期间，其铁谱读数值明显增大并起伏不定，微粒数量及尺寸亦变大，通过铁谱加热一部分微粒呈草黄回火色，另一部分颗粒呈蓝紫回火色，表明它们分别是铸铁及合金钢零件的磨损产物。钢质微粒的出现及其数量的不断增加，是钢质零件磨损严重的不正常现象。同时了解到左主机前齿轮箱在运转过程中有异常声响，根据前齿轮箱内装有多个齿轮，说明应该是齿轮箱零件故障。船舶到港后拆卸前齿轮箱检验，发现淡水泵中间齿轮与轴销及海水泵中间齿轮轴销磨损严重，于是全部更换，更换后铁谱分析情况正常，运转中无异常声响。