原创 Winter1984 iMechanics机械

润滑脂污染是导致轴承失效的一个重要原因，污染物的进入会削弱润滑脂的性能，增加摩擦、磨损和腐蚀，进而缩短轴承的使用寿命。但出问题时大家可能很少意识到是润滑脂的污染问题，油脂中的增稠剂也会掩盖污染物使其不易被发现。然而据SKF统计，清洁轴承和严重污染轴承之间的L10寿命比可高达500，也就是说一个清洁的轴承可以40年的话，严重污染的轴承则在一个月后就会失效。因此，当我们轴承设计选型计算没有问题，但实际使用寿命却远低于预计寿命的时候，就需要及时开展污染物分析，从源头上改善轴承的运行环境。

轴承润滑脂污染最为常见（比例高达80%）的污染物为固体颗粒物，比如环境中的灰尘、金属屑、设备内部磨损产生的颗粒等。当颗粒的尺寸大于油膜厚度时，如嵌入轴承滚动表面，则会导致磨损和表面损伤，最终引发轴承故障。

（图片来自bearing-news）

另外一个常见的润滑脂污染就是油脂中进入了水分，这些水分可能产生于润滑脂存储不当、操作环境湿度过高或清洁不彻底。过量的水分不仅会导致润滑脂乳化，改变其稠度和润滑性能，还可能引发轴承表面的腐蚀，加速磨损和老化。下图为被不同程度水污染的磺酸钙润滑脂外观示意图以及轴承内表面的腐蚀痕迹。

（图片来自MDPI）

（图片来自NSK）

当然轴承如果用在特殊的环境中，比如存在酸碱性液体、腐蚀性化学物质等，可能会引起润滑脂氧化、稠度变化甚至发生相分离，影响轴承的正常运转。如果在维护过程中不小心混入了其它不兼容的润滑脂，也会导致润滑脂的流变特性（如稠度和流动性）发生变化，使得润滑效果下降并可能引发摩擦增大、温度升高等问题。

那怎么分析到底是什么污染物造成了轴承寿命的下降呢？首先可通过了解轴承周边应用环境是否有污染源，通过观察润滑脂的颜色、状态变化进行初步分析。更专业的可以将润滑脂进行少量取样，送至具备CNAS（中国合格评定国家认可委员会）认可的符合ISO17025的实验室比如上海美孚润滑油实验室进行分析。

颗粒污染物的分析可以通过光学显微镜查看颗粒的形态和大小，通过扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱查看颗粒的形貌和元素含量，结合铁谱分析法来区分正常磨损和异常磨损，来判断是否存在外部颗粒污染。

（图片来自machinery lubrication）

如上图所示的分析中显示，左侧润滑脂中含有大量磨蚀性二氧化硅，表明存在外部污染（轴承外部的污垢）。而右图中严重的切削磨损表明润滑脂污染源来自轴承内部，源于内部部件表面相互接触引发的撕裂。

对于润滑脂中存在的水分，可以通过卡尔费休或库仑滴定法进行测定。如果除了水外还有可能存在其它化学污染物，亦或不兼容的其它润滑脂，则可以利用红外光谱分析（FTIR）来检测。其主要原理是利用红外光照射润滑脂，由于不同的分子结构会吸收特定的波长，因此可以利用红外光谱进行分子结构的鉴定，以判断是否存在污染物以及污染物的成分，如下图所示。

（图片来自machinery lubrication）

不过需要留意FTIR 分析主要是一个相对分析，需要对比新旧两种润滑脂的FTIR光谱来观测差异，因此通常需要新旧样品一起送样，当无法提供新样时，就需要准确提供润滑脂的类型、品牌、等级和制造批次等信息。

以上就是轴承润滑脂的几种主要污染物的检测方法。其实润滑油脂的分析项目远不止上面提到的这些，像前面提到的上海美孚润滑油实验室，可提供多达100余项的润滑油脂检测和分析方法，不但可以分析发现设备故障后的润滑油脂的污染情况，还可以帮助客户定期监控油品使用状态，为油品更换、设备维护提供早期预警。整个流程也比较方便，通过线上购买美孚润滑油分析服务后，会收到油脂样瓶和二维码标签，取样、寄送至实验室后，实验室扫描二维码标签、完成所有检测后，将检测结果上传至网络平台，客户可立即在线浏览检测结果。

通过了解这些污染物及其来源，并使用合适的检测方法进行监测，可以有效的避免轴承因污染而发生失效，从而提高设备的可靠性和使用寿命

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