Chẩn đoán Sức khỏe Thiết bị Qua Phân tích Dầu Nhờn (Used Oil Analysis – UOA)

castroltiat 07/12/2025

Mục lục

Trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, bảo trì dự đoán (Predictive Maintenance) là chìa khóa để tối ưu hóa thời gian hoạt động và giảm chi phí. Phân tích Dầu Nhờn Đã Qua Sử Dụng (UOA) không chỉ là một quy trình kiểm tra chất lượng dầu, mà còn là một công cụ chẩn đoán mạnh mẽ, biến chất lỏng bôi trơn thành “máu” của thiết bị, cung cấp bức tranh chi tiết về tình trạng mài mòn và ô nhiễm bên trong máy móc.

Mục lục

1. UOA: Hơn Cả Kiểm Tra Chất Lượng Dầu

Mục tiêu chính của UOA là trả lời ba câu hỏi kỹ thuật cốt lõi:

Sức khỏe Dầu (Oil Health): Dầu còn khả năng bôi trơn không? (Đã bị oxy hóa, nhiễm nước, hoặc suy giảm phụ gia chưa?)
Sức khỏe Máy (Machine Health): Thiết bị đang bị mài mòn ở mức độ nào? (Kim loại mài mòn, tốc độ mài mòn).
Mức độ Ô nhiễm (Contamination): Những chất ô nhiễm nào đang xâm nhập hệ thống? (Nước, bụi bẩn, nhiên liệu, chất làm mát).

2. Các Phương pháp Phân tích Kỹ thuật Nền tảng

Để trả lời ba câu hỏi trên, các phòng thí nghiệm UOA uy tín sử dụng một loạt các phương pháp phân tích tiên tiến:

a. Đo lường Độ nhớt (Viscosity Measurement)

Phương pháp: Thường sử dụng nhớt kế mao dẫn (Capillary Viscometer) hoặc nhớt kế quay (Rotational Viscometer) ở 40 độ C và 100 độ C.
Ý nghĩa Kỹ thuật: Độ nhớt là tính chất vật lý quan trọng nhất.
- Tăng độ nhớt: Thường do quá trình oxy hóa, nhiễm bẩn chất rắn (muội than) hoặc bay hơi dầu gốc.
- Giảm độ nhớt: Thường do đứt gãy chất cải thiện độ nhớt (VI Improvers) hoặc nhiễm nhiên liệu/dung môi.
- Ngưỡng Cảnh báo: Sự thay đổi 10-20 % so với dầu mới là dấu hiệu cần hành động.

b. Phân tích Nguyên tố (Elemental Analysis – Spectrometry)

Phương pháp: Quang phổ phát xạ nguyên tử (Atomic Emission Spectroscopy – AES, ví dụ: ICP-OES). Phương pháp này đo nồng độ các nguyên tố ở kích thước hạt rất nhỏ (thường từ 3-8 micro) .
Ứng dụng Chẩn đoán:
- Kim loại Mài mòn (Wear Metals): Sắt (Fe – vỏ máy, trục), Đồng (Cu – ổ trượt, bộ làm mát), Chì (Pb – ổ trượt), Thiếc (Sn – ổ trượt, lớp mạ).
- Kim loại Phụ gia (Additive Metals): Kẽm (Zn), Phốt pho (P) (từ ZDDP), Canxi (Ca), Magiê (Mg) (từ chất tẩy rửa/phân tán).
- Chất ô nhiễm (Contaminants): Silicon (Si) (thường là bụi bẩn/cát xâm nhập qua đường nạp hoặc gioăng bị hỏng).

c. Phân tích Dạng sóng Hồng ngoại (FTIR Spectroscopy)

Phương pháp: Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy). Kỹ thuật này đo sự hấp thụ ánh sáng hồng ngoại ở các bước sóng khác nhau, cho phép xác định sự hiện diện và nồng độ của các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
Chẩn đoán Tình trạng Dầu:
- Oxy hóa (Oxidation): Dầu bị thoái hóa do nhiệt và phản ứng với oxy, tạo ra các nhóm carbonyl.
- Nitrat hóa (Nitration): Xảy ra trong dầu động cơ khí đốt tự nhiên (CNG/LPG), do phản ứng với khí NO.
- Muội than (Soot): Đo lượng muội than (carbon) trong dầu động cơ diesel.
- Hàm lượng Nước và Glycol (Chất làm mát): Phát hiện nước tự do, nhũ tương hoặc cả hai.

d. Đếm Hạt và Phân tích Độ sạch (Particle Count)

Phương pháp: Thường dùng bộ đếm hạt quang học (Optical Particle Counter).
Ý nghĩa Kỹ thuật: Đo số lượng và kích thước của các hạt rắn lơ lửng trong dầu theo tiêu chuẩn ISO 4406.
Chẩn đoán: Số lượng hạt cao, đặc biệt là hạt lớn > 10 cho thấy sự mài mòn nghiêm trọng hoặc lọc dầu kém hiệu quả.

3. Diễn giải Kết quả và Xác định Xu hướng (Trending)

Kết quả UOA không nên được đánh giá độc lập; giá trị thực sự nằm ở việc phân tích xu hướng (Trending) theo thời gian và so sánh với giá trị giới hạn (Limit Values).

Thông số Kỹ thuật	Xu hướng Cảnh báo	Vấn đề Tiềm ẩn	Biện pháp Khắc phục
Silicon (Si) tăng đột ngột	Xâm nhập bụi bẩn (Dirt Ingress)	Lọc gió bị tắc, hỏng gioăng/phớt.	Kiểm tra bộ lọc, niêm phong hệ thống.
Sắt (Fe), Đồng (Cu) tăng liên tục	Mài mòn nghiêm trọng (Severe Wear)	Hỏng vòng bi, mòn bánh răng, mài mòn lớp lót.	Kiểm tra định vị trục, thay thế vòng bi.
Độ nhớt giảm > 20%	Nhiễm nhiên liệu/Phụ gia bị cắt	Kim phun bị rò rỉ (Diesel), cắt cơ học (dầu thủy lực).	Sửa chữa kim phun, xem xét dầu VI cao hơn.
Oxy hóa (FTIR) tăng	Dầu quá nhiệt/Quá hạn	Hệ thống làm mát kém, chu kỳ thay dầu kéo dài.	Hạ nhiệt độ vận hành, rút ngắn chu kỳ.
Nước (ppm)	Ăn mòn và Thủy phân	Hỏng bộ làm mát dầu, ngưng tụ.	Loại bỏ nước (Lọc chân không), sửa rò rỉ.

Quy tắc Vàng: Kích thước Hạt và Nguyên tố Mài mòn

Nếu Nguyên tố Mài mòn (Spectrometry) tăng nhưng Đếm Hạt không tăng đột biến: Mài mòn thường xuyên, tốc độ mài mòn chậm, hoặc hạt mài mòn rất nhỏ (dưới giới hạn phát hiện quang phổ).
Nếu Đếm Hạt tăng đột biến (đặc biệt là hạt > 14): Mài mòn nghiêm trọng hoặc hư hỏng sắp xảy ra. Đây là dấu hiệu cần hành động ngay lập tức, vì các hạt lớn không được ICP-OES phát hiện hiệu quả.

Kết luận

UOA là một khoản đầu tư chiến lược, cho phép các kỹ sư chuyển từ bảo trì phản ứng sang bảo trì chủ động. Bằng cách thiết lập các ngưỡng hành động (Alarm Limits) dựa trên dầu mới và dữ liệu lịch sử, các nhà máy có thể dự đoán chính xác sự cố, tối ưu hóa chu kỳ thay dầu, và kéo dài tuổi thọ tài sản thiết bị.

Còn tiếp…..