Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn

-1- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn riêng hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình khác! Hà Nội, tháng 03 năm 2014 Học viên Đỗ Mạnh Tường -2LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS TS Phạm Minh Tuấn, người tạo điều kiện hướng dẫn, góp ý hữu ích mặt chuyên môn để hoàn thành luận văn Đồng thời xin trân trọng cảm ơn thầy cô môn Động đốt – Viện Cơ khí Động lực, Viện Đào tạo Sau đại học giúp đỡ sở vật chất suốt thời gian học tập làm luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè, người động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian học tập làm luận văn Học viên Đỗ Mạnh Tường -3- MỤC LỤC 1.1.1Vấn đề chung chẩn đoán động đốt 10 1.1.2 Chẩn đoán động sở mô hình trợ giúp .11 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước .18 2.1CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHẨN ĐOÁN MÒN CỦA ĐỘNG CƠ 22 2.1.1 Phương trình nồng độ hạt mài dầu tốc độ mòn không tính đến hiệu lọc 22 2.1.2 Phương trình nồng độ hạt mài tốc độ mòn bề mặt ma sát có tính đến hiệu lọc 29 2.2CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HƯ HỎNG DO MÒN CỦA VẬT LIỆU .33 2.2.1 Thông số vật liệu ma sát 33 2.2.2 Vật liệu cặp ma sát 34 2.2.3 Tập hợp tải ma sát .35 2.2.4 Điều kiện tiếp xúc .35 2.3QUY LUẬT MÒN CỦA CÁC CHI TIẾT MA SÁT TRONG ĐỘNG CƠ 38 2.3.1 Các dạng hao mòn hư hỏng bề mặt ma sát .38 2.3.2 Quy luật mòn chi tiết ma sát động 38 2.4DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ 42 2.4.1 Thành phần hoá học phân đoạn dầu mỏ 42 2.4.2 Thành phần dầu bôi trơn 42 2.4.3 Biến chất dầu bôi trơn động Điezen 43 2.5CÁC TÍNH CHẤT LÝ - HOÁ DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ DÙNG CHUẨN ĐOÁN 45 3.1PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ĐỂ XÁC ĐỊNH HỐI LƯỢNG CÁC HẠT MÀI MÒN TRONG DẦU BÔI TRƠN .51 3.1.1Sự xuất phổ hấp thụ nguyên tử .51 3.1.2Nguyên tắc phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) .52 3.1.3Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu 53 3.1.4Trang bị phép đo AAS 53 3.2PHƯƠNG PHÁP TÁCH HẠT MÀI MÒN TRONG DẦU BÔI TRƠN .55 -43.2.1Phương pháp tách hạt mài mòn kim loại dầu bôi trơn .55 3.2.2Kỹ thuật lấy mẫu dầu 58 3.2.3Chuẩn bị pha loãng mẫu 59 3.2.4Kỹ thuật Ferrograph .60 3.2.5Đọc Ferrogram .61 3.2.6Xử lý nhiệt Ferrogram 62 3.3CÁC HẠT MÀI MÒN VÀ NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG 65 3.3.1Hình thái dạng mài mòn chủ yếu hạt mài mòn tương ứng từ chi tiết chịu ma sát động Điezen .65 3.3.2Các kim loại tách từ chi tiết động 71 3.4 CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRÊN XE CAT 769C 80 3.4.1Các thông số dầu dùng để chạy chẩn đoán động 3408 .80 3.4.2 Hệ thống bôi trơn động 3408 81 3.4.2.1 Sơ đồ đường dầu bôi trơn từ te dầu đến đường dầu 81 3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên động điezen 3408 82 3.4.3 Chẩn đoán động phương pháp kiểm tra lấy mẫu định kỳ 83 3.4.3.1 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu dầu bôi trơn định kỳ 83 3.4.3.2 Phương pháp chạy chẩn đoán động 84 3.4.3.3 Những triệu chứng dùng chẩn đoán 85 3.4.3.4 Các bước tiến hành chẩn đoán 85 3.4.4Ví dụ chẩn đoán động xe CAT 769C số 15 88 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình : Phương pháp nhận biết lỗi sở mô hình trợ giúp 12 Hình : Quan hệ hư hỏng- Triệu chứng theo ý nghĩa vật lý chẩn đoán .13 Hình : Đồ thị ảnh hưởng nồng độ hạt mài theo thời gian 23 Hình : Đường cong thay đổi nồng độ hạt mài mòn 25 -5Hình : Những thông số quan trọng hệ thống ma sát 33 Hình : Cấu tạo khu vực bề mặt kim loại 34 Hình : Các dạng tải ma sát 35 Hình : Các loại ma sát động 36 Hình : Đồ thị phụ thuộc lượng mòn U vào thời gian .40 Hình : Sơ đồ đơn giản trình biến chất dầu động 45 Bảng : Những tiêu đánh giá dầu bôi trơn động 45 Bảng : Các nguyên nhân chủ yếu làm thay đổi độ nhớt 47 Hình : Nhớt kế chảy ngược 48 Hình : Dụng cụ đo nhiệt độ chớp cháy cốc hở 49 Hình : Thể mẫu lắng đọng Ferrogram .56 Hình : Máy phân tích Ferrograph Hình : Ferroscope .57 Bảng : Độ phóng đại kính hiển vi quang học 57 Hình : Sự phân bố hạt mài Ferrogram 58 Bảng : Thời gian lấy mẫu cho thiết bị .59 Hình : Đường truyền ánh sáng kính hiển vi lưỡng sắc .60 Hình : Phương pháp đọc Ferrogram 62 Hình : Giao thoa ánh sáng bề mặt hợp kim 63 Hình : Cơ chế tạo thành hạt mài hình cầu .69 Hình : Hạt mài hình cầu 69 Bảng : Cách nhận biết hạt mài mòn không từ tính màu trắng 72 Bảng : Vật liệu số chi tiết chịu ma sát động Điezen 79 Bảng 3.5: Các thông số giới hạn sử dụng dầu chạy chẩn đoán 80 động 3408 80 Hình : Sơ đồ đường dầu bôi trơn .81 động Điezen 3408 từ te dầu đến đường dầu 81 Hình : Sơ đồ đường dầu bôi trơn 82 bên động Điezen 3408 82 Hình 3.12: Lưu đồ chẩn đoán động Điezen 3408 87 Bảng 3.6: Áp suất dầu bôi trơn động xe CAT 15 88 Bảng 3.7: Kết phân tích mẫu dầu xe CAT 15 88 Hình 3.13: Đồ thị biến đổi độ nhớt 400C 89 -6Hình 3.14: Đồ thị biến đổi độ nhớt 1000C 90 Hình 3.15: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy 90 Hình 3.16: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng ( TBN) .90 Hình 3.17: Hạt hợp kim đồng trước xử lý nhiệt 91 Hình 3.18: Hạt hợp kim đồng loại sau xử lý nhiệt 92 MỞ ĐẦU Trong trình khai thác, tính kỹ thuật máy móc tổng thành nói chung động nói riêng thay đổi dần theo hướng xấu Kết phương tiện giảm tính động lực, giảm tính an toàn, tính kinh tế, giảm độ tin cậy -7thường xuyên xảy cố kỹ thuật làm tăng thời gian sửa chữa Để giải vấn đề này, nhiệm vụ đặt nhà quản lý cần đánh giá thực trạng máy móc thiết bị có phương án xử lý thích hợp Trên sở cách nhìn nhận vậy, việc nghiên cứu xác định tình trạng kỹ thuật dự báo thời hạn sử dụng số chi tiết động đốt sử dụng phương tiện giao thông vận tải cần thiết Kết nghiên cứu giúp sở quản lý khai thác phương tiện làm tốt công tác vật tư dự phòng, nâng cao lực khai thác phương tiện, đảm bảo tính tin cậy, khả hoạt động hiệu khai thác cao Chẩn đoán kỹ thuật loại hình tác động kỹ thuật vào trình khai thác sử dụng ô tô, nhằm đảm bảo cho hoạt động ô tô có độ tin cậy, an toàn hiệu cao cách phát dự báo kịp thời hư hỏng, tình trạng kỹ thuật tuổi thọ làm việc tiếp tục mà không cần phải tháo máy nhằm nâng cao độ tin cậy, an toàn hiệu sử dụng máy, nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí phụ tùng thay thế, giảm độ hao mòn chi tiết tháo rời tổng thành, giảm tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn nhờ phát điều chỉnh kịp thời phận máy, đưa trạng thái làm việc tối ưu, giảm công lao động cho công tác bảo dưỡng kỹ thuật sửa chữa Trên giới nay, dầu nhờn chất bôi trơn chủ yếu ngành công nghiệp dân dụng Với vai trò quan trọng mình, dầu nhờn trở thành loại vật liệu công nghiệp thiếu với phát triển xã hội loại máy móc, thiết bị, công cụ đưa vào ứng dụng công nghiệp dân dụng ngày nhiều Trước vấn đề cấp thiết đó, tập thể khoa học lớn không ngừng nghiên cứu thành phần, tính chất dầu mỏ nói chung câu tử nói riêng để hoàn thiện phương pháp khai thác chế biến nguồn tài nguyên quý giá Khi sử dụng dầu nhờn làm chất lỏng bôi trơn bề mặt lớp tiếp xúc chi tiết máy móc nhằm mục đích giảm mài mòn, giảm ma sát, tản nhiệt, làm mát Nhờ giảm tiêu hao lượng để thắng lực ma sát sinh chi tiết máy chuyển động Nói chung, dầu nhờn có ứng dụng rộng rãi đời sống Đặc biệt có tầm quan trọng lớn loại máy móc, thiếu chúng máy móc thiết bị làm việc Phân tích dầu nhờn cho biết tình trạng mài mòn cặp chi tiết động thiết bị nội dung mà -8tác giả lấy đề tài nghiên cứu: “Chẩn đoán kỹ thuật động phương pháp ferrograph phân tích dầu bôi trơn” làm nội dung luận văn Mục đích nghiên cứu: Dựa vào kết phân tích tính chất lý hoá với hạt mài mòn kim loại lắng đọng dầu bôi trơn qua sử dụng để kịp thời phát cố trình vận hành tránh hư hỏng đáng tiếc xảy Phương pháp chẩn đoán lấy làm tiền đề cho phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạnh thiết bị thay cho phương pháp bảo dưỡng cũ lạc hậu Đối tượng nghiên cứu: Áp dụng phương pháp nghiên cứu để theo dõi phân tích mẫu dầu động 3408 lắp xe ô tô vận tải CAT 769C kỳ thay dầu khác Phương pháp nghiên cứu: Từ lý thuyết chung chẩn đoán động cơ, hệ thống bôi trơn động ô tô lý thuyết thực tiễn ma sát mài mòn chi tiết động đốt tác giả theo dõi chẩn đoán trình mài mòn không bình thường động qua chu kỳ thay dầu qua rút đánh giá chất lượng hệ thống bôi trơn Với phương pháp nghiên cứu tác giả đưa quy trình chẩn đoán kỹ thuật động cơ, công việc mà trước làm cách rời rạc qua theo dõi thông số thiết bị Bằng phương pháp ferrograph sử dụng để tách hạt mài mòn kim loại có kích thước lớn 5µm khỏi dầu bôi trơn động nhằm phát trình mài mòn bất thường cặp ma sát từ tìm nguyên nhân biện pháp khắc phục giảm thiểu hư hỏng thiết bị Nội dung luận văn bao gồm: Chương I: Tổng quan chẩn đoán động đốt Nêu lên vấn đề chung chẩn đoán động đốt trong, đánh giá việc sử dụng thiết bị khai thác đơn vị sản xuất sau nêu khái quát tình hình nghiên cứu nước chẩn đoán động từ thấy rõ tính cấp thiết đề tài Chương II: Cơ sở lý thuyết mòn chi tiết động đốt phân tích dầu bôi trơn chẩn đoán mòn -9Nêu lên biến đổi nồng độ hạt mài mòn dầu bôi trơn theo thời gian hoạt động tốc độ mài mòn cặp ma sát trường hợp có bầu lọc bầu lọc dầu Tiếp theo chế đặc tính mòn phụ thuộc vật liệu tiếp xúc cặp ma sát, tải ma sát chi tiết nói chung, sở lý thuyết mài mòn chi tiết chịu ma sát động Kết hợp biến đổi chi tiêu hoá lý điển hình dầu hạt mài mòn từ chi tiết tách dầu bôi trơn chương tạo nên tranh toàn cảnh chế độ mài mòn động giúp chẩn đoán xác khắc phục kịp thời nhờ hoàn toàn làm chủ thiết bị dự trù chi tiết thay cách hợp lý giảm thời gian dừng máy không cần thiết Phần cuối chương tác giả giới thiệu sở lý thuyết phân tích dầu bôi trơn chẩn đoán mòn gồm phân đoạn dầu mỏ thành phần hoá học dầu bôi trơn động cơ, với 20 tiêu hoá lý dầu bôi trơn động làm sở cho việc chẩn đoán ban đầu động Căn vào biến đổi tiêu hoá lý điển hình đoán nhận trình bôi trơn không bình thường động sớm đưa hành động khắc phục Chương III: Phương pháp thiết bị chẩn đoán động qua phân tích hạt mài mòn dầu bôi trơn Giới thiệu phương pháp phân tích hạt mài mòn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Nồng độ hạt mài mòn định lượng qua đánh giá tượng mài mòn không bình thường chi tiết chịu ma sát khối lượng hạt mài vượt giới hạn cho phép Hạn chế phương pháp AAS định lượng hạt mài mòn với kích thước nhỏ 5µm Đối với hạt có kích thước lớn phải áp dụng phương pháp Ferrograph -10CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.1 Vấn đề chung chẩn đoán động đốt Hàng năm, đơn vị sản xuất tập trung khoản tiền lớn để phục vụ công tác sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị Việc dừng thiết bị không định trước hỏng hóc gây nhiều bất lợi cho sản xuất công tác quản lý thực bảo dưỡng, lập kế hoạch sửa chữa, kế hoạch dừng máy mua sắm thiết bị phụ tùng thay Nếu chủ động việc làm giảm tối đa chi phí công tác bảo dưỡng tăng hiệu việc đầu tư thiết bị Công tác nghiên cứu phát triển phương pháp bảo dưỡng tiên tiến nhằm đáp ứng đầy đủ yêu cầu đơn vị sản xuất công nghiệp phát triển mạnh nước công nghiệp phát triển nhu cầu xúc đơn vị sản xuất tập trung nước ta Việc bảo dưỡng sửa chữa tiên tiến đơn vị sản xuất nước ta dần áp dụng có tác động tích cực đến trình vận hành khai thác Khái quát trình phát triển phương pháp bảo dưỡng thiết bị sản xuất nói chung động đốt nói riêng giới bao gồm phương pháp chủ yếu: - Phương pháp bảo dưỡng hư hỏng - Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo thời gian - Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạng thiết bị Với thực tế sản xuất nước ta có nhiều chủng loại thiết bị với nhiều xuất xứ khác nên ba hệ thống bảo dưỡng song song tồn Tuy nhiên với thiết bị quan trọng, có giá trị kinh tế lớn người ta thường triển khai áp dụng phương pháp bảo dưỡng cuối cùng- Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạng thiết bị Đây phương pháp bảo dưỡng đại áp dụng khoảng thập kỷ 90 kỷ trước Nội dung phương pháp là: trạng thái làm việc thiết bị giám sát hệ thống phần mềm giám sát chẩn đoán Hệ thống giám sát tượng xuất trình làm việc thiết bị tiếng ồn, độ rung, nhiệt độ để kiểm tra tình trạng thực tế thiết bị, đồng thời phát trạng thái bất thường thiết bị qua xác định xu hướng hư hỏng Hệ thống chẩn đoán chịu trách nhiệm phân tích kết thu từ hệ -82- Hình : Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên động Điezen 3408 Trong đó: 1- Đến máy nén khí 2- Đến bánh cân phía sau 3- Đến trục cần bẩy xu páp 4- Đến truyền động 10- ống (làm mát đỉnh Pittông, xi lanh) 11- Đến tubor tăng áp 12- Đường dầu bên trái 13- Đến bánh truyền động trục cam 14- Đến bánh truyền động trước 15- Từ van lắp theo mạch rẽ 16- Đường dầu bên phải 17- Bạc cổ động 5- Đến trục bơm nhiên liệu 6- Trục cam 7- Đến trục cam thân xu páp 8- Đến thân xu páp 9- Bôi trơn trục cam Chú ý: Trong trường hợp ống 10 (làm mát phần đầu pittông xi lanh) bị tắc gãy cần phải xử lý tránh tượng gây kẹt pittông xi lanh 3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên động điezen 3408 Từ đường dầu dầu vào đường dầu 16 đến 12 thân xi lanh, trước tiên vào hốc chứa dầu bạc trục khuỷu 17 bạc trục cam bôi trơn mặt ma sát Từ bạc trục qua đường dẫn trục khuỷu bôi trơn bạc, trục đầu to truyền Một phần nhỏ dầu bôi trơn từ đường dầu tách qua đường ống phun 10 để làm mát pittông xi lanh Từ rãnh phía bạc trục cam dầu tiếp tục theo đường 7, đến bôi trơn bạc đội đỉnh thân xu páp, đũa đẩy trục cần bẩy Đường dầu đưa dầu đến bôi trơn bơm cao áp Bạc trục bánh cân phía trước động bôi trơn đường dầu chảy trục cân nối với đường dầu 14 -83- Bạc trục bánh cân phía sau động bôi trơn đường dầu chảy trục cân nối với đường dầu Bạc trục bánh truyền động phía sau bôi trơn dầu trích từ đường dầu bên trái thân xilanh Đường 11 đưa dầu đến bôi trơn tubor tăng áp sau bôi trơn ổ trục bánh đà (với động 3408 dầu te) ổ dẫn động quạt gió động bôi trơn đường dầu trích từ đường dầu bên trái qua ổ bánh truyền động trục cam quay (ổ quạt gió Động 3408 bôi trơn mỡ cho ổ bi) Dầu với áp suất cao đến trục bánh bạc sau chảy tự để bôi trơn bề mặt bánh Sau hoàn thành nhiêm vụ bôi trơn chi tiết chịu ma sát dầu bôi trơn chảy tự quay trở te động 3.4.3 Chẩn đoán động phương pháp kiểm tra lấy mẫu định kỳ 3.4.3.1 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu dầu bôi trơn định kỳ Một vài phương pháp sử dụng để lấy mẫu dầu định kỳ: - Sử dụng lấy mẫu đường ống có van lấy mẫu đặt cố định - Sử dụng lấy mẫu ống gắn cố định đặt te động - Sử dụng lấy mẫu dầu ống thay dầu Trong trường hợp theo dõi chẩn đoán để đảm bảo lấy toàn hạt mài mòn từ chi tiết chịu ma sát động tác giả sử dụng lấy mẫu đường ống dẫn dầu trước bầu lọc dầu Phân tích dầu bôi trơn định kỳ đưa phép kiểm tra bản: - Phân tích hạt mài mòn; - Phân tích tiêu hoá lý thông thường dầu; - Phân tích điều kiện làm việc dầu bôi trơn Phân tích hạt mài cách đo lượng hạt mài mòn tìm thấy dầu bôi trơn qua sử dụng Thông qua việc giám sát hạt mài mòn qua sử dụng phát xu hướng phát triển hạt mài Rất nhiều hư hỏng động phát thông qua xu hướng phát triển hạt mài mòn vượt giới hạn cho phép Phương pháp phát hư hỏng thông qua hình thành hạt mài mòn hạt bị nhiễm bẩn Tuy nhiên, chẩn đoán hư hỏng động phương pháp phân tích hạt mài mòn chẩn đoán cố xảy cách đột ngột chẳng hạn việc tiêu hao dầu bôi trơn với số lượng lớn thời gian ngắn, hay việc đột ngột xuất phần tử lạ thâm nhập vào dầu bôi trơn -84- Kiểm tra tiêu hóa lý dầu dùng để phát nhiễm bẩn dầu qua sử dụng lẫn sản phẩm phụ như: nước làm mát, nhiên liệu, chất đông tụ nhiễm bẩn vượt giới hạn cho phép Kiểm tra biến chất dầu sử dụng cách xác định sản phẩm sulfur, oxy hoá, nitrat bồ hóng có mặt dầu Không thông qua phân tích dầu bôi trơn kiểm soát khả suy giảm phụ gia phát ethylen glycol từ giúp xác định thời gian kéo dài trình sử dụng dầu 3.4.3.2 Phương pháp chạy chẩn đoán động Thay dầu cũ, đổ dầu - Đỗ xe vị trí phẳng, xả dầu dầu máy nóng (nếu cần phải cho động hoạt động khoảng 10 phút trước xả dầu); - Tháo nút xả két làm mát dầu, xả toàn dầu cũ bầu lọc dầu; - Lấy mẫu dầu cũ để tiến hành kiểm tra tình trạng trước thay dầu mới; - Lắp ráp lại toàn chi tiết tháo rời Súc tráng động (chỉ súc tráng động trước dùng loại dầu khác) - Đổ lượng dầu vào te động cơ, rút thước thăm dầu kiểm tra đảm bảo đủ mức dầu quy định; - Nổ máy vận hành khoảng 10 phút để súc rửa toàn chi tiết bôi trơn động (một thể tích dầu xúc tráng tối đa 05 động cơ); - Lặp lại bước để tháo hết dầu xúc tráng; - Thay toàn bầu lọc dầu bôi trơn trước đổ dầu vào thử nghiệm; - Đổ dầu vào theo mức quy định Theo dõi lấy mẫu Lái xe thường xuyên kiểm tra ghi lại số đồng hồ áp suất nhiệt độ dầu bôi trơn (nếu có thay đổi bất thường vận hành động cần báo với cán kỹ thuật để kịp thời xử lý) Các mẫu dầu lấy theo số quy định để phân tích kiểm tra chất lượng Mẫu dầu lấy làm 07 lần: Sau 10 phút, 50 giờ, 100 giờ, 150 giờ, 200 giờ, 225 giờ, 250 Thời gian lấy mẫu nói áp dụng cho động trước có cố, động trung tu cần phải theo dõi chế độ đặc biệt, tuỳ thuộc vào mức độ quan trọng thay đổi thời gian theo dõi nói Thông thường với dầu động người ta dùng để lấy mẫu dầu thời điểm trước thay dầu Phân tích mẫu Mỗi lần lấy 02 mẫu mẫu 0.5 lít (chú ý sau lần lấy mẫu dầu cần phải bổ sung lượng dầu lấy ra) Mẫu kiểm tra phân tích tiêu hoá- -85- lý, tiêu triệu chứng dùng để đưa việc chẩn đoán cuối 3.4.3.3 Những triệu chứng dùng chẩn đoán Những triệu chứng (dấu hiệu chẩn đoán) sử dụng để đánh giá : - Độ nhớt dầu 400C; - Độ nhớt dầu 1000C; - Nhiệt độ chớp cháy cốc hở ; - Trị số kiềm tổng (TBN); - áp suất dầu nhờn động số vòng quay Max, Min; - Hàm lượng kim loại dầu đo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS); - Đánh giá hạt mài phương pháp Ferrograph 3.4.3.4 Các bước tiến hành chẩn đoán Với yêu cầu khai thác thiết bị cách tối đa điều kiện sản xuất nước ta việc áp dụng công nghệ đại giới để chẩn đoán động cần phải lựa chọn cho phù hợp mặt kinh tế lẫn công nghệ Các bước tiến hành chẩn đoán hoàn toàn phù hợp với mô hình trình bày hình 4.3 Trong mô hình chẩn đoán giá trị theo dõi: độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy cốc hở, trị số kiềm tổng, hàm lượng kim loại phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, phân tích kim loại Ferrograph Các giá trị triệu chứng quan hệ hư hỏng- triệu chứng giúp phân tích đưa kết luận cuối chẩn đoán Kết chẩn đoán số xe ô tô vận tải thông thường 14 xe ô tô CAT 769C với chu kỳ theo dõi sau: Giai đoạn I: Lấy mẫu dầu bôi trơn động theo nguyên tắc, đảm bảo mẫu đại diện đưa phân tích thời gian ngắn Giai đoạn II: giai đoạn 02 xe theo dõi 02 chu kỳ thay dầu, chu kỳ lấy 03 mẫu thời điểm sau 10 phút, 200 giờ, 250 03 xe theo dõi 03 chu kỳ thay dầu, chu kỳ thay dầu lấy 03 mẫu thời điểm sau 10 phút, 200 250 05 xe theo dõi 01 chu kỳ thay dầu, chu kỳ lấy 03 mẫu thời điểm sau 10 phút, 200 250 Tổng số mẫu theo dõi giai đoạn 108 mẫu Chẩn đoán động Điezen tuân thủ theo bước sau : Bước 1: Lấy mẫu dầu bôi trơn động theo nguyên tắc, đảm bảo mẫu dầu đại diện đem phân tích thời gian ngắn được; -86Bước 2: Phân tích kiểm tra tiêu hoá lý dầu bôi trơn bao gồm: độ nhớt động học 400C, 1000C, nhiệt độ chớp cháy cốc hở, trị số kiềm tổng, hàm lượng số kim loại điển Fe, Cu, Pb Khi giá trị nằm giới hạn cho phép không cần phải tiếp tục kiểm tra tiêu mà người chẩn đoán kết luận tình trạng thiết bị Khi nằm giới hạn cho phép đặc biệt ý đến hàm lượng kim loại dầu bôi trơn phải tiếp tục kiểm tra theo bước 3; Bước : Phân tích mẫu dầu Ferrograph để phát khu vực mài mòn chi tiết động cơ, cần tuân thủ nguyên tắc sau: • Ban đầu quan sát hạt kim loại độ phóng đại thấp (khoảng 400 lần), đặc biệt ý đến hạt mài có kích thước 15µm- hạt mang dấu hiệu tượng mài mòn không bình thường Cần phân biệt hạt từ tính hạt không từ tính kể hạt phi kim loại- hạt bị nhiễm bẩn môi trường bên Việc phân biệt hạt mang tính chất từ tính không từ tính cần phải làm cẩn thận tránh chẩn đoàn nhầm ảnh hưởng đến kết cuối cùng, cần xử lý nhiệt hoá chất NaOH 1M HCl 1M Sau bước người chẩn đoán phần biết nguồn gốc tượng mài mòn không bình thường chi tiết vào vật liệu hạt mài mòn • Sau quan sát hạt mài mòn nghi vấn nói độ phóng đại cao 640 lần 1008 lần để thấy bề mặt hạt Sau quan sát độ phóng đại cao người chẩn đoán cần phân biệt hình dạng, màu sắc trước sau xử lý nhiệt hạt mài mòn phân biệt nguyên nhân mài mòn không bình thường chi tiết vào hình dạng (hạt cầu, hạt dẹt, hạt dạng phoi tiện…) • Để đến kết luận cuối phương án xử lý người chẩn đoán cần phải vào Bảng 3.4 (Vật liệu số chi tiết chịu ma sát động Điezen) để xác định rõ vị trí mài mòn không bình thường chi tiết động Đồng thời cần phải biết nguồn gốc mẫu, thời gian, địa điểm, vị trí lấy mẫu, người chẩn đoán phải biết rõ lý lịch thay phụ tùng thiết bị thời gian tháng Bước : Kết luận phương án xử lý -87ĐỘNG CƠ ĐIÊZEN Mẫu dầu Phân tích triệu chứng (chỉ tiêu hoá lý): Độ nhớt: 400C, 1000C Nhiệt độ chớp cháy cốc hở Trị số kiềm tổng (TBN) Áp suất dầu bôi trơn số vòng quay khác Phân tích hàm lượng kim loại dầu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, hàm lượng cặn không tan Pentan Toluen Không đạt Phân tích kim loại phương đatt pháp Ferrograph đạt Đạt Nhật ký thiết bị KẾT LUẬN Hình 3.12: Lưu đồ chẩn đoán động Điezen 3408 -88- 3.4.4 Ví dụ chẩn đoán động xe CAT 769C số 15 Xe CAT 15 theo dõi chu kỳ thay dầu đưa vào bảo dưỡng 250 phân xưởng vận tải Cũng tương tự xe CAT số 13, xe CAT 15 theo lịch trình: Số hoạt động luỹ kế: 28893,0 Số hoạt động động sau trung tu: 4565 Bảng 3.6: Áp suất dầu bôi trơn động xe CAT 15 Số hoạt động áp suất dầu Số vòng quay đo đo áp suất ( kG/cm ) (vòng/phút) 5.2 700 6.0 2300 3.6 700 5.6 2300 5.2 700 6.1 2300 4.0 750 5.8 2300 4.4 750 6.0 2300 3.0 750 5.6 2300 3.8 750 5.8 2300 10 phút 43.3 78 138 202 238 250 Nhiệt độ lấy mẫu Ghi 600C - 700C Bổ sung 03 lít dầu - 600C 650C Bổ sung 01 lít dầu Bổ sung 04 lít dầu Bổ sung 04 lít dầu Bảo dưỡng thay dầu 700C 700C 650C Bảng 3.7: Kết phân tích mẫu dầu xe CAT 15 TT Tên tiêu Phương pháp Mẫu 43 Mẫu 78giờ Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu 138giờ 202giờ 238giờ 250gi 106.22 102.21 106.01 110.69 112.35 112.6 Độ 40oC,cSt Độ nhớt ASTM o 100 C,cSt D445 14.46 14.33 14.41 14.89 15.06 15.10 T0CC cốc hở, ASTM C D92 218 215 212 211 210 210 TBN, mg KOH/g H/L kim loại:% C 10.41 10.07 9.55 9.31 8.83 9.17 - - - - - - nhớt ASTM D445 ASTM D2896 CMM8081 -89a M g Z n F e C u P b A l - 0.0030 0.0015 Không Không 0.0075 0.0020 Không Không 0.0082 0.0027 0.0003 Không 0.0094 0.0052 0.0004 Không 0.0130 0.013 0.0060 0.0009 0.006 Không 0.000 Khôn g Đồ thị biến đổi thông số 114 cSt 112 110 108 106 104 Giới hạn sử dụng Max 139,4 Min 78,64 102 100 50 100 150 200 250 h 300 Hình 3.13: Đồ thị biến đổi độ nhớt 400C 15,2 cSt 15,1 15 14,9 14,8 14,7 14,6 14,5 Giới hạn sử dụng 14,4 Max 18,55 14,3 Min 10,388 14,2 50 100 150 200 250 300 h -90Hình 3.14: Đồ thị biến đổi độ nhớt 1000C 235 C 230 225 220 215 Giới hạn sử dụng Min 170 210 205 50 100 150 200 250 300 h Hình 3.15: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy TBN Giới hạn sử dụng Min 0 10 15 20 25 h 30 Hình 3.16: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng ( TBN) Đánh giá kết quả: Bước1: Mẫu dầu bôi trơn xe lấy thời điểm nhiệt độ động (600C-700C) chưa đến nhiệt độ sử dụng Bước 2: Phân tích kiểm tra tiêu hoá lý dầu Nói chung thông số theo dõi nằm giới hạn cho phép thay đổi không nhiều chu kỳ chạy - Nhìn vào bảng 3.6 3.7 cho thấy động sử dụng gần đến kỳ trung tu nên chu kỳ 250 lượng dầu bổ sung lên tới 12 lít -91- Hiện tượng lọt nhiên liệu vào dầu bôi trơn động không đáng kể làm cho giá trị nhiệt độ chớp cháy dầu thay đổi không nhiều so với dầu Cũng lượng dầu bổ sung lớn nên nhìn vào đồ thị biến đổi độ nhớt dầu kể nhiệt độ sử dụng gía trị độ nhớt cuối chu kỳ cao chí cao độ nhớt dầu xu hướng động điezen tượng lọt nhiên liệu vào dầu - Do số lượng dầu bổ sung chu kỳ lớn nên trị số kiềm tổng cao vào thời điểm chuẩn bị phải thay dầu (9.17 mg KOH/g thời điểm 250 giờ) - Hàm lượng kim loại cuối bảng 3.7 cho thấy giá trị Fe Cu vượt giới hạn cho phép Mẫu dầu tiếp tục chuyển sang phân tích Ferrograph bước Bước : Phân tích mẫu dầu Ferrograph Hạt mài hợp kim đồng mẫu dễ dàng nhận biết màu vàng đỏ đặc trưng chúng Những hạt sắt có mầu nâu vàng khó nhầm lẫn với hạt hợp kim đồng chúng kết đọng theo đường sức từ trường Ferrogram (đồng tính chất từ tính) Để tránh nhầm lẫn hạt mài hợp kim đồng hạt mài dạng khác ta đưa Ferrogram lên xử lý nhiệt 3300C quan sát bề mặt Theo lý thuyết hợp kim đồng, xử lý nhiệt Ferrogram chúng phải chịu nhiệt trình hình thành tạo màu nóng Về hạt đồng hợp kim đồng thường xuất màu vàng chói trước sau xử lý nhiệt bề mặt chúng có màu xanh đồng sau xử lý nhiệt Tất nhiên tính chất không từ tính nên hạt đồng phân bố cách ngẫu nhiên bề mặt Ferrogram với hạt lớn đường vào Ferrogram hạt nhỏ phân bố đường Ferrgram Hình 3.17: Hạt hợp kim đồng trước xử lý nhiệt -92- Hình 3.18: Hạt hợp kim đồng loại sau xử lý nhiệt Hạt hợp kim đồng mẫu sau xử lý nhiệt nhiệt độ 3300C quan sát độ phóng đại 1008 lần Trên bề mặt hạt có màu xanh đồng ảnh hưởng trình oxy hóa không bề mặt hạt xử lý nhiệt Bước 4: Kết luận phương án xử lý Qua phân tích tiêu hoá lý dầu, phát hạt mài mòn đồng Ferrogram kiểm tra lại lý lịch thiết bị cho thấy thời điểm 3.900 sau trung tu có thay toàn bạc lót đầu nhỏ truyền nên vào chu kỳ có tượng chạy rà cặp chi tiết làm tăng đáng kể hàm lượng Cu dầu So sánh bảng 3.4 kết cấu động CAT cho thấy toàn bạc lót trục bạc lót đầu nhỏ truyền làm hợp kim đồng Như nguồn gốc hạt đồng Ferrogram xác định Động tiếp tục theo dõi hai chu kỳ cho thấy tượng mài mòn không bình thường mẫu dầu đặc biệt cuối chu kỳ, hàm lượng kim loại đồng giảm giới hạn cho phép Qua nội dung chương đến kết luận: - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) định lượng tất kim loại mài mòn từ chi tiết ma sát động với thời gian ngắn, độ xác cao - Tùy loại thiết bị, loại động đốt chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa, dùng phương pháp Ferrograph định kỳ kiểm tra phát mài mòn bất thường thiết bị khí nói chung động nói riêng từ ngăn chặn kịp thời hư hỏng đáng tiếc xảy mà không cần phải mở máy, giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng sửa chữa - Khác với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử phát hạt mài mòn bên động với cỡ hạt 5µm, phương pháp Ferrograph phát cỡ hạt lớn hơn, loại hạt xuất báo hiệu dẫn đến cố tiếp tục hoạt động -93- Phương pháp Ferrograph phát dạng hạt mài tách từ chi tiết động 16 loại hạt mài kim loại điển hình mài mòn từ bề mặt ma sát - Căn vào hạt mài mòn bất thường tìm thấy thông qua phương pháp Ferrograph kết hợp bảng vật liệt số chi tiết chịu ma sát động đưa kết luận hư hỏng tìm phương án xử lý - Phương pháp chẩn đoán động Điêden CAT 3408 thông qua dầu bôi trơn bổ xung với phương pháp chẩn đoán thông qua phần mềm chuyên dụng nhà sản xuất cung cấp góp phần giúp nhà quản lý thiết bị làm chủ phương tiện khai thác Với động Điezen khác phần mềm chẩn đoán chuyên dụng phương pháp chẩn đoán thông qua dầu bôi trơn có chứa hạt mài mòn kim loại phương pháp tối ưu giúp người quản lý nhánh chóng tìm nguyên nhân kịp thời khắc phục cố thiết bị -94KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN 1- Thông qua tín hiệu phong phú, tỉ mỉ thu sở phân tích tính chất lý hoá dầu, qua thành phần, số lượng, hình dạng, kích thước hạt mài mòn chứa dầu thông số hoạt động động mặt bôi trơn, mài mòn qua tìm nguyên nhân thực bảo dưỡng sửa chữa kịp thời thoe trạng thái thiết bị làm tăng độ tin cậy động vận hành 2- Phân tích hạt mài mòn phương páhp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp Ferrograph cho phép tìm hoạt động bất thường hệ thống bôi trơn động Tín thu từ hạt mài mòn giúp chuẩn đoán xác xử lý kịp thời tránh gây hư hỏng lớn Các chi tiết hư hỏng tháo để kiểm nghiệm chứng tỏ tính xác việc chuẩn đoán 3- Sử dụng phương pháp chuẩn đoán luận văn không phát hoạt động bất thường hệ thống bôi trơn mà phát cố hệ thống khác gây nên hệ thống nhiên liệu, hệ thống nạp không khí vật liệu làm ảnh hưởng tới tính kinh tế, kỹ thuật động 4- Quy trình chuẩn đoán kết hợp với phần mềm chuẩn đoán chuyên dùng làm tiền đề thực bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạng thiết bị với mục tiêu trì thiết bị có kỹ thuật tốt đồng thời đảm boả chi phí chung cho bảo dưỡng sửa chữa động hợp lý 5- Phương pháp chuẩn đoán chủ yếu thực phòng thí nghiệp nên thuận tiện, không làm ảnh hưởng tới trình sản xuất thiết bị, việc lấy mẫu dầu bôi trơn thực đơn giản theo chu kỳ định Thời gian kiểm tra phân tích dấu hiệu chuẩn đoán nhanh Quá trình chuẩn đoán không cần phải tháo rời chi tiết đọng nên giảm giá thành việc chuẩn đoán Trong trình đưa kết luận cuối việc chuẩn đoán động hoạt động bình thường giảm thời gian phải ngừng máy -95- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bào (1984), Nghiên cứu hao mòn nhóm chi tiết động e den ngành địa chất, Luận án phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Tào Văn Chiêu (1969), Nghiên cứu khả ứng dụng phương pháp nghiên cứu hao mòn chi tiết quan trọng máy kéo, máy nông nghiệp dùng Liên xô vào điều kiện Việt Nam, Luận án phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật 1969 [3] GS.TS Đinh Thị Ng,ọ (2001), Hoá học dầu mỏ dầu khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Hải Hà (2002), Ứng dụng công nghệ tin học máy xây dựng hệ thống giám sát chuẩn đoán tình trạng thiết bị dựa lý thuyết dao động, chương trình KC-05, Đề tài-05-13, Hà Nội – 2002 [5] GS.TS Hàn Đức Kim, GS.TS Nguyễn Anh Tuấn (1995), Xác định phương pháp đánh giá tình trạng kỹ thuật động đốt công nghệ Tribology công nghệ khác, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KC-04-12 Hà Nội [6] D.P.C Dajdas (1993), Dầu mỡ bôi trơn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Sổ tay sử dụng dầu mỡ bôi trơn (1991), Nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] B.I.Koxtetxki (1977), Ma sát trơn hao mòn máy móc, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [9] Kiều Đình Kiểm (1999), Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 [10] Nguyễn Tuấn Minh (2000), Nghiên cứu bôi trơn động khảo nghiệm sử dụng dầu APP SAE 40M cho động 1HZ lắp xe TOYOTA LANDCRUISER, Luận văn tốt nghiệp cao học, Trường đại học Bách khoa Hà Nội [11] Hồ Viết Quý (2000), Phân tích Lý – Hoá, Nhà xuất giáo dục [12] GS.TS Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất giáo dục, 2000 [13] PGS.TS Bùi Hải Triều (2002), Một số vấn đề chuẩn đoán ô tô, mýa kéo, Trường Đại học nông nghiệp I Hà Nội – Bộ giáo dục đào tạo, Hà Nội 2002 [14] GS.TS Nguyễn Anh Tuấn, PGS Nguyễn Văn Thêm, (1990), Kỹ thuật ma sát biện pháp nâng cao tuổi thọ thiết bị, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội -96[15] VS.GS.TSKH Nguyễn Anh Tuấn, TS Phạm Văn Hùng 2005, Ma sát học, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội-2005 ... thỏi hot ng ca cỏc phn t mch iu khin in t Trờn a s cỏc ng c hin i ng dng iu khin in t c b trớ chc nng t giỏm sỏt, chn oỏn v lu tr cỏc trng thỏi hot ng ca mch iu khin - Cỏc thụng s c trng ca dao... dng thớch hp Khi chn oỏn ngi ta i thoi vi c s d liu ú tỡm mt li gii phự hp Trong theo ý ngha vt lý thỡ h hng l nguyờn nhõn ca triu chng, cũn chn oỏn, h hng li c kt lun theo triu chng Khi phõn tớch... chu ma sỏt khi lng ht mi ny vt quỏ gii hn cho phộp Hn ch ca phng phỏp AAS l ch nh lng cỏc ht mi mũn vi kớch thc chớnh nh hn 5àm i vi nhng ht cú kớch thc ln hn phi ỏp dng phng phỏp Ferrograph