长期以来，流体监测项目一直是可靠性和操作领域面临的一个挑战。例如，油样在诊断根本原因、污染物的存在和油质测量方面具有重要价值。然而，为了使这些程序得以正确实施，取样的频率必须高于可用资产或人员的频率。这导致可靠性程序缺乏满足可靠性目标所需的信息。通过实施在线流体或石油监测项目，最佳可靠性项目成功解决了这一挑战。

什么是油品质量在线监测?

在线油品质量监测，实时监测油品状况。近年来，在线石油监测系统取得了长足的进步。早期的系统依赖于介电传感器和芯片探测器来提供油液健康状况和磨损碎片监测功能。粘度计、油中水、光学粒子计数器、感应线圈磨损碎片监视器和其他传感器技术后来被引入，证明了对一般油品质量的一些见解。然而，他们对可靠性项目所寻找的许多石油健康特性不够敏感。

这些传感器帮助建立了在线油品质量监测的价值，但最近的传感器技术提高了灵敏度、检测范围，并与目前依赖于决策的油品实验室样品相关联。现代电感线圈传感器的灵敏度是上一代传感器的两倍，在相同的内径下，磨损碎片检测尺寸大约是前一代传感器的两倍。最新的油质传感器采用阻抗光谱技术，现在能够直接关联或测量油的多个关键方面，如整体健康状况、氧化、总碱基数(TBN)、污染物(如水、煤烟)等。这些传感器通常作为单一产品捆绑在一起，或与其他技术打包，如振动、智能工业物联网(IIoT)设备、数据科学等。

离线油取样的挑战

在资产内部，油质和磨损碎屑通常不是静态的、一致的，也不是缓慢变化的。变化通常围绕事件进行，特别是在从健康状态过渡到非健康状态时。磨损碎屑在一段时间内会突然消失，并很快被过滤系统过滤掉。是否检测到故障，取决于采样时间(见图1)。污染事件或油性质变化，如水污染或添加剂脱落，也会在比标准油采样频率短得多的时间内发生。这通常会导致未被检测到的故障情况，在许多情况下导致无法逆转的进一步损坏，并可能导致灾难性的故障。

图3:工业齿轮箱内轴承滚道轴向裂纹故障的磨损碎片时间轴

图4:水污染事件

穿在哪里?

磨损碎片是资产健康状况的最佳指标之一。一项委托对137个工业齿轮箱进行的研究检查了过去两到四年的油样本，以及故障历史。图2总结了已知健康变速箱(蓝色)和故障变速箱(红色)的铁浓度。使用传统方法，人们会期望在故障变速箱中发现更高的铁浓度。然而，该研究表明，这些样本缺乏确定资产健康状况的效用。

在线碎片监测已被证明是一个完美的解决方案。在14个月的时间轴上，如图3所示，定期取样分析的油样没有发现显著的发现。事实上，根据国际标准化组织(ISO)的清洁标准，随着在线碎屑监测仪报告的浓度水平的提高，报告的石油清洁度实际上有所改善。必须指出的是，虽然碎片峰值浓度在增加，但瞬间浓度仍然变化很大。

金属磨损碎片的在线监测能够实时观察和跟踪这些事件，允许在操作中进行调整，以防止灾难性故障，并延长操作寿命，直到可以进行维修或更换。在线磨损碎片监测提供了额外的好处，允许分析人员将磨损碎片数据与操作数据相关联，以查明故障发展的原因，正如碎片浓度峰值所确定的那样。在图3用例中，资产被减额，直到可以执行维护。

图5:油品整体品质

图6:石油寿命延长实例

石油希斯

石油样品的价值主要集中在石油本身的健康状况上。关键特性和污染物水平，如氧化、TBN、总酸值(TAN)、添加剂包装、粘度、水、燃料、烟灰等，都用于判断剩余使用寿命(RUL)，并确定预防和延长寿命的措施。就像磨损碎片一样，其中许多都是事件驱动的。水和燃料污染等事件会在几分钟内发生，几小时后可能会被忽略，如图4所示。

在换油、放油、加油、加油等之间做出决策通常是困难的，因为无法获得油的关键特性趋势和RUL估算。通过在线油品质量监测，可以对油品的许多方面进行趋势分析和RUL估计。在图5中，与传统的基于时间的变化相比，在线油监测允许基于实际油质测量的换油优化。传统的基于时间的换油，几乎总是过早或过迟地换油。实时监控可以优化每个资产的换油间隔。

利用这些数据，可以估计RUL，并根据操作需求优化寿命延长措施。如图6所示，该资产可以将石油寿命延长近100个工作小时。可靠性团队可以使用许多工具来测量溢流和进料等动作，并延长油的整体寿命。

结论

定期离线油液分析在可靠性项目中具有重要的价值，但通常它本身并不能满足项目的可靠性目标。事实证明，在线油品质量监测系统是节省成本的关键工具，可以提供做出最佳维护决策所需的数据。

许多行业，如能源、采矿、铁路、船舶等，都已经开始采用在线石油监测程序，预计这些程序将在未来几年内成为标准做法。使用新的传感器技术，投资回收期通常不到一年，这使其成为任何寻求采用最新最佳实践的可靠性团队的最佳投资之一。