油液监测与故障诊断讲义

油液监测与故障诊断讲义第1页/共135页1999、2000年，ISO公布的两份关于“机器状态监测和诊断”的文件中把油液分析、性能分析、红外热分析、振动分析、电机电流分析列为机器状态描述的五大技术手段，适用于大多数工业的预知检修。第2页/共135页油液监测技术

——通过分析被监测设备在用油(或工作介质)的性能变化和携带的磨损微粒情况，获得机器的润滑和磨损状态信息，评价机器的工况和预测故障，并确定故障原因、类型和零件的技术分析对象：汽轮机润滑油、抗燃油、绝缘油一、基本概念第3页/共135页油液状态监测的意义1）用于研究设备中摩擦副的磨损机理、润滑机理、磨损失效类型等；2）通过对在用油品的性能分析及油液的污染程度判定，为确定合理的磨合规范及合理的换油期提供依据。第4页/共135页油液监测的实施程序（1）选择监测对象，制定合理的油液监测技术和方案；（2）选取抽样；（3）制备检测油样；（4）利用检测仪器定性、定量测定检测油样有关参数；（5）处理与分析检测数据；（6）根据数据处理分析结果，判断设备磨损状态。若有异常，还需判断异常部位、异常程度及其原因，并预报可能出现的问题。（7）提出改进设备异常状况的措施。 离线监测在线监测第5页/共135页二、油液监测技术原理

油液变质和油品质量劣化原因：1）高温、高剪切、氧化、硝化、硫化等作用和反应——测量粘度变化、含水量、酸值、闪点变化等；——油品劣化程度超过一定限度，及时换油

2）油液中添加剂的消耗和变质——测定添加剂含量；——添加剂含量减少，及时补充第6页/共135页润滑系统中的颗粒来源：

机械设备中摩擦副做相对运动产生磨损微粒

机械负荷、压力与温度的作用而生成微粒

空气和其他污染中夹带的污染物微粒

不同的磨损过程（跑合期、正常磨损期、严重磨损期）产生的磨粒有不同的特征（形状、尺寸、表面形貌、数量和粒子的分布），反映不同的磨损失效类型（粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损等），根据颗粒的材料和形态不同就可以诊断出磨损部位和原因。

第7页/共135页加速磨损正常运行阶段磨合阶段时间与金属磨损量的关系金属磨损量ABC第8页/共135页（一）油液监测内容：油品分析污染物分析磨损颗粒分析；三、油液监测技术第9页/共135页1、油品分析

（1）油品理化性能指标监测——从油液本身的品质的角度出发，分析各项物理和化学指标是否符合标准，油品是否裂化变质，从而推测出部分设备状态信息。主要目的：监控油品质量，确定换油周期，保 证正常润滑。

第10页/共135页典型的油液状态指标：粘度 水分含量TAN（总酸度） 固体颗粒总含量TBN（总碱度） 闪点机械杂质 铜腐蚀抗泡沫性 抗乳化性。

第11页/共135页理化性能特征分析颜色：

反映油精制程度和稳定性，可以大致 估量其氧化、变质和受污染情况

——被污染或被氧化，颜色变深粘度：反映油品油性和流动性。

——氧化、不溶物增加，粘度增加

——低粘度油品或水渗入、高分子聚合 物受剪切力变化，粘度降低闪点：反映油品蒸发性，着火危险性的指标

——油品被燃物稀释或高温裂化，降低第12页/共135页总酸值： 新油表示精制深度，或添加剂加入量； 旧油表示氧化变质的程度

——被氧化产生酸性物质，总酸值升高总碱值： ——高碱量油品污染，总碱值升高

——高碱度添加剂损耗、水分渗入，总 碱值降低水分： 反映油品品质。

——系统泄漏或空气中的水分凝结导致 油品中有水

第13页/共135页理化性能指标监测：

水分仪、粘度测试仪、酸碱度测定仪、闪点测定仪等

红外光谱技术定量测试在用油的氧化值、硫化值、硝化值、积碳、水分、乙二醇、燃油稀释度等参数第14页/共135页理化性能监控润滑油过程：1、定期抽取油样；2、选定测试参数，以时间为横坐标，以测试值为纵坐标，得到一条曲线；3、通过曲线的突变点可以判断是否需要更换润滑油或进行设备检修。

第15页/共135页2、污染度监测分析污染主要来源：1）在摩擦热的作用下油品本身氧化产生树脂类不溶物、胶质、高聚物、积炭等污染杂质；2）运动摩擦副产生的固体金属颗粒或由于设备泄漏带入空气中混杂的粉尘、砂石、金属碎屑等危害：加速设备磨损

污染度的测量：颗粒计数法、红外光谱技术

铁谱技术第16页/共135页 3、磨损颗粒的监测

油样中可获得磨损颗粒的信息：（1）磨屑的浓度和颗粒大小——反映设备磨损的严重程度（2）磨屑的大小和形貌——反映磨屑产生的原因，即磨损发生的机理（3）磨屑的成分——反映磨屑产生的部位，亦即零件磨损的部位综合以上信息判断机器健康状况第17页/共135页磨损颗粒元素的表征硅：尘埃，不良的空气隔滤铁：环，衬垫及一般部位的磨损铬：环及衬垫磨损，漏水(含铬酸盐的抑制剂)铜：止推环，铜铅或青铜轴承铅：铜/铅轴承及铅喷溅点铝：活塞钠及硼：水分处理抑制剂锡：青铜轴承锌：含锌的添加剂第18页/共135页常用的磨损颗粒分析技术：1）光谱分析法：<8µm磨粒分析，定量分析，但不能获得磨粒形态的信息2）铁谱分析法：<100µm磨粒分析，可获得颗粒形态及成分等方面的信息3）磁塞检测法：>100µm磨粒分析，直接对磨粒的大小、数量和形态的观测第19页/共135页案例1：故障描述：某电厂2号机组（300MW）短时间内2号瓦瓦温94℃

，轴振176μm

的异常。检测方案：

2号机组主冷油器取样，2号机组2号瓦回油取样。进行油样铁谱分析、光谱分析、颗粒度分析检测结果：在2号机组2号瓦回油样品中发现了过热形态的铅/锡合金颗粒。由于汽轮机大轴轴承乌金瓦多以铅/锡类合金为主，此类颗粒在轴瓦油样中的存在表明乌金瓦出现了磨损现象。验证：2号机组小修中，分别于6号瓦轴颈处发现深约1.5mm，宽约1mm的划伤。2号瓦发现最大如手掌大小的乌金破损及数个较小的磨损块第20页/共135页第21页/共135页案例2：故障描述：某机组从7月开始出现振动高现象，8月20日润滑油取样时发现油中有微量颗粒状杂质，拆下的滤网上有光亮颗粒物质，对此进行铁谱分析，结果见表1故障分析：油中有个别锡基合金磨损颗粒,尺寸较小表1

8月对运行油中磨损颗粒和污染杂质特征(铁谱定性分析)第22页/共135页故障分析：滤网上沉积的白色光亮金属颗粒主要是锡基白合金磨损颗粒,尺寸较大,且有较多疲劳剥落颗粒,以此判断已因振动问题引起轴瓦发生一定磨损表2

8月对滤网沉积物的磨损颗粒和污染杂质特征的分析结果第23页/共135页故障分析：磨损表面出现高温氧化痕迹,说明磨损情况已较严重验证：停机检修翻瓦结果,透平2#瓦和辅助齿轮箱1#瓦损坏比较严重,主要现象为点蚀剥落,其它瓦基本完好,仍可继续使用,与铁谱分析结果一致表3

9月对滤网沉积物的磨损颗粒和污染杂质特征的分析结果第24页/共135页第25页/共135页（二）油样监测分析技术理化指标分析技术 光谱分析技术铁谱分析技术磁塞及探测技术颗粒计数技术气相色谱分析技术等第26页/共135页——根据润滑油中各种元素吸收或发射光谱的不同，来判断油中磨粒的成分和含量，并判断相应零件的磨损状态

发射光谱仪原理：

——不同元素原子核外电子受激发后放出的光辐射都具有与该元素相对应的特征波长。根据不同波长上的谱线就能知道是什么元素，根据谱线的强弱判断出元素的含量

1、光谱分析技术

第27页/共135页

原子发射光谱示意图第28页/共135页原子吸收光谱仪工作原理第29页/共135页美国超谱M/C-W型油料分析光谱仪第30页/共135页国产NIR-3000近红外光谱仪第31页/共135页2、铁谱分析

——它利用高梯度的强磁场将润滑油中所含的机械磨损颗粒和污染杂质有序地分离出来，借助显微镜对分离出的微粒和杂质进行有关形貌、尺寸、密度、成分及分布的定性、定量观测，以判断机械设备的磨损状况，预报零部件的失效第32页/共135页铁谱技术的优势：A.

能分离出润滑油中所含较宽范围内的磨屑，应用范围广。B.

通过对磨屑的定性观察和定量测量，可判断磨损发生的部位以及磨损程度。即可以提供

更丰富的故障特征信息。铁谱仪类型：分析式、直接式、在线式、旋转式

第33页/共135页（1）分析式铁谱仪——油样中的磨粒在重力、浮力、油的粘滞力和磁场力的作用下，按尺寸大小沉积在玻璃基片上，并沿磁力线方向排列成键状，经过除油和固定处理，制成铁谱图片。再在铁谱显微镜下对基片上沉积的磨损微粒进行大小、形态、成分、数量等方面的特征进行定性观测和定量分析应用：（1）分析摩擦副表面磨损程度（2）推断磨损部位和磨损机理第34页/共135页分析式铁谱仪的工作原理第35页/共135页（2）直读式铁谱仪——在分析式铁谱仪的基础上研制。用来直接测定油样中磨粒的浓度和尺寸分布，能够方便、迅速、准确地测定油样内大小磨粒的相对数量，可以直观地反映出摩擦副的磨损程度和磨损烈度

第36页/共135页

直读铁谱仪原理图第37页/共135页（3）在线式铁谱仪——安装在机器上，定期直接显示润滑油中的磨粒浓度。由探测器和分析器两部分组成。通过表面感应式电容传感器测量出磨粒浓度，并给出磨粒的尺寸分布状况

第38页/共135页（4）旋转式铁谱仪——油样滴到旋转磁台中心处上，在离心力作用下油液向四周流散，油样中的磨粒在环形高梯度强磁场的作用下以同心圆环的形式沉积在玻璃基片上，制成一铁谱片。

第39页/共135页国产ZTP-X2型直读式铁谱仪第40页/共135页3、磁塞与探测技术——利用设置在油路系统中的磁性元件（磁塞）拦截和吸附油液中的铁磁性磨粒。磁塞技术分类：1）定期将磁塞从油路中取出，测量所捕获磨粒的量，用显微镜检查磨粒的粒度和形状；2）在磁塞中装传感器将捕获的磨粒量转换成电信号，此电信号与捕获的铁磁性磨粒总量成正比，

第41页/共135页4、色谱分析

——又叫层析法，是一种物理分离技术

分离原理：使混合物中各组分在固定相和流动相间进行分配。当流动相中的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用，在同一推动力作用下不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后次序从固定相中流出。

第42页/共135页液相色谱：液体为流动相气相色谱：气体为流动相（变压器油分析）通过分析溶解在油中的CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2、H2等气体（潜伏性过热和放电性故障产生的气体）来判断设备故障

第43页/共135页美国TraceGCUltra气相色谱仪第44页/共135页变压器故障状态的判断（1）特征气体组分法（初步判断）故障类型

主要气体组份

次要气体组份

油过热

CH4、C2H4、C2H6、H2油纸绝缘中局部放电

CH4、CO、H2C2H6、C2H2、CO2油中火花放电

C2H2、H2进水受潮或油中有气泡

H2油老化

CO、CO2第45页/共135页（2）成分超标分析法故障类型超标成分油纸绝缘受潮H2高能量放电（电弧、多点接地短路）C2H2（增长速度快）第46页/共135页（3）比值判断法特征气体：CH4、C2H6、C2H4、C2H2、H2K1K2K3（比值编码）故障性质故障部位000无故障

正常老化

010低能量密度，局部放电

含气空腔中的放电

001低于150℃的热故障包有绝缘层的导线故障021300-700℃中等温度过热故障

铁芯部过热、铁芯和外壳环流、铁芯点接地短路，裸金属过热

第47页/共135页1.装置：在线监测装置、常规油色谱监视2.C2H2

浓度已大于注意阀值5μL/L3.三比值编码为102码4.诊断结果：局部放电兼高温过热第48页/共135页5、颗粒计数技术——评定油液内固体颗粒污染程度的一项重要技术。原理：把油样内的颗粒进行粒度测量，并按预选的粒度范围进行计数，从而得到有关颗粒粒度分布方面的重要信息。应用：判断油液的污染程度第49页/共135页颗粒计数技术分类：（1）

显微镜颗粒计数技术

——将油样经滤膜过滤，然后将滤膜烘干，放在普通显微镜下统计不同尺寸范围的污染颗粒数目和尺寸。优点：定性了解磨损类型和磨损微粒来源，装备简单。缺点：操作费时，误差较大，再现性较差。

（2）自动颗粒计数技术

——当颗粒经过传感器时输出反映颗粒大小的信号并同时计数。优点：不需要从油样中分离出固体微粒第50页/共135页——检测分析油品的物理和化学指标 检测设备主要包括：水分仪粘度测试仪酸碱度测定仪闪点测定仪红外光谱仪等6、理化指标分析技术第51页/共135页油中水份在线检测仪第52页/共135页

快速油粘度计第53页/共135页THY-20B型油质检测仪第54页/共135页7、油液监测分析技术应用磨损状况分析： 光谱技术 铁谱技术 磁塞检测技术油品性能分析： 红外光谱分析

色谱分析

颗粒计数技术

理化指标分析技术污染度的测量： 颗粒计数法 红外光谱技术 铁谱技术第55页/共135页油液监测分析实例

油液监测

根源故障案例

固体颗粒物、酸值超标（带电液伺服阀的汽轮机旁路系统）

外部入侵污染物内部生成污染物

汽轮机旁路系统不能投热备用固体颗粒物、水分、酸值超标（送风机、引风机、一次风机）

外界侵入污染物长时间不检验油质，发生干磨擦

引风机转子发生飞脱瓦温高振动故障频发第56页/共135页红外温度监测与诊断第57页/共135页红外监测技术

——通过接收物体发出的红外辐射，测出物体表面温度及温度场分布，并将其热像（设备表面红外辐射强度分布的可见图像）显示在荧光屏上重现物体表面的温度分布情况，从而判断物体表面的发热情况

红外成像诊断

——通过对运行设备温度场的空间分布特征分析和热像图谱的研究，提出设备故障或事故隐患的性质、故障点和严重程度一、概述第58页/共135页红外监测与诊断技术在火电厂的应用： 电气开关 输电线路 变压器套管 控制线路（弱电系统） 励磁机碳刷 设备保温等

第59页/共135页优点：操作安全（不接触）灵敏度高（0.1℃

）诊断效率高（响应速度可以高达纳秒）测温范围广（摄氏负几十度直至千度以上）空间分辨率高（测器的瞬时视场很小）缺点：标定困难（辐射系数、环境影响）设备内部热状态难以确定使用不便（有些热像仪的探测器需要致冷）价格昂贵

第60页/共135页二、红外温度检测基本原理

红外辐射（红外线、热辐射）介于可见光区和微波之间的电磁辐射，波长0.75〜1000µm

近红外波段 波长为0.75〜1.5µm

中红外波段 波长为1.5〜6.0µm

远红外波段 波长为6.0〜40µm

极远红外波段 波长大于40µm

第61页/共135页图3—1电磁波谱第62页/共135页1、基本物理量和辐射定律

（1）黑体 入射辐射能投射到一物体表面时，发生吸收、反射、透射，三者之和为1

黑体——一个理想的物体，能全部吸收投射到其表面上的入射辐射（即α=1），且所吸收的红外线能量与发射的红外线能量相等，并且红外线的吸收率、辐射率与表面温度及波长无关第63页/共135页（2）辐射强度I——点辐射源在给定方向小立体角内的辐射功率(又称辐射通量)与该小立体角之比的极限值描述点源发射功率对于空间分布特性的物理量

测量辐射强度时，要把探测器对准所需的方向（大多数辐射源在各方向上的辐射功率不同）第64页/共135页（3）辐射率

ε

——物体的实际辐射强度和同温度下黑体辐射强度之比值描述物体辐射或吸收红外的能力表示实际物体辐射的本领与黑体辐射接近程度实际物体辐射率的测定比较困难

第65页/共135页（4）基尔霍夫（Kirchhoff）定律

——物体辐射红外线的能力正比于其本身吸收红外线的能力，任何一个物体的红外辐射能密度可表示

增加物体辐射红外线能力的常用方法就是使它的表面具有最小反射红外线的能力

第66页/共135页（5）斯蒂芬—玻耳兹曼定律

——物体红外辐射总功率与其自身的热力学温度的四次方成正比

物体表面温度愈高，辐射的红外能量愈大

第67页/共135页（6）普朗克定律——波长表示的黑体光谱辐射出射度随波长和物体温度的变化而变化温度越低，辐射出射度总量越集中在长波范围温度越高，则集中在短波范围

第68页/共135页（7）维恩位移定律——黑体红外辐射的波长与辐射能量之关系（对应于辐射能量最大的波长称为辐射的峰值波长λmax)

温度升高，峰值波长变短

电力设备一般缺陷温度低于500K，应选择波长为8〜14µm的工作波长

第69页/共135页（8）郎伯余弦定律——黑体在任意方向上的辐射强度与观测方向相对于辐射表面法线夹角的余弦成正比实际做红外检测时应尽可能选择在被测表面法线方向进行

第70页/共135页2、选择红外检测仪器的基本原则

（1）接收辐射信号最大原则

高温目标用3〜5µm，低温目标用8〜14µm沿法线方向（2）辐射对比度最大原则

选择合适的红外热像仪中心响应波长

第71页/共135页3、红外检测仪器的影响因素

（1）发射率的影响

发射率修正（2）背景辐射

目标充满检测仪器的视场

避开阳光

合适的检测距离和仪器视场角

（3）环境介质（气体、尘埃、烟雾）

选择工作波段、窥管、调整发射率

第72页/共135页火电厂红外测温经验:（1）准确确定被测物体的发射率；（2）被检设备必须带30%以上的负荷，必要时应为等高峰负荷。检查时负荷越高，越易发现问题；（3）避免周围环境高温物体的影响。避免直射阳光下检测，在足够的负荷下进行；（4）使用短波仪器测量高温物体；（5）对于透明材料，背景温度应低于被测物体温度；（6）热像仪扫描镜头垂直对准被测物体表面，在任何情况下都不能超过30°角；第73页/共135页（7）正确选择测量的距离系数，把目标最大限度包括进去；（8）设备热像应进行电气相间比较或相同、相近设备的比较，注意变电运行设备发热相互间产生热辐射，干扰测量精度；（9）设法了解过热设备内部的状况；（10）查找不正常的温度要同时注意热点和冷点；（11）避免仪器在强磁场环境下工作；（12）测量值受到温度高低、表面的反射和背景温度等多种因素的影响，应对读数进行修正，使测量值尽可能准确；第74页/共135页三、红外热成像及典型故障识别

红外热成像——对物体表面发出的电磁辐射进行非接触式测量，被测的辐射量与物体温度成比例。从观察者角度重现设备红外辐射的物理过程为红外热成像红外热像仪——将红外辐射分布转换成可观察的物理量（温度）或可见光图像（热像）的器件或仪器第75页/共135页黑白热像——在热像上用不同的灰度表示不同的红外辐射能量密度亮的地区代表红外辐射能量密度大、温度高暗的地区代表红外辐射能量密度小、温度低彩色热像——在热像上用不同彩色表示不同的红外相射能量密度第76页/共135页红外热像强度标准

组织

测量值与正常值比较

程度

EPRI

（适合所有类型设备）100F～150F轻度160F～500F

中度510F～1000F

重度≥1010F

危险美国军方

（适合所有类型设备）180F～440F可接受450F～710F重要720F～1250F

强制≥1260F立即欧洲标准化组织（适合电气设备）

≦180F轻度190F～630F中度630F～1350F

重度≥1360F

危险第77页/共135页（1）导体接触不良故障（主要过热缺陷形式）

原因：接触电阻增大将部分电能转化成热能 以热量的形式释放出来，导致设备及 连接件温度升高特征：发热功率与负荷电流平方成正比，在 设备表面相关部位形成局部特征性热 场分布。发热功率和表面红外热像随 负荷电流改变故障：各焊接接头、引线连接、动静触头、 闸刀口与触片等处1、红外热像仪诊断设备故障类型

第78页/共135页母线红外热成像第79页/共135页（2）漏磁和涡流故障

原因：具有磁回路的高压电气设备，由于漏磁、绝缘破损，引起短路环流和铁损增大，导致铁制箱体涡流发热或铁芯局部过热特点：以环流或涡流中心为最高温度的过热区

故障：发电机和电动机定子铁芯过热； 变压器、电抗器、电压互感器和电流互感器铁芯片间短路； 变压器和电抗器箱体涡流发热等

第80页/共135页（3）设备内部绝缘故障原因：高压电气设备的内部绝缘由于密封不良，进水受潮，绝缘介质老化，介质损耗增大，导致电气绝缘性能下降，甚至局部放电或击穿特征：设备整体性发热，上高下低的热场分布； 改变负荷的情况下外部红外热像无明显变化

故障：

发电机定子主绝缘劣化、脱壳与击穿；

变压器套管或避雷器受潮； 高压油断路器受潮或油质劣化等第81页/共135页

绝缘缺陷检查第82页/共135页（4）电压分布异常和泄漏电流增大故障

一些高压电气设备内部故障本身并不会产生过热，但故障可改变其正常运行时的电压分布或泄漏电流，在设备外表面产生异常的特征性热场分布

故障：避雷器第83页/共135页（5）油浸电气设备缺油故障 油浸高压电气设备，因漏油而造成缺油或假油位。由于油面上下介质热物性参数差异较大、在设备外表可产生与油位对应的明显温度梯度。故障：油断路器、耦合电容器、电流互感器、电压互 感器、变压器套管与油枕等第84页/共135页变压器套管检查油位异常油位正常第85页/共135页（6）电动机和发电机故障 有问题的轴承引起铁芯或绕组线圈的损坏，有毛病的碳刷损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈，还可能引起驱动目标的损坏。故障：

发电机、电动机轴承振动或润滑冷却油量不足； 电动机轴瓦接触不良导致轴承温度过高； 负荷不平衡； 绕组短路或开路；

碳刷、滑环和集流环、换向器发热；绝缘状态的劣化等第86页/共135页励磁碳刷检查第87页/共135页（7）锅炉

火焰监测（锅炉炉膛灭火或燃烧不正常）；耐火材料及保温层破损；烟温监测，可及时发现锅炉堵灰；炉管堵塞、结垢（例如水冷壁管子堵塞）；热气泄漏；安全阀泄漏等第88页/共135页

烟道检查炉墙检查第89页/共135页火焰分析第90页/共135页（8）热力系统破损及漏热故障阀门或接头泄漏；锅炉及输热管道保温效果差或破损；高温省煤器或热交换器内侧保温材料劣化和损伤脱落；

烟囱内壁破损；地下管道泄漏；冷凝器回流管堵塞、变窄；凝汽器泄漏等。第91页/共135页（9）其他故障储煤堆自燃监测与预报；电厂温排水热污染监测；高压绝缘子的检零等第92页/共135页典型的设备红外热成像

第93页/共135页

变压器过热检查第94页/共135页变电站的绝缘子和连接器检查第95页/共135页第96页/共135页第97页/共135页第98页/共135页第99页/共135页第100页/共135页2、红外测温的诊断方法（1）表面温度判断法主要根据测得的设备表面温度值，对照GB763的有关规定，可以确定一部分电流致热设备的缺陷；对于温度（或温升）超高标准的不能正常工作的设备，可根据设备温度超标的程度、设备负荷的大小、设备的重要性及设备承受机械应力的大小来确定设备缺陷的性质。第101页/共135页（2）温差判断法 电流致热型设备若发现设备的热态异常，应按规定进行准确测量并计算相对温差值，判断设备的缺陷的程度；对于负荷小、温升小，相对温差大的设备，如果有条件改变负荷率，可增大负荷电流后进行复测，以确定设备的缺陷性质第102页/共135页（3）同类比较法在同一电气回路中，当三相电流对称的设备，同时比较三相或两相电流致热型设备对应部位的温升值，来判断设备是否正常，当负荷电流不对称时应考虑负荷电流的影响。对于型号规范相同的电压致热设备，可根据它的温升值的差异来判断设备是否正常；同类设备同部位比较、上下节比较来判断设备是否正常。电压致热型设备的缺陷宜用允许温升或同类允许温差判断确定一般情况下，同类温差超过允许温升值30%时应定为重大缺陷第103页/共135页（4）热谱图分析法根据同类设备热谱图的差异来判断设备是否正常（5）档案分析分析法分析同一设备在不同时期检测数据（例如温升、相对温差和热谱图）找出设备致热参数的变化趋势和变化速率，以判断设备是否正常第104页/共135页四、典型红外装置

1、红外辐射测温仪

红外探测器接收目标辐射并转变成电信号

目标显示器光学系统红外探测器微电机调制盘放大器第105页/共135页光机扫描热像仪原理图1—被测物体2—光学聚焦系统3—行扫描镜4—帧扫描镜5—红外探测器6—信号处理器7—视频显示器第106页/共135页红外热像仪一般分为： 光机扫描热像仪 焦平面阵列热像仪 红外热电视

第107页/共135页（1）光机扫描热像仪组成：光学聚焦系统、行扫描镜、帧扫描镜、红外探测器、电子信号处理器和视频显示器红外辐射——聚焦系统——行扫描镜和帧扫描镜——红外探测器（液氮冷却）——红外探测器——转变成电信号——可见图像第108页/共135页（2）焦平面阵列热像仪

没有光机扫描系统

非制冷第109页/共135页（3）红外热电视（热释电摄像管成像装置）组成：成像镜头，热释电摄像管、摄象机电路、显示器和温度标定电路。红外辐射——热释电摄像管（PEV）——热图像转变成视频信号

第110页/共135页泄漏监测与诊断第111页/共135页一、泄漏分类

1、按泄漏物质分：气态、液态、固态2、按介质泄漏量分：渗漏、滴漏、喷漏

3、按泄漏部位分：本体泄漏、密封泄漏

4、按泄漏介质流向分：向外泄漏、向内泄漏、内部泄漏5、按泄漏发生频率分：突发性、渐进的

第112页/共135页根本原因——存在压差1、材料失效腐蚀（晶间腐蚀、应力腐蚀）磨损（流动受阻及方向改变处）裂纹2、密封失效制造质量差、安装不正确、密封件老化、被腐蚀、磨损3、人为因素麻痹疏忽、管理不善、违章操作二、泄漏原因第113页/共135页1、液压法：容器内充一定压力的油或水2、皂泡法：容器内充气体，外壁或焊缝上涂抹肥皂液3、气泡法：容器内充入一定压强的气体后浸入水中4、氨显色法：容器内充二氧化碳，外部用氨气指示5、超声波检漏法：接收超声波检查泄漏6、氦质谱检漏：氦通过漏孔被吸入质谱室，根据氦离子流强度判断被检容器漏孔大小

7、红外线检漏法

二、检漏方法第114页/共135页三、超声波基本性质

声波（弹性波）——机械振动在弹性体中的传播声波振动传播时，只有能量的传输而无质量的传递波动中前进的只是波，振动质点并不随波而移动，只是在自己的平衡位置附近振动超声波（f>20kHz）超声波检测中，常用的频率范围为0.4—5MHz第115页/共135页

超声波的基本波形第116页/共135页（1）声速

——超声波在介质中传输的速度即介质的声速，表示一秒钟超声波等相位面所通过的距离，与介质的密度和弹性性质有关。

超声波传播速度与介质本身的温度、弹性模量、密度、泊松比、硬度等特性相关。第117页/共135页

——超声波在传播过程中，其波束以某一扩散角从声源辐射出去（与声源的直径D、波长λ有关）波束的半扩散角θ越小，其指向特性越好声源直径一定时，频率越高（波长越短），指向特性越好

超声波束的指向性（2）指向特性

第118页/共135页（3）超声波用于检漏的原因漏孔产生空载超声波超声波具有指向性，可追寻出产生源位置；超声波很容易作阻隔或遮蔽，容易确认出产生源；噪音与超声波频率范围不同，可使用于噪音环境；超声波的变化可预知潜在的故障；超声波仪器操作简单第119页/共135页压力/真空系统示意图第120页/共135页超声波检漏仪原理图功率放大外差调频滤波器耳机放大A/D存储显示放大器传感器真空泄漏部位超声波检漏仪探头，将接收到的空载超声波信号——换为人耳可听见的声波信号——由专用的耳机和仪器显示

第