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油液状态监测技术在盾构机上的应用

油液监测包括理化分析、污染分析、磨损分析。理化分析可以判断油品变质情况，评估油品使用寿命和设备润滑状态。磨损分析有铁谱分析和光谱分析。铁谱分析侧重于对出现故障设备进行故障识别；光谱分析可以对设备的磨损趋势进行状态监测；两者结合可以综合评估设备润滑磨损状态。污染分析能定量检测油液中污染颗粒数量和等级。

对于盾构机设备来说，油液分析的主要项目包括：运动粘度、铁谱、水分、污染度和光谱分析等，检测对象主要为盾构机的液压油、主驱动减速机齿轮油、主轴承齿轮油、螺旋输送机减速箱齿轮油、拼装机减速机齿轮油、皮带机减速机齿轮油等。根据在用油使用指标及盾构机的运行工况制定了盾构机在用油样的检测项目，如表1所示。

检测类型	检测项目	检测项目意义
理化品质检测	色度	根据颜色直观判断油样的精致程度、油品衰变和污染情况等
	粘度	反应油品的内摩擦力，是表示油品油性和流动性的一项指标，常用运动粘度
	水分	指润滑油中水分含量，通常为百分数，常用试剂法（卡尔费休试剂法）和蒸馏法两种测量方法
	总酸值	中和1克油品中的酸性物质所需要的氢氧化钾毫克数，用mgKOH/g表示
	闪点	在规定的条件下，加热油品溢出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触瞬间闪火时的低温度，分开口闪点和闭口闪点两种。
	机械杂质	在与油品中所有不溶于溶剂的沉淀物或胶状悬浮物，百分数表示
	红外光谱	傅里叶变换红外光谱（FTIR）从分子角度分析润滑油的变化，有定量分析和定性分析之分，能分析油品的氧化、硝化、油品类型、水分含量等。
污染监测	污染度	污染度是指单位体积油液固体颗粒污染物的含量，常采用激光颗粒计数器检测油品的污染度，激光颗粒计数器采用遮光法统计油品中固体颗粒的大小和尺寸分布，常用判定标准有ISO4406和NAS1638
磨损分析	发射光谱	分析油品中磨损金属、污染元素和添加剂的成分及含量
	PQ指数	油品中铁磁颗粒的含量，一般与发射光谱元素含量分析配合使用
	直读铁谱	通过光电探头检测沉积管中大小磨粒沉积区的遮光面积反映设备的磨损情况，包含大磨粒直读数DL和小磨粒直读数DS
	分析铁谱	通过在显微镜下观察铁谱片上沉积颗粒的粒度分布、材质、形貌，定性的判断设备的磨损状态、可能的磨损原因及磨损部位。

通过盾构油液状态监测系统发现盾构主驱动密封损坏、主驱动减速机密封损坏、液压油水分含量和清洁度超标、使用错误牌号的润滑油、润滑油老化、轴承与齿轮异常磨损等各类问题每年约 150 余次，每年节约资金 500 余万元。

根据油液检测报告，公司设备管理部门及时制定相应措施并下发到项目部，项目部根据措施及时对盾构机进行了维修处理，有效的避免了设备的进一步损坏。同时油液检测报告对设备整体状态进行了科学评估，便于公司在设备转场、改造及再制造时根据状态进行维修，避免了过维修或者欠维修等情况的出现。

盾构机油液监测的示范应用，改变了传统的掘进装备粗放式管理模式，为掘进装备的健康与维修管理提供了先进的手段、为掘进设备的维护保养提供了决策依据，有效的确保了掘进设备持久健康运行、降低了盾构机施工成本、缩短了盾构施工工期、提高了盾构施工的安全性。