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GNR Rotroil R3油料光谱仪在飞机发动机润滑油检测中的应用

发布日期:2018-12-05 18:23:32  发布人:声呐科技  点击量:55

现代飞机设计技术和可靠性已日臻完善,但机械因素导致飞行事故仍占有很高的比例,其中发动机的故障是威胁飞行安全的主要问题。发动机运行使用过程中的安全性、可靠性要求和视情维修的需要促进了发动机故障诊断技术的发展,其中包括油样污染诊断技术。

 

润滑油在飞机发动机中有哪些主要功能?
为了减少航空发动机运转部件的摩擦、磨损及发热,减少飞机发动机失效,常在飞机发动机的运动副之间加入润滑油,已达到润滑和冷却的作用。润滑油还可以带走摩擦产生的热量和脏物。

 

润滑油系统污染是指在润滑油中存在相当数量的杂质,这些杂质有系统内部零件磨损、老化以及化学作用产生的金属屑和氧化物等,和从外部进入的尘埃、纤维等。其中发动机传动零件的表面磨损产生的铜、铁、锡等金属屑是造成润滑油污染的一个重要因素,金属屑的含量和粒度间接反映发动机的工作环境优劣。杂质影响润滑和散热效果,加速运动零件磨损、缩短寿命、破坏密封,增加渗漏。

 

为何使用光谱油分析?

光谱油分析程序(SOAP)是航空器运营人(包括世界上几个空军)使用的方法,通过对发动机油进行频繁的实验室测试来测试飞机发动机的健康状况。测试揭示了悬浮在油样中的任何金属颗粒的化学成分。通过将结果与各种发动机部件的已知化学成分进行比较,可以识别发动机部件的异常磨损,并且可以启动发动机的维修,因此有时避免进一步昂贵的维修或甚至灾难性的发动机故障。

油料光谱仪-飞机.jpg

光谱油分析是一种预警检测系统!提供与该历史标准的任何显着偏差的警告。

例子:Cessna 206中的IO-520引擎,在大修后立即放在油分析程序中:

样品

日期

全部

小时数

PPM

2/1

10

23

28

115

6

13

5

8

5/5

55

12

22

62

4

9

3

8

8/27

103

9

19

48

4

8

2

10

11/15

150

8

20

45

4

7

2

9

2/9

197

9

18

43

3

7

2

12

4/30

245

13

25

92

4

9

2

27

在10小时,原来的磨合油发生了变化,磨损金属相对较高——特别是铝(Al),铬(Cr)和铁(Fe),在滤油器中也看到了一些金属颗粒,但我们知道在初始磨合过程中这也是正常的。

然后大约每50小时更换发动机油,检查过滤器,并将油样送到实验室进行分析。在最初的10小时磨合间隔后,在过滤器中没有发现明显的金属,并且没有其他发动机问题的迹象。

第一年的石油分析结果看起来也很正常。磨损金属水平迅速下降并在最初的100小时内稳定下来,为未来石油分析结果的比较建立了良好的基线。

然而,在总时间245小时4/30检测的样品显示铁(Fe)大幅增加至百万分之92(与之前150小时的40s中期相比)。铝(Al)和铬(Cr)也有所增加,但不是那么显着。

这里发生了什么?在这种情况下,吸烟枪可以在油分析结果本身中找到:特别是硅(Si)从历史水平增加三倍。当在发动机油中发现硅时,通常是由磨料,含二氧化硅的污垢进入发动机引起的。(高硅也可能是由硅酮密封胶或硅胶垫片碎片进入油中引起的,但通常仅在发动机主要维护后才会发生。)

在石油分析的高硅读数中,机械师检查并发现发动机内部的感应导管涂有砂砾感物质。感应式空气过滤器看起来状态良好。经过一番调查后,机修工发现了一个破碎的弹簧,使得备用空气门无法正常密封。这使得发动机能够吸入未经过滤的空气,这可以解释感应系统中的砂粒和油中的高硅含量。反过来,磨料砂粒占磨损金属的高于通常水平。更换了坏的备用空气门弹簧,飞机重新投入使用,50小时后的下一个油样显示磨损金属和硅水平恢复到历史标准。

 

数字意味着什么?

高含量的铝通常来自活塞裙,活塞销插头和微动曲轴箱半部的异常磨损。

通常来自镀铬活塞环的异常磨损。如果安装了镀铬气缸,也可能表明气缸筒磨损。

通常来自青铜轴承壳和衬套。偶尔从一个恶化的油冷却器的核心。

铁是大多数活塞式飞机发动机的主要磨损元件,因为大多数主要磨损部件都是钢制的。铁主要来自钢制气缸壁,但也可以来自凸轮凸角,升降面,曲轴和凸轮轴轴颈以及齿轮。

用于高温合金,如排气阀导轨。也可在镍基圆筒涂料中找到(例如,ECi CermiNil和Titan圆筒)。

通常表示尽管有感应空气过滤器,但是来自灰尘的磨料二氧化硅进入发动机。也可以来自硅酮密封胶和垫圈或玻璃珠(通常仅在大修或主要发动机维护后)。

通常来自用于主轴承和杆轴承的巴比特合金层。青铜部件还含有与铜合金的锡。

  

GNR Rotroil R3油料光谱仪的功能

GNR Rotroil R3油料光谱仪确定新旧润滑油中磨损金属、添加剂、污染物的数量和类型。通过确定金属含量“趋势分析”能够预警飞机发动机中发生的问题的严重性和类型。GNR Rotroil R3油料光谱仪可以检测<10um的金属。可以在30秒内一次性检测以下元素:Al、Ba、B、Ca、Cd、Cr、Cu、Pb、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Ag、Na、Sn、Ti、V、Zn、Fe。也可以根据客户的要求追加检测元素,并且扩展分析范围,所有测量均以百万分率(ppm)为单位。

 

GNR Rotroil R3油料光谱仪主要特点:

ü  完全满足ASTM D6595标准测试方法

ü  无需样品制备

ü  30秒分析时间

ü  同时分析所有元素

ü  操作简单无需特殊培训或背景

ü  全封闭式设计,不用气体,只需要交流电源

ü  耗品仅为标准油、石墨盘、棒电极、油盒

ü  无需专用接地装置

 

GNR Rotroil R3油料光谱仪的优点: 

Ø  在问题变得严重之前发现麻烦。油中磨损金属变化趋势可以告诉您未来的问题。

Ø  在小问题成为主要问题之前进行维修可以降低运营成本。

Ø  安排维护,以便您的飞机随时可以飞行。

 


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