鐵路、船舶行業的應用

      柴油機是鐵路內燃機車的心臟，其性能的好壞直接影響著機車的運用和安全，為提高機車運用可靠性，實現柴油機故障的早期預報，我部于1997年開始利用光、鐵譜分析技術，對內燃機車柴油機的技術狀態進行不間斷的監控和診斷，建立起一套針對國產機車柴油機異常磨損的早期預報和診斷體系。
       鐵道部對229臺內燃機車開展鐵譜監測診斷，準確率達75%以上，防止機破事故9次，經濟效益和社會效益顯著。
       鐵道部北京鐵路局對ND5-370內燃機車做鐵譜分析，連續3個油樣都發現有大量鐵系和銅合金的嚴重滑動磨粒和切削磨粒，根據報警機務段扣車拆機檢查，發現3支連桿小端活塞銷鋼背銅襯套竄出，氣缸嚴重拉傷，由于處理及時，防止一起機破事故。

       在對ND5-372內燃機車做鐵譜分析時，發現有半熔融狀態鉛錫合金磨粒，后在抽取油樣中已發現有大量嚴重氧化帶有回火色的鐵、銅大顆粒，遂發出報警：柴油機主軸瓦嚴重異常磨損。機務段根據機車狀態和監測報告，果斷決定提前進入4年檢的修程。但柴油機已在返段線路上發生機破。拆機檢查表明主軸頸拉傷，主軸瓦全部報廢。

鐵譜監測發現搗固車發動機活塞損壞

       上海鐵路局上海工務機械段大型養路機械的發動機，大多采用德國道依茨公司的風冷柴油發動機。在長期數據積累中，確定將鐵、鋁、鉛等元素作為監控的重點，當其發生大幅變動時，應引起高度重視。2005年5月起，持續作業的07號搗固車發動機的檢測數據發生顯著變化。部分光譜元素數值見下表。鐵、鋁、鉬等元素數值出現持續增長，前后變動幅值極大。分析鐵譜可觀察到較多30μm至40μm的疲勞磨粒，若干個鋁質疲勞顆粒，最大尺寸達到120μm。此外還可見較多黑色氧化物磨粒等。檢測人員向設備管理和施工使用部門提出異常警報，要求停機檢查。由于施工任務極其緊張，該機一直未能予以調整檢修。7月份的光譜測試數值有所下降，其原因是現場技術人員在獲知存在部件故障警報情況下的臨時換油所致。在8月初的施工間歇期，機械進入基地檢修，發現第12缸的第一道活塞環咬死，活塞頂破損并且存在過燒跡象，若干個活塞缸套出現不同程度的拉傷，見下圖。             鋁質疲勞磨粒壞損的活塞

光、鐵譜監測診斷空壓機拉缸故障

       對XX船2#空壓機進行跟蹤監測中,每次抽取滑油樣分析都發現有150 微米的大金屬磨粒和大量小金屬磨粒，結合光譜元素數據分析， Fe、Al、 Cu磨損金屬元素濃度超標，指出該機存在異常磨損，建議對該機進行拆檢，檢修人員在出航前對該機進行拆檢后，發現該空壓機已嚴重拉缸，氣缸凸緣金屬剝落嚴重，及時更換了配件，避免了一起嚴重的機械事故，保證了順利執行任務，修理后的監測結果恢復正常。

鐵譜監測發現船舶柴油機齒輪箱內齒輪磨損故障

       柴油機是目前船舶動力裝置中占主導地位的方式之一，在船舶運行中故障率也是高的。對柴油機故障及時準確地檢測和診斷，是防止故障發生并把故障排除在萌芽狀態的關鍵。
       8NVD48A - 2U型柴油機是1942kW客船上的主機，每艘船舶均安裝兩臺8NVD48A - 2U型柴油機作為左、右主機。正常取樣周期為運行l00h。
       客船在跟蹤監測中，當左主機運行到14000 ~ 15200h期間，其鐵譜讀數值明顯增大并起伏不定，微粒數量及尺寸亦變大，通過鐵譜加熱一部分微粒呈草黃回火色，另一部分顆粒呈藍紫回火色，表明它們分別是鑄鐵及合金鋼零件的磨損產物。鋼質微粒的出現及其數量的不斷增加，是鋼質零件磨損嚴重的不正?，F象。同時了解到左主機前齒輪箱在運轉過程中有異常聲響，根據前齒輪箱內裝有多個齒輪，說明應該是齒輪箱零件故障。船舶到港后拆卸前齒輪箱檢驗，發現淡水泵中間齒輪與軸銷及海水泵中間齒輪軸銷磨損嚴重，于是全部更換，更換后鐵譜分析情況正常，運轉中無異常聲響。