2026-07-02
李建宏
（山西通才工貿(mào)有限公司，山西曲沃 043409）
摘 要：高線精軋機(jī)作為高線生產(chǎn)的核心設(shè)備，輥箱油膜軸承的潤滑狀態(tài)直接決定設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與生產(chǎn)的連續(xù)性。潤滑油的水活性、含水量、清潔度、粘度、回油金屬磨損顆粒等關(guān)鍵指標(biāo)是體現(xiàn)潤滑系統(tǒng)健康狀態(tài)的核心要素，傳統(tǒng)離線監(jiān)測存在檢測滯后、數(shù)據(jù)不連續(xù)、無法實(shí)時(shí)預(yù)警等弊端。本文以某高線精軋機(jī)稀油潤滑系統(tǒng)為研究對(duì)象，結(jié)合監(jiān)測實(shí)際數(shù)據(jù)，分析潤滑油清潔度、粘度、金屬磨損顆粒、含水量等指標(biāo)的在線監(jiān)測技術(shù)原理與應(yīng)用效果，闡述在線監(jiān)測在實(shí)時(shí)掌握油品狀態(tài)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患、降低設(shè)備故障率、提升生產(chǎn)效率等方面的顯著優(yōu)越性，為軋鋼高線精軋機(jī)潤滑系統(tǒng)的智能化運(yùn)維提供參考。
關(guān)鍵詞：精軋機(jī)；潤滑油；在線監(jiān)測；清潔度；磨損顆粒
1 引言
高線精軋機(jī)在軋制過程中處于高速、重載、高溫潮濕的工作環(huán)境，油膜軸承是其核心傳動(dòng)部件，潤滑油通過形成穩(wěn)定油膜實(shí)現(xiàn)軸承的潤滑、冷卻與密封，是設(shè)備安全運(yùn)行的“血液”。潤滑油的粘度直接影響油膜形成能力，清潔度反映油品污染程度，金屬磨損顆粒則直接表征設(shè)備內(nèi)部的磨損狀態(tài)，含水量主要反映雙唇密封使用狀態(tài)，四項(xiàng)指標(biāo)的異常變化會(huì)直接導(dǎo)致油膜失效、輥箱軸承磨損加劇，甚至引發(fā)設(shè)備停機(jī)事故。
傳統(tǒng)的潤滑油監(jiān)測采用離線取樣化驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瓒ㄆ趶臐櫥到y(tǒng)中抽取油樣，送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)檢測，存在檢測周期長、數(shù)據(jù)具有離散性、故障預(yù)警滯后等問題，難以適應(yīng)高線生產(chǎn)連續(xù)化、高速化、高效化的運(yùn)維需求。隨著工業(yè)智能化技術(shù)的發(fā)展，潤滑油關(guān)鍵指標(biāo)在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，可實(shí)現(xiàn)對(duì)粘度、清潔度、金屬磨粒、含水量等關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)、連續(xù)、精準(zhǔn)檢測，為潤滑系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。本文結(jié)合某高線精軋稀油潤滑系統(tǒng)安裝在線監(jiān)測應(yīng)用與實(shí)踐，深入探討該技術(shù)的存在的優(yōu)越性，為軋鋼行業(yè)潤滑系統(tǒng)的智能化升級(jí)提供參考。
2 高線精軋機(jī)潤滑油關(guān)鍵指標(biāo)的表征意義
在線監(jiān)測的核心是對(duì)潤滑油中與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，明確各指標(biāo)的表征意義是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)診斷的基礎(chǔ)。以該高線精軋機(jī)稀油潤滑系統(tǒng)在線檢測為例，在潤滑系統(tǒng)出油管道、回油管道適當(dāng)位置設(shè)置多維度監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。核心監(jiān)測指標(biāo)及表征意義如表1所示。
其中，粘度是潤滑油的核心理化指標(biāo)，40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度直接決定其在軸承間隙內(nèi)的油膜形成厚度及承載能力，粘度異常升高或降低會(huì)導(dǎo)致油膜承載能力下降，引發(fā)軸承發(fā)生干摩擦；清潔度以NAS 1638為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)值越高表示油品中固體污染物越多，污染物會(huì)加速軸承組件的磨損；機(jī)械雜質(zhì)以金屬磨損顆粒為核心，不同粒徑、種類的金屬顆粒可直接反映設(shè)備內(nèi)部的磨損部位與磨損程度，如鐵磁顆粒（Fe）主要來自軸承、齒輪的磨損，非鐵顆粒則與密封、襯套等部件相關(guān)，是設(shè)備早期故障的重要預(yù)警信號(hào)；水活性與水含量值表示當(dāng)前狀況下水分游離水析出的風(fēng)險(xiǎn)程度、出油含水反映水分污染程度；回油常量水含量體現(xiàn)對(duì)潤滑系統(tǒng)密封件維護(hù)水平。
3 高線精軋機(jī)潤滑油在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用情況
本次分析以高線精軋潤滑系統(tǒng)為對(duì)象，選取2025年5月的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)為分析樣本，該系統(tǒng)在出油管、回油管分別配置粘度傳感器、清潔度傳感器、微量水傳感器、金屬磨粒與非金屬顆粒傳感器等檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)粘度、清潔度、水含量、金屬顆粒等指標(biāo)的實(shí)時(shí)采集、傳輸與分析，監(jiān)測頻率達(dá)到秒級(jí)，可自動(dòng)生成指標(biāo)趨勢圖并實(shí)現(xiàn)異常閾值報(bào)警。
3.1 核心指標(biāo)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)特征
2025年5月間，該高線精軋稀油潤滑系統(tǒng)核心指標(biāo)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示，各項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)連續(xù)的動(dòng)態(tài)變化特征，可完整反映潤滑系統(tǒng)全月的運(yùn)行狀態(tài)。
從指標(biāo)變化趨勢來看，清潔度與水活性在本月出現(xiàn)兩次明顯的異常升高，在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉到該變化并發(fā)出預(yù)警，現(xiàn)場運(yùn)維人員及時(shí)采取處理措施后，指標(biāo)迅速恢復(fù)至正常范圍；金屬磨損顆粒的各項(xiàng)指標(biāo)雖存在波動(dòng)，但整體處于可控范圍，未出現(xiàn)超出閾值的異常變化，設(shè)備磨損狀態(tài)穩(wěn)定。
3.2 在線監(jiān)測的故障預(yù)警與處置效果
在線監(jiān)測系統(tǒng)通過對(duì)指標(biāo)變化趨勢的實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)潤滑系統(tǒng)潛在故障的早期預(yù)警。本次監(jiān)測中，水活性與清潔度的兩次異常升高，經(jīng)現(xiàn)場核查，分別為外 部氧化鐵皮粉塵侵入潤滑系統(tǒng)、雙唇密封輕微漏水導(dǎo)致，由于在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)預(yù)警，運(yùn)維人員在指標(biāo)異常初期立即采取了濾芯更換、雙唇密封檢查、油品過濾、開脫水機(jī)分離凈化等有效措施，并未導(dǎo)致各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)一步惡化，也未引發(fā)設(shè)備磨損加劇或油膜軸承故障停機(jī)事故。
對(duì)比傳統(tǒng)離線監(jiān)測模式，若按每月1-2次的取六頻率，極有可能錯(cuò)過指標(biāo)的異常變化時(shí)間節(jié)點(diǎn)，待離線檢測發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，污染物與水分已在潤滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，可能造成軸承的不可逆磨損，甚至引發(fā)輥箱油膜軸承燒損等嚴(yán)重故障。本次在線監(jiān)測的實(shí)踐應(yīng)用，充分驗(yàn)證了其在故障早期預(yù)警、及時(shí)得到處置方面的良好效果。
4 高線精軋機(jī)潤滑油關(guān)鍵指標(biāo)在線監(jiān)測的核心優(yōu)越性
結(jié)合該高線精軋機(jī)潤滑系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，相較于傳統(tǒng)離線監(jiān)測模式，潤滑油的清潔度、水活性及含量、機(jī)械雜質(zhì)、粘度等指標(biāo)的在線監(jiān)測在軋鋼高線生產(chǎn)中展現(xiàn)出顯著的技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)越性，核心體現(xiàn)在實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、預(yù)警性、智能化等多個(gè)方面。
4.1 指標(biāo)檢測的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)故障早期預(yù)警
在線監(jiān)測系統(tǒng)通過在潤滑系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)布置傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)粘度、清潔度、機(jī)械雜質(zhì)等指標(biāo)的秒級(jí)采集與實(shí)時(shí)傳輸，可即時(shí)捕捉指標(biāo)的微小異常變化。而傳統(tǒng)離線監(jiān)測的取樣、化驗(yàn)周期通常為7-30天，檢測結(jié)果存在明顯的滯后性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)指標(biāo)異常時(shí)，設(shè)備可能已處于故障發(fā)展階段，甚至已出現(xiàn)輕微磨損，設(shè)備隱患已初步形成。
在線監(jiān)測的實(shí)時(shí)性可實(shí)現(xiàn)設(shè)備潤滑系統(tǒng)“早期故障預(yù)警”，將故障發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)從“故障發(fā)生后”提前至“故障萌芽階段”。如本次監(jiān)測中清潔度與水活性的異常變化，在出現(xiàn)初期即被實(shí)時(shí)捕捉，運(yùn)維人員及時(shí)采取處置措施，有效避免了故障的進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了“防患于未然”的運(yùn)維目標(biāo)。
4.2 數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性，完整表征系統(tǒng)狀態(tài)
潤滑油指標(biāo)的變化是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過程，設(shè)備的磨損、油品的污染均具有漸進(jìn)性特征，單一的離線取樣檢測只能反映某一時(shí)刻的油品狀態(tài)，無法形成完整的指標(biāo)變化趨勢，難以準(zhǔn)確判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)變化規(guī)律。
在線監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全年無間斷的連續(xù)數(shù)據(jù)采集，形成完整的指標(biāo)趨勢曲線，如該線精軋潤滑系統(tǒng)的水活性、清潔度、金屬磨損顆粒趨勢圖，可清晰反映指標(biāo)的波動(dòng)規(guī)律、異常節(jié)點(diǎn)及變化幅度，為運(yùn)維人員分析潤滑系統(tǒng)狀態(tài)、判斷故障原因提供完整的數(shù)據(jù)支撐。通過對(duì)連續(xù)數(shù)據(jù)的分析，還可總結(jié)設(shè)備運(yùn)行與油品指標(biāo)變化的相關(guān)性，為制定個(gè)性化的運(yùn)維策略提供依據(jù)。
4.3 監(jiān)測范圍的全面性，實(shí)現(xiàn)多維度狀態(tài)診斷
高線精軋機(jī)潤滑系統(tǒng)的故障誘因具有多樣性，油品老化、污染、設(shè)備磨損、密封破損等問題往往相互關(guān)聯(lián)，單一指標(biāo)的監(jiān)測無法全面反映系統(tǒng)狀態(tài)。在線監(jiān)測系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)粘度、清潔度、機(jī)械雜質(zhì)、水含量等多指標(biāo)的同步監(jiān)測，各指標(biāo)相互印證、協(xié)同分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)潤滑系統(tǒng)狀況的多維度全方位狀態(tài)診斷。
例如，粘度異常升高結(jié)合清潔度超標(biāo)，可判斷為油品氧化伴生污染物增多；水含量異常升高結(jié)合常量水檢測結(jié)果，可判斷為冷卻系統(tǒng)或雙唇密封破損導(dǎo)致軋輥濁環(huán)冷卻水侵入；金屬磨損顆粒粒徑增大、數(shù)量增多，并結(jié)合粘度下降，可判斷為油膜失效引發(fā)設(shè)備磨損加劇。多指標(biāo)的全面監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障原因的精準(zhǔn)定位，避免單一指標(biāo)監(jiān)測導(dǎo)致的誤判，提升故障診斷的準(zhǔn)確性。
4.4 運(yùn)維管理的智能化，降低運(yùn)維成本與員工勞動(dòng)強(qiáng)度
在線監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸、分析與異常報(bào)警，無需人工現(xiàn)場取樣與送樣以及檢測化驗(yàn)，大幅降低了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)生成監(jiān)測報(bào)告、指標(biāo)趨勢圖，替代了傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)整理與分析，提升了運(yùn)維管理的智能化水平。
從運(yùn)維成本來看，在線監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了“預(yù)測性維護(hù)”，替代了傳統(tǒng)的“定期維護(hù)”，可根據(jù)油品實(shí)際狀態(tài)制定濾芯更換、油品過濾、密封修復(fù)、設(shè)備檢修等維修計(jì)劃，避免了定期維護(hù)帶來的過度維修問題。如本次監(jiān)測中，根據(jù)清潔度的實(shí)際變化情況及時(shí)更換濾芯，而非按固定周期更換，有效節(jié)約了備品備件成本；同時(shí)，由于避免了設(shè)備故障引發(fā)的停機(jī)事故，大幅減少了停機(jī)造成的生產(chǎn)成本損失，提升了生產(chǎn)連續(xù)性與效率。以該高線生產(chǎn)為例，異常故障造成的單次精軋機(jī)停機(jī)事故的經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)數(shù)十萬元，在線監(jiān)測的故障預(yù)警作用能夠有效規(guī)避此類損失。
4.5 設(shè)備保護(hù)的針對(duì)性，延長核心部件使用壽命
精軋機(jī)油膜軸承是高線生產(chǎn)的核心易損件，其制造成本高、更換難度大，軸承的使用壽命直接決定設(shè)備的運(yùn)維成本。潤滑油的清潔度超標(biāo)、機(jī)械雜質(zhì)增多是導(dǎo)致軸承磨損加劇的主要原因，在線監(jiān)測可實(shí)時(shí)監(jiān)控油品中的污染物與金屬磨損顆粒的多少，及時(shí)采取過濾、凈化措施，保持油品清潔，有效減少污染物對(duì)軸承的磨粒磨損；同時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測粘度，確保潤滑油始終保持良好的油膜形成能力，避免干摩擦導(dǎo)致的軸承燒損。
本次監(jiān)測中，由于及時(shí)處置了清潔度與水活性的異常，油膜軸承的磨損狀態(tài)始終保持穩(wěn)定，金屬磨損顆粒濃度未出現(xiàn)異常升高，有效延長了軸承的使用壽命。實(shí)踐證明，在線 監(jiān)測可通過對(duì)潤滑油指標(biāo)的精準(zhǔn)管控，為核心設(shè)備部件提供針對(duì)性的保護(hù)，大幅降低設(shè)備的故障率與設(shè)備維修更換成本。
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
軋鋼高線精軋機(jī)潤滑油清潔度、機(jī)械雜質(zhì)、粘度、水分含量等關(guān)鍵指標(biāo)的在線監(jiān)測技術(shù)，突破了傳統(tǒng)離線監(jiān)測的滯后性、離散性弊端，實(shí)現(xiàn)了潤滑系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)、連續(xù)、全面監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)時(shí)捕捉指標(biāo)的異常變化，實(shí)現(xiàn)故障早期預(yù)警與及時(shí)處置，有效避免了設(shè)備故障引發(fā)的停機(jī)事故；連續(xù)的指標(biāo)數(shù)據(jù)為潤滑系統(tǒng)狀態(tài)診斷提供了完整依據(jù)，多指標(biāo)協(xié)同監(jiān)測提升了故障診斷的準(zhǔn)確性；同時(shí)，在線監(jiān)測推動(dòng)了運(yùn)維管理從“定期維護(hù)”向“預(yù)測性維護(hù)”轉(zhuǎn)變，降低了運(yùn)維勞動(dòng)強(qiáng)度與成本，延長了油膜軸承等核心部件的使用壽命，展現(xiàn)出顯著的技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)越性。
在線監(jiān)測技術(shù)是軋鋼高線精軋機(jī)潤滑系統(tǒng)智能化運(yùn)維的核心支撐，其應(yīng)用可有效提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、生產(chǎn)連續(xù)性，降低綜合運(yùn)維成本，對(duì)軋鋼行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要的實(shí)踐意義。
5.2 展望
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)在軋鋼行業(yè)的深度應(yīng)用，潤滑油在線監(jiān)測技術(shù)將向“多指標(biāo)融合分析 + 故障智能診斷 + 運(yùn)維策略自動(dòng)生成”的方向發(fā)展。未來可通過構(gòu)建潤滑系統(tǒng)大數(shù)據(jù)模型，整合潤滑油指標(biāo)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（如轉(zhuǎn)速、載荷、振動(dòng)、溫度）、生產(chǎn)工藝參數(shù)等多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的精準(zhǔn)預(yù)測與智能診斷；同時(shí)，可推動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)故障處置的自動(dòng)化，如當(dāng)清潔度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)油品過濾裝置，當(dāng)粘度異常時(shí)，自動(dòng)預(yù)警并提示油品更換等，進(jìn)一步提升潤滑系統(tǒng)運(yùn)維的智能化水平。
此外，可將在線監(jiān)測技術(shù)在軋鋼高線全產(chǎn)線的潤滑系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，構(gòu)建全產(chǎn)線潤滑狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備潤滑狀態(tài)的集中管控與統(tǒng)一調(diào)度，為鋼鐵企業(yè)的智能化工廠建設(shè)提供重要支撐。
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作者簡介：李建宏（1970年～），男，山西省臨汾市，大學(xué)本科，機(jī)械工程師，山西通才工貿(mào)有限公司從事的軋鋼技術(shù)工作。
來源：冶金之家
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