简而言之,铁屑是指润滑油样品中主要由铁(Fe)组成的金属颗粒或碎片。
过早识别铁质碎屑可能会导致识别系统内的磨损,如果不解决,可能会导致灾难性的设备问题。
确定样品中含铁碎片的量一直是状态监测实验室甚至最终用户设施面临的挑战。
从历史上看,光谱方法一直存在挑战,无法完全分析铁碎片载荷;ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱法)和RDE(旋转盘电极)仅能完全分析直径小于约10μm的颗粒。
铁屑的识别:考虑两种方法
1985年,Swansea Tribology Centre 推出了解决这个问题的方案:PQTM(粒子定量仪)铁碎片监测仪。自那时起,PQTM已成为油液状态监测计划的重要组成部分,并被全球大多数专门从事此项工作的实验室所使用。
PQTM是一种灵敏的磁力计,用于测量样品对磁场的影响(称为霍尔效应),从而提供样品中铁磨损的定量(尽管没有单位)结果。这一结果可以在广泛的铁质碎片浓度和粒径范围内呈可接受的线性趋势。
尽管PQTM有很多优点和好处,但也存在一些严重的局限性。PQTM允许在瓶中测量样品,但这样做时,只分析底部厘米左右。
标准仅可从制造商处获得,不可追溯到NIST(国家标准与技术研究所)。最后,存在的问题是,由于PQTM指数是一个无量纲数,因此结果是无单位的。
为了满足这些限制,已经开发了新的仪器。其中之一是新型PF100。PF100使用一组线圈绕组,一个用于测量,一个作为参考。
当插入样品时,油或油脂样品中的任何含铁材料都会改变测量线圈相对于参考线圈的电感。
灵敏的信号调节电路检测测量线圈电感的微小变化,嵌入式处理器根据校准标准解释该信号以提供质量/体积输出。
报告差异
PQTM设备和一些PPM设备等产品通常在样品下方使用单个线圈。这导致设备对样品底部的颗粒高度敏感,对顶部的颗粒不敏感。PF100测量线圈环绕样品,提供均匀的灵敏度和卓越的可重复性。
最后,PF100报告的结果以mg/kg为单位,并利用NIST可追溯标准追溯到主要铁标准。这给出了一个可量化的结果,更充分地符合质量标准。
为了确认PF100结果的可追溯性和准确性,在总共10.0007g的紫外线反应树脂中制备了0.0151g来自Sigma-Aldrich的铁粉,<10μm,≥99.9%的痕量金属基。理论结果为1510mg/kg。
一些实验室希望从古老的PQTM转换为PF100。为了确定这一点,进行了1291次比较。
使用所有数据,结果表明,在1000 PQTM指数以上,数据确实存在偏差。这可能是由于PQ没有分析整个样品,只分析了样品底部约1厘米。
删除这些数据表明这两种方法之间存在明确的相关性:
总之,PF100技术的性能将与PQTM技术相似。再加上具有NIST可追溯标准的PF100,以mg/kg为单位报告,并分析整个样品(而不是仅分析底部),这可能是一种优于古老的PQTM的方法。
测试实验室和最终用户设施可以决定使用什么测试方法和产品来确定油样中的铁质碎屑,必须考虑评估其益处、优势和局限性,以及需要报告的结果。