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윤활유의 중요성 3 – 원소 분석

소개

비용이 너무 많이 들고 심각해지기 전에 잠재적인 기계 고장을 감지하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 윤활유 및 엔진 오일의 마모 금속을 측정하는 것입니다. 종종 이러한 요소는 결함이 있는 구성 요소를 식별하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 마모 요소 외에도 측정된 요소에는 첨가제 요소, 연료 및 외부 오염 물질의 요소가 포함됩니다. 일부 요소에는 여러 소스가 있을 수 있습니다.

분광학

분광법은 마모 및 그 심각도를 감지하는 데 사용되는 주요 기술입니다. 모든 원소는 고유한 원자 구조를 특징으로 하기 때문에 에너지를 추가하면 각 원소가 특정 파장(또는 색상)의 빛을 방출합니다. 서로 다른 요소의 스펙트럼 선 간의 차이는 서로 구별하는 데 도움이 됩니다. 방출되는 빛의 강도는 샘플에 존재하는 원소의 양에 비례하여 변하므로 농도를 결정할 수 있습니다.

원자 흡수 분광법(AAS), 유도 결합 플라즈마 분광법(ICP), 회전 디스크 전극 분광법(RDE), X선 형광 분광법(XRF) 등과 같이 요소에 에너지를 추가하는 다양한 방법이 있습니다. 각각에는 강점과 약점이 있습니다.

유도 결합 플라즈마 분광법(INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SPECTROSCOPY)
무화과. 1 유도 결합 플라즈마 분광법 (참조 2)

무화과. 1 유도 결합 플라즈마 분광법 (참조 2)

ICP는 가장 많이 사용되는 방법입니다. 정확하고 높은 반복성을 제공합니다. 그러나 숙련된 기술자와 많은 청정 아르곤 가스, 자동화 및 유지 보수가 필요합니다. 처리량이 많은 실험실에 매우 적합합니다. 아르곤 가스 흐름은 고온에서 이온화되고, 소량의 희석된 샘플 유체는 분무기를 통해 플라즈마에 주입되며, 스펙트럼 방출은 기록, 측정 및 분석됩니다. 그러나 5 – 7 미크론보다 큰 입자는 질량 효과로 인해 플라즈마에서 완전히 기화되지 않기 때문에 이 방법으로 잘 감지되지 않으므로 마모가 심한 경우 마모 요소 농도를 과소 평가할 수 있습니다. 이러한 샘플에는 추가 공정(예: 산 분해)이 필요할 수 있습니다.

테스트 장비 및 샘플 준비의 유형에 따라 얻은 결과가 상당히 다를 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 추세 분석을 위해 결과를 비교하거나 플로팅할 때 이상적으로는 동일한 실험실, 동일한 장치 및 동일한 방법의 데이터를 비교해야 합니다. 또한 방법의 정확도와 검출 한계를 고려해야 합니다. 낮은 값(5ppm 미만)은 주의해서 해석해야 합니다.

분광학에 대한 다양한 ASTM 표준은 다양한 원소 세트 및 원소 수를 다룹니다. LUKOIL Marine은 ASTM D5185-18에 따라 원소 분석을 수행합니다.

분광 화학 원소의 A부터 Z까지

감지된 요소

가능한 출처

요소

윤 활 유

오염 물질

엔진

하이드 시스템

다른

알루미늄(Al)

그리스 증점제

캣 파인,

먼지 & 먼지

피스톤, 베어링,

부싱, 심

헤드 블록,

실린더 블록,

펌프/모터 하우징,

실린더 땀샘

공기 콤프 피스톤, 송풍기, 로터, 스러스트 베어링, 터보차저 베어링, 임펠러,

클러치, 쿨러

안티몬 (Sb)

그리스 첨가제

베어링(오버레이)

바륨 (Ba)

첨가물

그리스 농축기

붕소 (B)

제한된 EP 첨가제,

유지

수분 억제제, 냉각수(붕산염)

카드뮴 (Cd)

베어링

도금의

칼슘 (Ca)

세제 첨가제,

그리스 농축기

“단단한”물,

오물

공기 중 오염 물질

염소 (Cl)

AW & EP 첨가제

바닷물

바닷물

크롬 (Cr)

냉각제의 크로메이트 부식 방지제

실린더 라이너,

링, 크랭크 샤프트

일부 롤러 베어링,

배기 밸브

방위 감금소,

샤프트

베어링, 밸브 스풀,

일부 도금 재료

코발트 (Co)

일부 롤러 베어링

일부 베어링

터빈 구성 요소

구리 (Cu)

고착 방지 화합물

베어링, 부싱(손목 핀),

오일 쿨러, 라디에이터, 캠축, 클러치,

밸브 가이드,

펌프 피스톤 & 돌격 판,

쿨러

실린더 땀샘

열교환기,

베어링, 부싱, 스러스트 와셔, 황동(Zn과 함께), 청동(주석과 함께), 디스크, 마모 플레이트, 실란트 및 개스킷

인듐 (in)

베어링 오버레이

땜납

철 (Fe)

실린더, 블록, 기어, 크랭크축, 링, 캠축, 캠, 밸브 트레인 베어링, umps,

펌프/모터 하우징, 베인, 기어, 피스톤, 로드, 밸브

기어, 샤프트, 하우징, 패스너, 크랭크 샤프트,

샤프트, 로드, 링, 베어링

스러스트 와셔,

납(Pb)

첨가물

페인트

베어링, 부싱, 오버레이,

물개

솔더, 고착 방지, 휘발유/가솔린 첨가제

마그네슘 (mg)

세제 첨가제

바닷물

구성 요소 하우징, 일부 알루미늄 합금 부품

알루미늄 합금 부속

망간(Mn)

첨가물

밸브, 송풍기, 배기 및 흡기 밸브

합금 부품(무연) 휘발유/가솔린 첨가제

몰리브덴 (Mo)

AW 첨가제,

마찰 조절제

피스톤 링 오버레이, 라이너

항-캐비테이션 억제제

니켈 (Ni)

잔류 연료에 이월된 원유 구성 성분

베어링 금속, 밸브 스템/가이드,

피스톤의 링 인서트, 터보 차저 블레이드,

스테인레스 스틸 구성 요소,

고장력강, 기어

인 (P)

AW & EP 첨가제

냉각 액

pH 버퍼

칼륨 (K)

냉각 액

pH 버퍼

실리콘 (Si)

소포제 첨가제

고양이 벌금, 모래, 공기 중 먼지, 부동액

물개

변속기 디스크 라이닝

실버(Ag)

일부 엔진 베어링(예: EMD 엔진)

베어링 케이지, 솔더

나트륨 (Na)

첨가제

그리스 농축기

바닷물

냉각수, 먼지, 잔류 연료로 이월된 원유 구성 성분

부동액, 연료의 해수 오염

유황 (S)

AW & EP 첨가제

연료로 이월된 원유 성분

주석 (Sn)

피스톤 오버레이, 링

베어링 오버레이,

부싱의 손목 & 핀,

물개

땜 납

베어링 오버레이, 브론즈 & 화이트 메탈 합금 성분

티타늄 (Ti)

페인트

스프링스

(가스) 터빈 구성 요소,

바나듐 (V)

잔류 연료에 이월된 원유 구성 성분

터빈 임펠러 블레이드, 밸브,

터빈 구성 요소,

표면 코팅

아연(Zn)

AW 첨가제, Corr. & 산화. 억제제

황동 합금의 구성 요소

직류 전기를 통한 금속 & 도금의,

황동 합금의 구성 요소

미립자 정량자(PQ)

PQ 지수는 오일의 총 강자성 금속 함량을 측정한 것입니다. Particle Quantifier는 윤활유 샘플을 자기장에 노출시키며, 철 금속의 존재는 자기장에 왜곡을 일으킵니다. PQ 지수가 높으면 샘플의 강자성 금속 함량이 높고 비정상적(연마성/접착제) 마모가 발생할 가능성이 있습니다.

Particulate Quantifier(미립자 정량화)
그림 2. Particulate Quantifier(참조 3)

그림 2. Particulate Quantifier(참조 3)

일반적으로 마모 및 접착과 같은 공격적인 마찰 조건에서의 마모는 다양한 크기에 걸쳐 마모 파편을 생성하는 경향이 있습니다. 결과적으로, 일반적으로 크기가 5-7 μm 미만인 입자의 데이터만 캡처하는 분광법은 PQ 값이 증가하는 동안 시간이 지남에 따라 정체되거나 감소하는 경향이 있을 수 있습니다.

따라서 PQ는 분광법의 좋은 부속품입니다. PQ 및 Fe(분광법으로 측정)의 추세를 통해 발생하는 마모의 종류와 심각도를 더 잘 해석할 수 있습니다. LUKOIL은 분광법이 수행되는 대부분의 샘플에 대해 PQ 테스트를 수행합니다.

이 기사는 2021년 9월 Vol. XV; 출판하다. X. 해양 엔지니어 검토

참조:

  1. 중고 엔진 오일 분석 – 사용자 해석 가이드, CIMAC No. 30/2011
  2. 중고 오일 분석을 위한 분광학 가이드, Amtek Spectro Scientific, 06/2016
  3. Parker Kittiwake Analex 브로셔
  4. 오일 분석 사용자 가이드, Agat Labs Ltd.

저자 소개:

산지브 와지르(Sanjiv wazir) 해양 기술 고문

Sanjiv Wazir는 LUKOIL Marine Lubricants의 기술 고문입니다. 그는 IIT-봄베이 출신의 기계 엔지니어입니다. 그는 해양 엔지니어이자 해양 엔지니어 협회(Institute of Marine Engineers)의 회원입니다. 그는 미국 STLE(Society of Tribologists & Lubrication Engineers)의 공인 윤활 전문가이며 인도 마찰 학회(Tribological Society of India)의 회원입니다. 그는 과거에 해양 윤활 개발에 대해 MER에 기여했으며, 이전에는 “Lube Matters“에서 오일 오염 문제에 대해 기여했습니다.

그는 sanjiv@lukoil.com 에서 연락 할 수 있습니다.

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Getting to Zero

Synergy Marine Group is a member of The Getting to Zero Coalition, dedicated to launching zero-emission deep-sea vessels by 2030 and achieving full decarbonisation by 2050. The Global Maritime Forum, in collaboration with the World Economic Forum and Friends of Ocean Action, founded and manages the Coalition.

MACN

Synergy Marine Group is part of the Maritime Anti-Corruption Network (MACN), a global initiative striving for a corruption-free maritime industry, promoting fair trade for the greater societal good.

INTERCARGO

Synergy Marine Group is a part of INTERCARGO, an association championing safe, efficient, and eco-friendly shipping. INTERCARGO collaborates with the International Maritime Organization and other global entities to shape maritime legislation.

IMEC

Synergy Marine Group is part of IMEC, a top maritime employers’ group championing fair and sustainable labor practices. Representing global employers, IMEC negotiates seafarers’ wages and conditions, and invests in workforce development.

IMPA

Synergy Marine Group is involved in IMPA Save’s initiative to reduce single-use water bottles at sea. The IMPA SAVE council comprises top global shipowners and suppliers, representing over 8000 vessels with significant combined purchasing influence.

All Aboard

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CSSF

Synergy Marine Group is part of the Container Ship Safety Forum (CSSF), a global B2B network dedicated to enhancing safety and management standards in the container shipping sector.

Danish Shipping

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제로에 도달

Synergy Marine Group은 의 회원입니다. Getting to Zero Coalition은 2030년까지 무공해 심해 선박을 진수하고 2050년까지 완전한 탈탄소화를 달성하는 데 전념합니다. 세계해사포럼(Global Maritime Forum)은 세계경제포럼(World Economic Forum) 및 해양행동의 친구들(Friends of Ocean Action)과 공동으로 연합을 설립하고 관리합니다.

맥엔

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인터카고

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아이멕

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임파

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모두 탑승

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