（作者：美信检测）

金属屑的分类

常见的金属屑通常可分成如下四类:
(1)细粉:其外观呈黑色或灰色的绒毛或污泥状，该类金属屑为正常磨损产物，轴承打滑时也会产生该类磨损产物。

(2)薄片:该类金属屑其形状不规则，两面平坦发亮，可能来自轴承或齿轮, 确定其来源需进行分析确定。典型图片见下图：

(3)碎屑: 该类金属屑外观呈较厚的金属片，表面一般较粗糙、不规则，可能来自轴承或齿轮，确定其来源亦需进行分析确定。典型图片见下图：

(4)金属卷曲：该类金属屑其外观呈卷曲的细丝状或刨花状，一般呈现典型齿轮状磨损形貌，可能来自轴承或齿轮。典型图片见下图：

3　金属屑分析方法
本实验室主要采用扫描电子显微镜和能谱仪分析法对金属屑进行分析，首先将滤油器中的碎屑萃取到溶剂中，再通过磁性介质将碎屑分离为磁性金属与非磁性金属并分别过滤到滤膜上，然后通过扫描电子显微镜对颗粒的尺寸、形状及表面特征形貌进行分析从而确定磨损机制（粘着磨损、磨粒磨损、切削磨损、剪切、断裂等），同时利用能谱对碎屑的成分进行分析，根据成分确定材料牌号，再通过与滑油系统中主要磨损件的材料牌号相对照，确定可能受损的零件及损伤严重性。

3.1 滤油器中碎屑的萃取与分离
图4为常见的航空发动机的滤油器，其中滤网隔间中一般会附着大量的碎屑，在这些碎屑中，又分为金属碎屑（来自发动机的内部零件磨损）和非金属碎屑（砂石、灰尘等），如何将混杂在其中的金属碎屑提取、分离是我们首要面临的问题。

3.2 形貌观察及成分分析
通过上述的碎屑萃取与分离过程，得到非磁性碎屑和磁性碎屑，具体见图5。然后通过显微取样技术将非磁性碎屑和磁性碎屑分别取至SEM+EDS专用载物台上，一般而言显微取样的依据如下：
a. 磁性碎屑：
b. 非磁性碎屑

按照以上的取样原则，将显微取样后的磁性碎屑与非磁性碎屑分别按照要求放入扫描电镜中，观察碎屑的表面特征形貌，推断其磨损机制，并利用EDS对碎屑进行成分分析，得出其具体元素成分含量并推断其牌号。

4　滑油系统金属屑案例
4. 1　TREN 700 发动机磁堵金属屑分析
从磁堵收集到金属屑为两类见图6及图7所示，金属屑-1#及2#均呈薄片状，经能谱仪分析，金属屑-1#牌号为碳素钢，金属屑-2#牌号为Z12CNDV12，元素成分分析结果详见表1，由于金属屑表面污染及能谱仪半定量特性等方面问题的存在，故实际成分会与标准牌号成分存在一定差异。

通过以上形貌观察及元素成分分析结果及材料牌号对照，可以确定这些材料来自于发动机中非重要轴承部件，结合其特征形貌、数量及尺寸确定该发动机可以正常继续使用，其飞机尚可正常飞行。

4.2 CFM56-7B发动机油滤金属屑成分分析
对该油滤进行清洗、过滤、碎屑分离及分析等步骤后，碎屑主要分为非金属及金属两大类，其非金属碎屑总重量为105.23mg，金属碎屑总重量为2.91mg。

通过对油滤中金属碎屑进行元素成分、碎屑典型特征形貌、尺寸及数量等分析后，可以确认该油滤中存在大量银碎屑，通过核查该型号发动机资料表明，该轴承保持架表面都有镀银层，故其来源可初步确定为轴承保持架，而分析金属碎屑还发现M50及M50NIL等材料，结合该型号发动机，该类型材料来自于主轴承，大量轴承金属碎屑的存在且结合碎屑尺寸大小表明该型号发动机主轴承已严重损坏，该发动机不可继续使用应当立即换下。

5　结论
航空发动机滑油系统中的金属屑分析是一项有效的发动机损伤判断手段，该方法具有快速、简便、可靠等优点，其可用于监控发动机状态进而保证飞机的飞行安全。通过扫描电子显微镜及能谱仪对滑油系统中的金属屑分析，除对其成分进行元素成分分析外，金属屑的特征形貌亦反映了发动机损伤机理，从而对金属屑的来源及成因有了一个较为可靠的判断和评估。

参考文献
[1] 莫翔宇 .航空发动机的几种监控方法分析[ J]. 交通企业管理,2010,9
[2] 姚红宇 .滑油中金属屑分析在航空发送机状态监控中的应用[ J]. 失效分析与预防,2006,8
[3] 吴振锋, 左洪福, 孙有朝. 磨粒分析技术及其在发动机故障诊断中的应用[ J] . 航空动力学报, 2001, 16(4):316 - 322.

本文来源：http://www.mttlab.com/2015/1012/190.html

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