李建宏

（山西通才工貿有限公司，山西曲沃 043409）

摘　要：高線精軋機作為高線生產的核心設備，輥箱油膜軸承的潤滑狀態直接決定設備運行的穩定性與生產的連續性。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鍵指標是體現潤滑系統健康狀態的核心要素，傳統離線監測存在檢測滯后、數據不連續、無法實時預警等弊端。本文以某高線精軋機稀油潤滑系統為研究對象，結合監測實際數據，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測技術原理與應用效果，闡述在線監測在實時掌握油品狀態、及時發現故障隱患、降低設備故障率、提升生產效率等方面的顯著優越性，為軋鋼高線精軋機潤滑系統的智能化運維提供參考。

關鍵詞：精軋機；潤滑油；在線監測；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、高溫潮濕的工作環境，油膜軸承是其核心傳動部件，潤滑油通過形成穩定油膜實現軸承的潤滑、冷卻與密封，是設備安全運行的“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備內部的磨損狀態，含水量主要反映雙唇密封使用狀態，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，甚至引發設備停機事故。

傳統的潤滑油監測采用離線取樣化驗模式，需定期從潤滑系統中抽取油樣，送至實驗室進行指標檢測，存在檢測周期長、數據具有離散性、故障預警滯后等問題，難以適應高線生產連續化、高速化、高效化的運維需求。隨著工業智能化技術的發展，潤滑油關鍵指標在線監測技術應運而生，可實現對粘度、清潔度、金屬磨粒、含水量等關鍵指標的實時、連續、精準檢測，為潤滑系統的狀態監測與故障診斷提供實時數據支撐。本文結合某高線精軋稀油潤滑系統安裝在線監測應用與實踐，深入探討該技術的存在的優越性，為軋鋼行業潤滑系統的智能化升級提供參考。

2　高線精軋機潤滑油關鍵指標的表征意義

在線監測的核心是對潤滑油中與設備運行狀態密切相關的指標進行實時檢測，明確各指標的表征意義是實現狀態診斷的基礎。以該高線精軋機稀油潤滑系統在線檢測為例，在潤滑系統出油管道、回油管道適當位置設置多維度監測點進行實時監測。核心監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，引發軸承發生干摩擦；清潔度以NAS 1638為評定標準，數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；機械雜質以金屬磨損顆粒為核心，不同粒徑、種類的金屬顆?？芍苯臃从吃O備內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，是設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對潤滑系統密封件維護水平。

3　高線精軋機潤滑油在線監測系統的應用情況

本次分析以高線精軋潤滑系統為對象，選取2025年5月的在線監測數據為分析樣本，該系統在出油管、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備，實現對粘度、清潔度、水含量、金屬顆粒等指標的實時采集、傳輸與分析，監測頻率達到秒級，可自動生成指標趨勢圖并實現異常閾值報警。

3.1 核心指標在線監測數據特征

2025年5月間，該高線精軋稀油潤滑系統核心指標的在線監測數據統計如表2所示，各項指標均呈現連續的動態變化特征，可完整反映潤滑系統全月的運行狀態。

從指標變化趨勢來看，清潔度與水活性在本月出現兩次明顯的異常升高，在線監測系統實時捕捉到該變化并發出預警，現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，未出現超出閾值的異常變化，設備磨損狀態穩定。

3.2 在線監測的故障預警與處置效果

在線監測系統通過對指標變化趨勢的實時分析，實現了對潤滑系統潛在故障的早期預警。本次監測中，水活性與清潔度的兩次異常升高，經現場核查，分別為外 部氧化鐵皮粉塵侵入潤滑系統、雙唇密封輕微漏水導致，由于在線監測系統實現了實時預警，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，也未引發設備磨損加劇或油膜軸承故障停機事故。

對比傳統離線監測模式，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點，待離線檢測發現問題時，污染物與水分已在潤滑系統內循環，可能造成軸承的不可逆磨損，甚至引發輥箱油膜軸承燒損等嚴重故障。本次在線監測的實踐應用，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鍵指標在線監測的核心優越性

結合該高線精軋機潤滑系統的應用實踐，相較于傳統離線監測模式，潤滑油的清潔度、水活性及含量、機械雜質、粘度等指標的在線監測在軋鋼高線生產中展現出顯著的技術與應用優越性，核心體現在實時性、連續性、預警性、智能化等多個方面。

4.1 指標檢測的實時性，實現故障早期預警

在線監測系統通過在潤滑系統關鍵節點布置傳感器，實現對粘度、清潔度、機械雜質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。而傳統離線監測的取樣、化驗周期通常為7-30天，檢測結果存在明顯的滯后性，當發現指標異常時，設備可能已處于故障發展階段，甚至已出現輕微磨損，設備隱患已初步形成。

在線監測的實時性可實現設備潤滑系統“早期故障預警”，將故障發現節點從“故障發生后”提前至“故障萌芽階段”。如本次監測中清潔度與水活性的異常變化，在出現初期即被實時捕捉，運維人員及時采取處置措施，有效避免了故障的進一步發展，實現了“防患于未然”的運維目標。

4.2 數據采集的連續性，完整表征系統狀態

潤滑油指標的變化是一個連續的動態過程，設備的磨損、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，無法形成完整的指標變化趨勢，難以準確判斷設備的運行狀態變化規律。

在線監測系統可實現全年無間斷的連續數據采集，形成完整的指標趨勢曲線，如該線精軋潤滑系統的水活性、清潔度、金屬磨損顆粒趨勢圖，可清晰反映指標的波動規律、異常節點及變化幅度，為運維人員分析潤滑系統狀態、判斷故障原因提供完整的數據支撐。通過對連續數據的分析，還可總結設備運行與油品指標變化的相關性，為制定個性化的運維策略提供依據。

4.3 監測范圍的全面性，實現多維度狀態診斷

高線精軋機潤滑系統的故障誘因具有多樣性，油品老化、污染、設備磨損、密封破損等問題往往相互關聯，單一指標的監測無法全面反映系統狀態。在線監測系統可同時實現對粘度、清潔度、機械雜質、水含量等多指標的同步監測，各指標相互印證、協同分析，可實現對潤滑系統狀況的多維度全方位狀態診斷。

例如，粘度異常升高結合清潔度超標，可判斷為油品氧化伴生污染物增多；水含量異常升高結合常量水檢測結果，可判斷為冷卻系統或雙唇密封破損導致軋輥濁環冷卻水侵入；金屬磨損顆粒粒徑增大、數量增多，并結合粘度下降，可判斷為油膜失效引發設備磨損加劇。多指標的全面監測，可實現對故障原因的精準定位，避免單一指標監測導致的誤判，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

在線監測系統可實現數據的自動采集、傳輸、分析與異常報警，無需人工現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，系統可自動生成監測報告、指標趨勢圖，替代了傳統的人工數據整理與分析，提升了運維管理的智能化水平。

從運維成本來看，在線監測實現了“預測性維護”，替代了傳統的“定期維護”，可根據油品實際狀態制定濾芯更換、油品過濾、密封修復、設備檢修等維修計劃，避免了定期維護帶來的過度維修問題。如本次監測中，根據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，有效節約了備品備件成本；同時，由于避免了設備故障引發的停機事故，大幅減少了停機造成的生產成本損失，提升了生產連續性與效率。以該高線生產為例，異常故障造成的單次精軋機停機事故的經濟損失可達數十萬元，在線監測的故障預警作用能夠有效規避此類損失。

4.5 設備保護的針對性，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備的運維成本。潤滑油的清潔度超標、機械雜質增多是導致軸承磨損加劇的主要原因，在線監測可實時監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始終保持穩定，金屬磨損顆粒濃度未出現異常升高，有效延長了軸承的使用壽命。實踐證明，在線 監測可通過對潤滑油指標的精準管控，為核心設備部件提供針對性的保護，大幅降低設備的故障率與設備維修更換成本。

5　結論與展望

5.1 結論

軋鋼高線精軋機潤滑油清潔度、機械雜質、粘度、水分含量等關鍵指標的在線監測技術，突破了傳統離線監測的滯后性、離散性弊端，實現了潤滑系統狀態的實時、連續、全面監測。在線監測系統可實時捕捉指標的異常變化，實現故障早期預警與及時處置，有效避免了設備故障引發的停機事故；連續的指標數據為潤滑系統狀態診斷提供了完整依據，多指標協同監測提升了故障診斷的準確性；同時，在線監測推動了運維管理從“定期維護”向“預測性維護”轉變，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，展現出顯著的技術與應用優越性。

在線監測技術是軋鋼高線精軋機潤滑系統智能化運維的核心支撐，其應用可有效提升設備運行穩定性、生產連續性，降低綜合運維成本，對軋鋼行業的高質量發展具有重要的實踐意義。

5.2 展望

隨著工業互聯網、大數據、人工智能技術在軋鋼行業的深度應用，潤滑油在線監測技術將向“多指標融合分析 + 故障智能診斷 + 運維策略自動生成”的方向發展。未來可通過構建潤滑系統大數據模型，整合潤滑油指標、設備運行參數（如轉速、載荷、振動、溫度）、生產工藝參數等多源數據，實現對設備故障的精準預測與智能診斷；同時，可推動在線監測系統與設備控制系統的互聯互通，實現故障處置的自動化，如當清潔度超標時，系統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運維的智能化水平。

此外，可將在線監測技術在軋鋼高線全產線的潤滑系統中推廣應用，構建全產線潤滑狀態監測網絡，實現設備潤滑狀態的集中管控與統一調度，為鋼鐵企業的智能化工廠建設提供重要支撐。

參考文獻

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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，山西通才工貿有限公司從事的軋鋼技術工作。

來源：冶金之家

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