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)、無法實時預警等弊端。本文以某高線精軋機稀油潤滑系統(tǒng)為研究對象，結(jié)合監(jiān)測實際數(shù)據(jù)，分析潤滑油清潔度、粘度、金屬磨損顆粒、含水量等指標的在線監(jiān)測技術(shù)原理與應用效果，闡述在線監(jiān)測在實時掌握油品狀態(tài)、及時發(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，為軋鋼高線精軋機潤滑系統(tǒng)的智能化運維提供參考。

關(guān)鍵詞：精軋機；潤滑油；在線監(jiān)測；清潔度；磨損顆粒

1　引言

高線精軋機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部件，潤滑油通過形成穩(wěn)定油膜實現(xiàn)軸承的潤滑、冷卻與密封，是設(shè)備安全運行的“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)，四項指標的異常變化會直接導致油膜失效、輥箱軸承磨損加劇，甚至引發(fā)設(shè)備停機事故。

傳統(tǒng)的潤滑油監(jiān)測采用離線取樣化驗模式，需定期從潤滑系統(tǒng)中抽取油樣，送至實驗室進行指標檢測，存在檢測周期長、數(shù)據(jù)具有離散性、故障預警滯后等問題，難以適應高線生產(chǎn)連續(xù)化、高速化、高效化的運維需求。隨著工業(yè)智能化技術(shù)的發(fā)展，潤滑油關(guān)鍵指標在線監(jiān)測技術(shù)應運而生，可實現(xiàn)對粘度、清潔度、金屬磨粒、含水量等關(guān)鍵指標的實時、連續(xù)、精準檢測，為潤滑系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷提供實時數(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)測應用與實踐，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)的智能化升級提供參考。

2　高線精軋機潤滑油關(guān)鍵指標的表征意義

在線監(jiān)測的核心是對潤滑油中與設(shè)備運行狀態(tài)密切相關(guān)的指標進行實時檢測，明確各指標的表征意義是實現(xiàn)狀態(tài)診斷的基礎(chǔ)。以該高線精軋機稀油潤滑系統(tǒng)在線檢測為例，在潤滑系統(tǒng)出油管道、回油管道適當位置設(shè)置多維度監(jiān)測點進行實時監(jiān)測。核心監(jiān)測指標及表征意義如表1所示。

其中，粘度是潤滑油的核心理化指標，40℃時的運動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導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為評定標準，數(shù)值越高表示油品中固體污染物越多，污染物會加速軸承組件的磨損；機械雜質(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警信號；水活性與水含量值表示當前狀況下水分游離水析出的風險程度、出油含水反映水分污染程度；回油常量水含量體現(xiàn)對潤滑系統(tǒng)密封件維護水平。

3　高線精軋機潤滑油在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用情況

本次分析以高線精軋潤滑系統(tǒng)為對象，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，實現(xiàn)對粘度、清潔度、水含量、金屬顆粒等指標的實時采集、傳輸與分析，監(jiān)測頻率達到秒級，可自動生成指標趨勢圖并實現(xiàn)異常閾值報警。

3.1 核心指標在線監(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)核心指標的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表2所示，各項指標均呈現(xiàn)連續(xù)的動態(tài)變化特征，可完整反映潤滑系統(tǒng)全月的運行狀態(tài)。

從指標變化趨勢來看，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)實時捕捉到該變化并發(fā)出預警，現(xiàn)場運維人員及時采取處理措施后，指標迅速恢復至正常范圍；金屬磨損顆粒的各項指標雖存在波動，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)測的故障預警與處置效果

在線監(jiān)測系統(tǒng)通過對指標變化趨勢的實時分析，實現(xiàn)了對潤滑系統(tǒng)潛在故障的早期預警。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致，由于在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了實時預警，運維人員在指標異常初期立即采取了濾芯更換、雙唇密封檢查、油品過濾、開脫水機分離凈化等有效措施，并未導致各項指標進一步惡化，也未引發(fā)設(shè)備磨損加劇或油膜軸承故障停機事故。

對比傳統(tǒng)離線監(jiān)測模式，若按每月1-2次的取六頻率，極有可能錯過指標的異常變化時間節(jié)點，待離線檢測發(fā)現(xiàn)問題時，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重故障。本次在線監(jiān)測的實踐應用，充分驗證了其在故障早期預警、及時得到處置方面的良好效果。

4　高線精軋機潤滑油關(guān)鍵指標在線監(jiān)測的核心優(yōu)越性

結(jié)合該高線精軋機潤滑系統(tǒng)的應用實踐，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、機械雜質(zhì)、粘度等指標的在線監(jiān)測在軋鋼高線生產(chǎn)中展現(xiàn)出顯著的技術(shù)與應用優(yōu)越性，核心體現(xiàn)在實時性、連續(xù)性、預警性、智能化等多個方面。

4.1 指標檢測的實時性，實現(xiàn)故障早期預警

在線監(jiān)測系統(tǒng)通過在潤滑系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點布置傳感器，實現(xiàn)對粘度、清潔度、機械雜質(zhì)等指標的秒級采集與實時傳輸，可即時捕捉指標的微小異常變化。而傳統(tǒng)離線監(jiān)測的取樣、化驗周期通常為7-30天，檢測結(jié)果存在明顯的滯后性，當發(fā)現(xiàn)指標異常時，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)測的實時性可實現(xiàn)設(shè)備潤滑系統(tǒng)“早期故障預警”，將故障發(fā)現(xiàn)節(jié)點從“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)初期即被實時捕捉，運維人員及時采取處置措施，有效避免了故障的進一步發(fā)展，實現(xiàn)了“防患于未然”的運維目標。

4.2 數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性，完整表征系統(tǒng)狀態(tài)

潤滑油指標的變化是一個連續(xù)的動態(tài)過程，設(shè)備的磨損、油品的污染均具有漸進性特征，單一的離線取樣檢測只能反映某一時刻的油品狀態(tài)，無法形成完整的指標變化趨勢，難以準確判斷設(shè)備的運行狀態(tài)變化規(guī)律。

在線監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)全年無間斷的連續(xù)數(shù)據(jù)采集，形成完整的指標趨勢曲線，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，可清晰反映指標的波動規(guī)律、異常節(jié)點及變化幅度，為運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。通過對連續(xù)數(shù)據(jù)的分析，還可總結(jié)設(shè)備運行與油品指標變化的相關(guān)性，為制定個性化的運維策略提供依據(jù)。

4.3 監(jiān)測范圍的全面性，實現(xiàn)多維度狀態(tài)診斷

高線精軋機潤滑系統(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)可同時實現(xiàn)對粘度、清潔度、機械雜質(zhì)、水含量等多指標的同步監(jiān)測，各指標相互印證、協(xié)同分析，可實現(xiàn)對潤滑系統(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，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。多指標的全面監(jiān)測，可實現(xiàn)對故障原因的精準定位，避免單一指標監(jiān)測導致的誤判，提升故障診斷的準確性。

4.4 運維管理的智能化，降低運維成本與員工勞動強度

在線監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸、分析與異常報警，無需人工現(xiàn)場取樣與送樣以及檢測化驗，大幅降低了運維人員的勞動強度。同時，系統(tǒng)可自動生成監(jiān)測報告、指標趨勢圖，替代了傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)整理與分析，提升了運維管理的智能化水平。

從運維成本來看，在線監(jiān)測實現(xiàn)了“預測性維護”，替代了傳統(tǒng)的“定期維護”，可根據(jù)油品實際狀態(tài)制定濾芯更換、油品過濾、密封修復、設(shè)備檢修等維修計劃，避免了定期維護帶來的過度維修問題。如本次監(jiān)測中，根據(jù)清潔度的實際變化情況及時更換濾芯，而非按固定周期更換，有效節(jié)約了備品備件成本；同時，由于避免了設(shè)備故障引發(fā)的停機事故，大幅減少了停機造成的生產(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停機事故的經(jīng)濟損失可達數(shù)十萬元，在線監(jiān)測的故障預警作用能夠有效規(guī)避此類損失。

4.5 設(shè)備保護的針對性，延長核心部件使用壽命

精軋機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)備的運維成本。潤滑油的清潔度超標、機械雜質(zhì)增多是導致軸承磨損加劇的主要原因，在線監(jiān)測可實時監(jiān)控油品中的污染物與金屬磨損顆粒的多少，及時采取過濾、凈化措施，保持油品清潔，有效減少污染物對軸承的磨粒磨損；同時，通過實時監(jiān)測粘度，確保潤滑油始終保持良好的油膜形成能力，避免干摩擦導致的軸承燒損。

本次監(jiān)測中，由于及時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。實踐證明，在線 監(jiān)測可通過對潤滑油指標的精準管控，為核心設(shè)備部件提供針對性的保護，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

軋鋼高線精軋機潤滑油清潔度、機械雜質(zhì)、粘度、水分含量等關(guān)鍵指標的在線監(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，實現(xiàn)了潤滑系統(tǒng)狀態(tài)的實時、連續(xù)、全面監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)可實時捕捉指標的異常變化，實現(xiàn)故障早期預警與及時處置，有效避免了設(shè)備故障引發(fā)的停機事故；連續(xù)的指標數(shù)據(jù)為潤滑系統(tǒng)狀態(tài)診斷提供了完整依據(jù)，多指標協(xié)同監(jiān)測提升了故障診斷的準確性；同時，在線監(jiān)測推動了運維管理從“定期維護”向“預測性維護”轉(zhuǎn)變，降低了運維勞動強度與成本，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)與應用優(yōu)越性。

在線監(jiān)測技術(shù)是軋鋼高線精軋機潤滑系統(tǒng)智能化運維的核心支撐，其應用可有效提升設(shè)備運行穩(wěn)定性、生產(chǎn)連續(xù)性，降低綜合運維成本，對軋鋼行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要的實踐意義。

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)的深度應用，潤滑油在線監(jiān)測技術(shù)將向“多指標融合分析 + 故障智能診斷 + 運維策略自動生成”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、設(shè)備運行參數(shù)（如轉(zhuǎn)速、載荷、振動、溫度）、生產(chǎn)工藝參數(shù)等多源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對設(shè)備故障的精準預測與智能診斷；同時，可推動在線監(jiān)測系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)故障處置的自動化，如當清潔度超標時，系統(tǒng)自動啟動油品過濾裝置，當粘度異常時，自動預警并提示油品更換等，進一步提升潤滑系統(tǒng)運維的智能化水平。

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)中推廣應用，構(gòu)建全產(chǎn)線潤滑狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實現(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，大學本科，機械工程師，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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