引言 磨損和腐蝕是現(xiàn)代石化設(shè)備的兩種失效形式，其中磨損失效占60%到80%[1,2]?，F(xiàn)如今，油液分析技術(shù)廣泛用于石化設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。通過油液分析技術(shù)進行石化設(shè)備性能改變的監(jiān)測和油液磨粒的分析，可以獲得機械潤滑和磨損狀態(tài)的信息，從而可以評估和預(yù)測機械設(shè)備運行狀態(tài)，進而確定失效原因和失效形式[3]。在分析過程中，理化指標(biāo)分析可以有效地監(jiān)測設(shè)備的潤滑狀態(tài)，油料光譜儀對磨粒進行定量的分析[4,5]。將多種監(jiān)測手段獲得的信息進行融合，得出診斷結(jié)論是十分重要的。 高壓鍋爐給水泵a和高壓鍋爐給水泵b是石化公司的核心設(shè)備，它們的功能是提供14.5mpa和135 ℃的鍋爐給水給裂解爐鼓，釋放高壓蒸汽驅(qū)動分餾氣體壓縮機渦輪。一旦兩機械設(shè)備失效，整個乙烯生產(chǎn)將會癱瘓。即使技術(shù)人員這些年積累了一些故障診斷的經(jīng)驗，但缺少進行科學(xué)的分析和診斷，因為他們的經(jīng)驗判斷得不到設(shè)備實際運行狀態(tài)參數(shù)的驗證，因此對鍋爐給水泵的診斷精度較差，光靠他們的經(jīng)驗判斷顯然不能滿足設(shè)備長期運轉(zhuǎn)的要求。石化公司要求煉油設(shè)備可以長期運轉(zhuǎn)和定期設(shè)備檢修。通過檢測油液污染物、潤滑油金屬磨損程度以及趨勢可以及時對設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。 在機械故障診斷中，油液分析通過獲得的參數(shù)能很好地判斷設(shè)備的潤滑磨損狀態(tài)，指導(dǎo)維修決策，因而被廣泛采用。光譜儀應(yīng)用于機械油液分析中，是油液分析所采用的重要手段之一。光譜油液分析方法適用于任何封閉式循環(huán)潤滑系統(tǒng)，例如燃氣輪機、柴油機和汽油機、變速箱、齒輪箱、壓縮機水壓系統(tǒng)中的潤滑油液。[6]光譜儀是具有較高精確度及重復(fù)性的快速實驗室用油液分析儀器，具有快速、準(zhǔn)確、方便的特點。[7]因此，研究其應(yīng)用可靠性具有十分重要的意義。1.發(fā)射光譜學(xué)原理 光譜儀一般用于檢測和定量分析存在于小懸浮微粒中或溶解于天然或合成石油產(chǎn)品中的元素。光譜儀在油液分析中的應(yīng)用包括機器油液分析和燃料油分析，機器油主要為潤滑油和液壓油。光譜儀采用的是發(fā)射光譜原理，發(fā)射光譜學(xué)(oes)是一項用于檢查和定量分析材料中組成元素的技術(shù)。oes利用每個元素都有其*的原子結(jié)構(gòu)的事實。當(dāng)吸收到附加的能量時，每個元素發(fā)出*波長的光，或顏色。因為沒有兩個元素有相同的光譜線，所以元素能夠被分辨出來。發(fā)射光譜線的亮度與對應(yīng)的元素在油樣中的數(shù)量成正比，這樣可以確定元素的濃度。在通常情況下，激發(fā)之前，每個元素的電子以它的能量旋轉(zhuǎn)，稱為“基態(tài)”。在激發(fā)過程中，輻射源的能量被傳遞給油液或燃料，導(dǎo)致樣品汽化。原子中的電子吸收能量并暫時被迫離開其原子核而到達一較高的、不穩(wěn)定的運行軌道。在達到此不穩(wěn)定狀態(tài)后，電子釋放所吸收的能量并返回基態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。所釋放的能量是一特定值，與受激原子內(nèi)電子躍遷的能量變化值相對應(yīng)。能量以光的形式發(fā)出，此光線有一固定的頻率或波長(頻率與波長成反比)，其由電子躍遷時的能量決定。由于有些復(fù)雜原子的許多不同電子可能會有多種不同的能量躍遷，所以會發(fā)出許多不同波長的光線。這些光譜線地對應(yīng)于某種元素的原子結(jié)構(gòu)。光譜線的強度正比于樣品中被測元素的濃度。如果在樣品中存在不止一種元素，則對應(yīng)每個元素將分別會出現(xiàn)明顯不同波長的光譜線。為了辨別和定量分析在樣品中出現(xiàn)的元素，必須分開這些譜線。通常在許多可能的選擇中只有一條光譜線被選來決定某一元素的濃度。被選譜線一般亮度較大，并能免受其它元素光譜線的干擾。為了實現(xiàn)這個目的，需要一套光學(xué)系統(tǒng)。所有的發(fā)射光譜分析儀系統(tǒng)都由三個主要部分組成。它們是：1)激發(fā)源，2)光學(xué)系統(tǒng)，3)讀出系統(tǒng)。