汽轮机油要经受广泛的条件-高温，夹带的空气，湿气，灰尘和碎屑污染，与不同机油的无意混合等。这些条件会降低烃类基础油的完整性并消耗添加剂化学物质，导致不可逆的分子变化。涡轮机应用中有两种主要的降解机理-氧化降解和热降解。
氧化是一种化学过程，其中氧与油分子反应形成许多不同的化学产物，例如羧酸。发生这种情况的速度取决于许多因素。温度可能是zui关键的温度，因为每升高10摄氏度，氧化速率就会加倍。高于此温度的温度受油的氧化稳定性以及催化剂和助氧化剂条件（例如水）的存在的影响，空气，某些金属，流体搅动和压力。
热降解是油分子受热（高温）分解，形成不溶性化合物，通常被称为软污染物。通常，由于微柴油，静电火花放电和热点而发生热降解。微柴油是内燃气泡的燃烧，产生绝热的压缩热（通常超过1000摄氏度以上的温度）。
静电火花放电是由内部分子摩擦产生的，该内部分子摩擦产生高压电荷，例如油以高流速通过非常紧密的间隙，从而产生超过10,000摄氏度的温度。
随着时间的流逝，很明显，不同基础油料类别的氧化性能*不同。II类汽轮机油的高天然抗氧化性与所用的特定抗氧化剂（通常基于酚和胺化合物）相结合，就其分子随时间的降解而言提供了非线性行为。
结果，随着润滑剂开始降解并产生系统沉积物，大多数标准油分析测试几乎没有提供警告。许多现代涡轮机油不会以线性和可预测的方式发生降解，而是迅速失效。
由于添加剂耗尽和不溶性微粒的发展而导致的油分子结构变化是影响设备性能的*油降解条件。顺序过程将是污泥和清漆的形成，这在涡轮发电机中很常见。
除了这些氧化和热降解副产物是导致涡轮机上清漆和沉积物问题发展的主要因素外，它们还会干扰蒸汽轮机润滑剂中的其他重要性能，例如破乳性和空气的流失。因此，执行适当的诊断分析以检测关键和敏感润滑系统中的这些条件至关重要。
不同基础油的降解趋势
铁谱技术是一种通过对代表性润滑剂样品进行分析来提供有关机械磨损发展的有价值信息的技术。它是由弗农·韦斯科特（Vernon Westcott）于1970年代在美国海jun开发的一种状态监测技术，已被数百名用户应用到各种润滑系统中。
分析铁谱沉积图案
铁磁成像的潜力不仅限于预测性维护策略。它对摩擦学研究的重要贡献，是通过帮助人们更好地了解磨损机理和接触表面上的润滑剂作用，使这项多功能技术成为评估机器健康状况的zui强大的诊断工具之一，可提供有关过去的宝贵信息，机器润滑部件的当前和将来状况。
测试过程冗长，并且需要训练有素的分析师的技能。因此，执行分析铁成像需要大量成本，而其他油分析测试则没有。但是，如果花时间来充分了解分析性铁素体学发现的内容，则大多数人都认为收益大大超过了成本，并在遇到异常磨损时选择自动合并。
在分析铁谱中，悬浮在润滑剂样品中的固体残渣被分离，并在穿过双极磁场时*沉积在载玻片上。
当样品流完成时，溶剂“洗涤”循环将去除残留在基材上的所有润滑剂，形成“铁谱图”，其中所有粒子均按尺寸排列并yong久附着在载玻片上，以便使用生物彩色显微镜进行光学分析。然后检查颗粒，并按尺寸，形状，浓度和冶金学分类。磨损颗粒携带的该信息对于识别磨损模式和机理是有价值的。
该案例研究是关于当地纤维素工业工厂的蒸汽涡轮发电机中润滑剂状态的监测。该涡轮机是26 MW的Siemens G 800-2。它已经使用了22年，可以连续工作，其润滑油储藏室可容纳8,500升ISO VG 46油，以润滑和冷却轴承，齿轮和油轴密封件，并用作调速器和蒸汽的液压介质控制阀。
自1988年*运行以来，该涡轮机使用的是溶剂精炼基础油（I组）。但是，由于制造商的升级，该油在2002年被加氢裂化基础油（第二类）所替代。与此同时，添加了约6,000升补充液，并定期注满了一些油，循环液是这两种基础油的混合物。
涡轮发电机正在运行并正常运行，并且未记录到润滑组件出现异常功能的情况。然而，通过定期分析涡轮机油可以确保对机油状况的密切监控。
纤维素工业工厂的蒸汽涡轮发电机
每季度应用一次润滑剂分析程序，从储油罐中抽取两个样本，并将其发送到独立的实验室。其中一个实验室用来评估涡轮机油状况的标准方法是：
同时，在另一个实验室中，连同其他技术一起进行了铁谱和傅立叶变换红外（FTIR）分析。这些分析不仅可以对机油状况而且可以对涡轮磨损率状况进行补充诊断。
在本案例研究中，在获得的所有标准测试结果中，显示出流体降解迹象的那些是破乳性，空气释放，颗粒数和LSV。如上表所示，在一段时间内，油的粘度和酸值在该范围内。水污染和泡沫倾向保持较低。但是，在整个评估期间，颗粒污染都很高，某些样品中的酚含量降至临界以下，并且反乳化性也受到很大影响。
油降解中的顺序事件zui终导致抗氧化剂添加剂的消耗。胺/酚类抗氧化剂混合物可作为复杂系统启动。胺类抑制剂起到中和引起油氧化的自由基的作用，但随后被酚类物质再生，这是一个很好的自由基陷阱。
当酚含量降至临界水平以下时，机油有迅速降解的危险，导致形成软污染物和清漆。软污染物的大小通常小于2微米，无法通过标准机械过滤除去。它们本质上是不溶和极性的，并且在非极性油环境（例如加氢裂化基础油（II类））中不稳定。
标准机油测试的分析结果表明，一段时间内机油粘度和酸值均在此范围内。
获得的高ISO编码，主要是小颗粒（小于4微米），可能与这种涡轮机油降解过程有关。极性污染物的存在也损害了抗乳化性。
对于润滑涡轮发电机轴承，相对于油中颗粒的清洁度至关重要。因此，根据OEM建议（ISO 18/16/12），通过定期的在线机油净化（24小时过滤）采取了积极行动，以实现系统清洁。但是，在该涡轮机的运行过程中，始终如一地验证了ISO代码的迅速提高。
同期完成的铁素体分析发现了有关油中固体污染的有价值的信息。在所有铁谱图中，观察到由于油的热降解和添加剂消耗而导致的软污染物的存在。
此信息对于确定在颗粒计数中获得持续高ISO代码的原因至关重要。尽管软颗粒在磨损方面无害，但有助于形成表面沉积物，这是通过铁谱法检测得出的。
图1显示了在白/绿光和偏振照明下观察到的沉积在铁磁图上的这些颗粒的两张显微照片。偏振光可以通过反射的光的亮度来识别非金属颗粒（例如，晶体和非晶材料）。请注意，其中一些颗粒显示出褐色图案。
图1.这两个显微照片显示了涡轮机油的晶体污染物（放大1000倍）。
图2的铁磁图中的粒子尺寸很小，由于极性，它们很容易沿铁磁仪的磁场排列。这些颗粒具有形成附聚物的趋势，该附聚物在被油过度应力时会通过分子聚合形成大的凝聚结构。
图2.
在铁磁图中对准磁场的粒子
清漆的堆积似乎是这种物理化学过程的结果，可以通过在不同油样中获得的图3的显微照片来实现。
所有这些类型的微粒都具有极性亲和力和高分子量，并且倾向于作为粘性物质吸附在偶极金属表面上，当它们在系统中流动时，它们又捕获了硬污染物。它们能够关闭涡轮机或造成严重损坏，这通常与轴承和伺服应用有关。
监测油状况的另一种技术是FTIR，该技术用于测量有机分子成分，监测添加剂的消耗（抗氧化剂）和识别有机降解副产物（氧化）。
监测废润滑油中特定抗氧化剂消耗的方法仍被认为是一个相对较新的研究领域。但是，一些研究表明，抗氧化剂的消耗速率与润滑剂的降解有关，或受用于生产润滑剂的抗氧化剂混合物或基础油类型的影响。
废油样品是不同化学物质的复杂混合物，包括由基础油及其添加剂的配方以及油降解产物和污染物衍生的化合物。结果，所使用的油光谱是复杂的，并且实质上是构成样品的所有单个化合物的光谱的净和。
实际上，由于这种复杂性，仅用过的油频谱就具有有限的价值，必须将其与未使用的油频谱进行比较以具有重要的分析价值。
图4显示了新旧涡轮机油的透射光谱快照。黑色光谱是新油（新基础油– II组）的光谱，红色光谱是在用混合油的光谱，仍占I组基础油的一小部分。然而，光谱显示相同的官能团。
在分析光谱叠加图时，您可以清楚地看到氧化峰中的相对分子变化，以及通过硝化迹象使油热降解。在表征酚类抗氧化剂的地方观察到另一种分子变化。在使用过的油谱中检测到的分解类型通常在发生热击穿的流体的FTIR分析中观察到。
图3.不同样品中涡轮机油颗粒的铁磁显微照片（放大1000倍）
图4.新旧涡轮机油的透射率/波数（cm-1）的FTIR光谱
静电产生的火花是涡轮发电机过滤系统中非常常见的事件。当油流过诸如过滤器介质之类的小间隙时，会出现分子摩擦现象。
由于机油和过滤介质都是电介质，因此会累积电能直至达到极限，然后在润滑系统中向地面释放火花。这些电弧可能具有*的局部温度（大约20,000摄氏度），从而立即使烃分子破裂。
图5.涡轮发电机
和滤网堵塞的过滤器，带有黑色和棕色的
光泽残留物（放大200倍）
由于在滤清器和其他位置产生的火花放电是造成清漆的关键根源，并且先前的某些油分析结果证实（通过添加剂消耗和高颗粒数），因此拆卸了一种双联滤清器并通过光学显微镜。
通过对过滤介质，过滤芯，过滤网和从过滤器带走的碎屑进行微观检查，可以很容易地看到放电迹象。
图5显示了由于堵塞的过滤器警报而在定期维护操作中更换的堵塞的过滤器之一，并带有过滤网的微观视图。可以看出，黑色和棕色的光泽沉积物（淤泥和清漆）以高浓度存在，堵塞了滤网。
收集用于清洁滤网的溶剂，并将其用于制备铁谱图，在其中识别出大量的铁质球形磨损颗粒（图6和7）。球形铁屑的一种来源是由放电激活的腐蚀磨损。
钢表面火花产生的高温使钢屑液化，由于在表面张力的作用下快速冷却，钢屑变成球形。
过滤器芯表面的微观分析显示，金属表面上的高温火花放电留下了几个小的圆形燃烧孔。
总之，涡轮机油必须得到良好维护，以延长其使用寿命并同时提供zui大的涡轮机性能。但是，zui近涡轮机油配方的升级引起了一些争议。较早的分析技术不再是能够监视它们曾经存在的真实状况的预测工具。
图6.显微照片显示高浓度的铁球（放大1000倍）对磁场的影响
图7.表面过滤器芯上小烧孔的显微照片（放大200倍和1,000倍）
软污染物的产生和存在是实际涡轮机油降解过程的主要后果。可能有四个原因：
在此案例研究中，我们认识到只有以下用于监视涡轮机油状况的技术才能有效地预测与清漆和油泥产生有关的重大问题：
