監控使用中的潤滑油品可瞭解設備的種種徵兆(一)
2008-07-05
吳世榮
仔細的監控使用中潤滑油品的狀況，油中磨耗金屬的程度，和其他的污染物等都可以讓我們先期的察覺設備、引擎、齒輪箱或液壓系統等裝置產生磨損或異常的警訊．而有效的應用各特定的檢測方法，可以用來分析判斷各種可能的問題來源，藉以避免設備的故障和不預期的停機．這些檢測方法的選擇，有些相當的單純，有些則十分複雜，但其重點是大都能有效的節省運轉的成本，確保可靠穩定的生產。
從過去的經驗記錄來看，絕大多數問題發生的源頭都和潤滑劑的不當儲存管理脫不了關係，這也是大多數人最常忽視的地方．所以如果能從日常的潤滑儲存管理，執行合理有效的控管，其實不必動用到基本的潤滑劑檢測，或者是繁複的分析測試方法，就可以減除這些問題。
儲存和管理
談到良好的潤滑儲存管理，首先要考慮到潤滑脂的管理，特別是要注意隨時保持大桶裝的潤滑脂其上蓋良好的密封，以避免灰塵污物進入。大多數潤滑脂看似固態狀，其實含有80%以上的潤滑油，加上10%~20%的增稠劑組成。它黏稠的特性極為容易黏附灰塵污垢，當使用在較高負載的運轉條件時，這些懸浮於潤滑脂中的污染顆粒便成為磨耗的最佳介質。結果非但沒能提供適當的潤滑減磨功能，反而造成較嚴重的金屬表面磨損。所以選用潤滑脂作為潤滑時，最好使用能夠良好密封的滑脂分配裝置來給脂．條狀的小包裝潤滑脂使用滑脂槍給脂，也可有效的杜絕灰塵污染物跟著滑脂進入潤滑系統裡。使用分配裝置來集中給脂，絕對比傳統容器給脂是為優良的選擇．傳統的滑脂容器，無論是再怎樣良好的使用習慣和工作環境，都比分配裝置給脂更容易受到污染，同時也比較浪費滑脂的使用量。當然如果僅僅是幾部機台設備，那使用滑脂分配裝置可能不太划算，不過只要是有一定程度的規模，例如每一兩個月就需消耗一大桶，則選用適當的滑脂分配裝置，能夠在很短的期間內就回收這項裝置所投入的金額。因為不恰當的給脂方法造成的滑脂的浪費和污染的損壞，其金額是非常可觀的。
接下來談談桶裝的潤滑油，經手管理200公升桶裝滑油一定要非常小心，否則水分很容易被吸入，造成滑油的污染。雖然使用者都宣稱潤滑劑儲存適當，但我們常常在客戶的現場或者是牆角空地，發現桶裝滑油散立一旁，油桶頂部塵土、積垢、銹蝕、或積水滿佈。尤其是夏日的驟雨午後，當雨水積聚在油桶的頂部時，即便是原裝未開封的油桶，水分照樣可以找到其進入桶內的途徑（圖１）。在酷熱的日照曝曬下，油桶內的滑油和上層的空氣，受高溫膨脹．空氣受熱膨脹產生壓力，部分空氣因而自油蓋密封處漏出桶外；當夜晚來臨或驟雨，使得油桶快速冷卻降溫，桶內的滑油和空氣收縮，造成部分真空的狀態，桶子上頭的積水很容易的經由大小油蓋處被吸入桶內。這種現象會因氣溫的變化，日復一日持續的累積水分於桶內，造成嚴重的水污染滑油問題。特別是開封後部分使用的油桶，其桶內空氣佔的比率增加，溫度造成的壓力變化大增，也更增加了水分進入桶內污染的機會。雖然這種水污染的問題會有很嚴重的影響，但只要能遵循正確的潤滑儲存管理，其實也很容易避免。例如：
1) 將油桶存放於室內，或可以遮蔽陽光、雨水的棚架下。
2) 讓油桶維持傾斜存放，避免水分聚集在油桶頂部，或者用大型桶罩將整個桶面蓋住，以避免水污染。
3) 將油桶橫臥存放，且大小油蓋分別在3和9點鐘位置，如此一來大小兩油口都被滑油覆蓋，所以桶內的空氣無法經此途徑漏出，而水分也不會滲入桶內。
簡易的自行觀察檢測方法
良好的潤滑管理者在日常例行的工作當中，可以自行的觀察油品的狀況，或以有限的設備來作簡易的檢測。這些基本上都是屬於油品的定性檢測分析，僅需要少量的油樣就可以進行．我們可以從所得到的結果來決定是否需要進一步作詳細完整且繁複的定量測試。
》油品顏色檢測
一般來說，使用過的工業設備用油如果顏色異常的黑，則顯示可能是高溫、過度氧化的結果。目測外觀呈現混濁或乳白色，則可能是水污染乳化的問題，應該檢視設備及運轉條件有無異常狀況、可能的水污染源、是否需要搜集油樣進一步深入的檢測分析，探討可能的因素和解決的方法。汽油引擎機油或柴油引擎機油呈現深褐色或黑色，則屬正常的現象。
對於未使用的新油，油品的顏色則無多大的意義。色澤偏黃、偏褐、較深、較淺，會因批次和添加劑等因素而有所差異，不必太過於緊張。反倒是紅色或其他加入染色劑的特殊色澤，主要是便於區分，稍微注意可以避免用錯油品。
》熱鈑試驗
將少量的油樣滴在熱至120C的金屬鈑上，如果油樣劈劈拍拍的爆裂聲，或油樣噴濺、泡沫、沸騰狀，如同熱油鍋灑入水滴，這油樣應含有水分。油中的水分含量在幾仟ppm或達1%，則上述的爆裂聲和冒泡的情況會十分明顯；如果是很少量的水分，例如幾佰ppm以下，則油樣僅會有幾聲爆裂聲響或僅僅是冒煙。
這項檢測的金屬鈑溫度超過120C，高溫的油樣可能會四處飛濺，所以要特別注意檢測的安全，以免被熱油或熱鈑燙傷。檢測技巧的熟練程度和爆裂聲響的判斷經驗，對於檢測結果有重大的影響。
》傳動系統的檢查
定期維修保養傳動系統或齒輪箱時，除了將油槽或油底殼清理乾淨以外，更重要的是檢視油過濾網及磁鐵。這可以提前發現齒輪設備的異狀，及時修護解決，避免設備的嚴重損害。尤其是新的設備在運轉磨合期後更油保養時，如果濾網或磁鐵上有異常的磨耗金屬，或從輪齒上斷裂的金屬片屑，可以進一步檢查齒輪受損的狀況，及時採取必要的措施，更換有問題的零組件，確保設備能順暢運轉，而不至於發展到不可收拾的局面。我們曾經驗過一個齒輪檢查的案例，是一部大型的推土機傳動系統，該推土機是新設備尚在保固期間。從濾網處發現有輪齒斷裂的小金屬片，經仔細的檢查齒輪系統，才發現小齒輪有兩個輪齒斷裂，判斷可能是金屬材質的處理缺陷，及時修護避免爾後傷及大齒輪導致嚴重的損壞。
》燒焦的味道
使用中的潤滑油，如果聞起來燒焦的味道，這可是一項設備毛病的警訊，建議要立即調閱運轉及保養記錄，同時檢視各運轉條件狀況，有無極端溫度、壓力、負載等情形。
》溫度
如果液壓系統的溫度明顯高過正常的操作溫度或原製造廠家所設定的溫度，很有可能是油泵或熱交換器出了問題。通常產業機械的油壓系統溫度設定不會超過60℃，某些設計或特殊設備溫度可能較高。然而溫度一旦超過80℃，應該是有問題產生，需要立即檢查油槽或管線．如果冒煙通常其溫度不會太低，應該是過高溫的現象。有些工程機械的液壓系統操作時溫度高達90℃，要特別注意根據原廠的建議用油和保養。
》油漬的痕跡
如果液壓油槽的通氣孔或加油口周圍累積著油漬，那有可能是油位過高、加油過量．灰塵污垢通常會積聚在液壓系統漏油的油封或接合處，所以良好的機台環境清潔習慣，有助於設備維護的觀察。
》濾芯的檢視
當過濾器更換後，將舊的濾器自一端切開，再把裡頭的濾（紙芯）攤開，目視檢查過濾下來的污染物和磨耗金屬。有經驗的技師可以比較污染物和磨耗金屬的狀況，推測可能碰到的問題。若是懷疑有過度磨損的現象，可取油樣送專業的測試單位作深入的檢測分析。
》壓力表
潤滑油循環系統或液壓系統上的壓力數值，可以察覺出系統相關的問題。壓力過高或過低，可能代表著過濾系統堵塞、添加的油品不適合、油位過低、系統漏油等等。
》油品添加補充記錄
潤滑系統的保養維護要詳實記錄，油品添加補充量可以瞭解系統漏油的程度，以及生產操作的狀況。
現場立即檢測或套裝檢測
這個章節所列舉的是屬於簡易的檢測方法和設備，現場的保養人員或潤滑工程師可以即刻檢測油品的相關特性，有些測試需要特殊的儀器裝置和化學藥劑。近年來由於專業實驗室能提供迅速且精確的測試結果，已取代了絕大多數現場檢測套裝儀器的工作。簡易的套裝檢測工具精確度上是有一定的弱勢，況且對於現場人員還是耗費不少時間，所以甚少被採用。
》黏度檢測
眾所周知黏度是潤滑油最重要的指標特性，由測得黏度的高低跟相關的資訊分析比較，可以判斷潤滑油是否有燃油的稀釋、氧化的程度、污染物質或是加錯其他的油品等等。簡易的現場檢測需要以參考數值作比對，來換算特定的條件、溫度下的黏度數值。最可靠的方法，仍然建議油樣儘快送至套裝油樣分析的專業單位，只需幾天的時間就可得到精確的結果。
》總鹼價檢測
攜帶式的簡易檢測工具通常會使用有刻度的容器、反應試劑和指示器來判定油品的總鹼價。這主要是以酸鹼中和的顏色變化來和參考指標比較，就可以判定油中尚存的鹼性清淨分散特性的程度。同樣的，現在可倚靠套裝油樣分析的專業單位，在很短的時間內得到精確的數值。
》磨料微粒或污染粒子檢測
對於現場監控引擎油的磨損狀況或者是液壓油的污染程度，可用注射器聯結吸量管（圖２）讓油樣通過8μ的微過濾膜（圖３），再比對殘餘在微過濾膜上的污染物或磨耗微粒（圖４），來判斷設備的磨損或運轉狀況。另外也可以選擇電動或手動泵（Minipore測試），配合使用3μ或更細的過濾膜來檢測比對液壓油的清淨度，這也需配合顯微鏡的觀察比對。
》潤滑指示牌的應用
過去有一陣子潤滑相關業界流行工廠潤滑應用管理的推展，或者說是一種宣傳的作法，但都因為過於繁雜且不符成本效益無疾而終。其實針對主要設備且需定期維護補充潤滑劑的潤滑點，可以建立適合的潤滑令或指示牌，便於現場人員日常的檢查，更可以確實給油避免誤用油品。
