轴承测温检测需遵循的国际通用技术标准要点

轴承是旋转机械的核心部件，其运行温度直接反映磨损、润滑或载荷异常，是预测故障的关键指标。为避免因检测方法差异导致误判，国际通用技术标准为轴承测温提供了统一框架——从传感器选型到数据解读，每一步都有明确规范。本文结合ISO、IEC等主流标准，拆解轴承测温检测需遵循的核心技术要点，帮助工业场景下的检测人员精准落地标准要求。

国际主流轴承测温标准体系框架

轴承测温检测的国际标准主要围绕“传感器-测量-评估”三个环节构建，核心体系包括ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电工委员会）的系列标准。其中，ISO 10816《机械振动与冲击 旋转机械的状态评估》是整体框架性标准，其第3部分明确将温度作为“二次评估参数”，与振动、噪声共同构成设备状态的判断依据——这意味着温度检测不能孤立进行，需结合其他参数验证。

IEC 60584《热电偶 电动势与温度的关系及误差》和IEC 60751《工业铂热电阻和铂温度传感器》则聚焦传感器本身的性能要求，比如热电偶的电动势偏差需控制在±0.5℃（Class B级），热电阻的电阻温度系数需符合0.00385Ω/Ω·℃的标准值，直接决定了测量数据的可靠性。此外，ISO 21569《润滑油 状态监测 红外光谱分析》虽以润滑为核心，但其中第5部分要求“温度数据需与油液黏度、污染度关联分析”，因为轴承温度升高往往伴随润滑失效。

还有IEC 61508《功能安全》，针对涉及人身安全的设备（如电梯、风力发电机轴承），要求温度检测系统的失效概率≤1×10⁻⁶/h，确保传感器故障时不会导致误判或漏判。这些标准相互补充，形成了“从传感器选型到数据应用”的完整链条。

温度传感器的选型标准

传感器选型需匹配轴承的工作温度、转速及安装环境。根据IEC 60584，热电偶适用于高温场景（如冶金设备轴承，工作温度可达300℃以上），其中K型热电偶（镍铬-镍硅）是工业首选，因其耐温范围宽（-200℃至1200℃）且稳定性好；而热电阻（如Pt100）更适合中低温场景（如电机轴承，工作温度0-150℃），其测量精度更高（Class A级可达±0.15℃）。

非接触式传感器（如红外测温仪）需遵循IEC 60874《红外温度计 性能要求》，适用于无法安装接触式传感器的场景（如高速旋转的主轴轴承），但需注意发射率的调整——轴承钢的发射率通常为0.8-0.9，若未调整会导致测量值偏低10-15℃。此外，传感器的响应时间需满足工况要求：旋转轴承的温度变化快，要求响应时间≤1s；静止轴承可放宽至5s。

对于防爆场景（如化工泵轴承），需选择符合IEC 60079《爆炸性环境》的本质安全型传感器，其最高表面温度需低于爆炸性气体的引燃温度（如甲烷的引燃温度为537℃，传感器表面温度需≤135℃）。

传感器安装的技术规范

安装位置是影响温度测量准确性的关键因素，ISO 10816-3明确要求：“温度传感器应安装在轴承座的最高温度区域”——通常是轴承负载区对应的外壁位置，因为负载区的摩擦热最集中。具体来说，对于滚动轴承，传感器需安装在距离轴承内圈端面10-20mm的轴承座上；对于滑动轴承，则应安装在轴瓦的非油膜侧，避免润滑油的冷却作用影响测量。

安装方式需根据轴承类型和设备工况选择：磁吸式传感器（适用于临时检测）要求与轴承座表面的贴合度≥90%，且吸附力≥50N，防止振动导致脱落；粘贴式传感器（适用于长期监测）需使用高温环氧胶，其耐温性能应比轴承最高工作温度高50℃以上（如轴承最高工作温度100℃，胶的耐温需≥150℃），避免胶层失效；钻孔式传感器（适用于重载设备）的钻孔深度不得超过轴承座壁厚的1/3，且孔底需与轴承外圈保持2-3mm间隙，防止钻孔破坏轴承结构。

线缆布置也需遵循IEC 61926《工业控制系统 电气设备的电磁兼容性》：传感器线缆应远离动力线（距离≥300mm），若必须交叉则需垂直交叉；线缆的弯曲半径应≥其直径的5倍（如直径2mm的线缆，弯曲半径≥10mm），避免内部导线断裂；此外，线缆需固定在设备机架上，每隔500mm用扎带固定，防止振动导致线缆磨损。

温度测量的操作方法要求

测量时机需符合ISO 21569的要求：设备需稳定运行30分钟后再测量，因为冷启动时轴承温度会快速上升（通常10-15℃/min），此时的温度值不能反映真实工况。对于间歇运行的设备（如空压机），需在每次启动后15分钟测量，因为此时润滑脂已充分分布，温度趋于稳定。

测量频率需根据设备的重要性调整：关键设备（如发电厂汽轮机轴承）需连续测量，采样率≥10Hz；一般设备（如传送带电机轴承）可每小时测量1次。此外，多点测量是避免单点误判的关键——双列角接触轴承需测量内圈和外圈两个点，因为内圈温度通常比外圈高5-8℃；调心滚子轴承需测量轴承座的上下两个点，防止因载荷不均导致局部过热。

测量时需避免人为干扰：使用接触式传感器时，需等待传感器与轴承座温度平衡（通常3-5分钟）再读数；使用红外测温仪时，需确保镜头垂直于轴承表面，距离控制在10-50cm（根据仪器量程调整），避免斜射导致测量面积扩大。

数据精度的控制要点

环境补偿是保证数据精度的重要环节。根据IEC 60874，红外测量时需补偿环境温度，公式为：T实际 = T测量 + (T环境 - T测量) × (1 - ε)，其中ε为发射率（轴承钢取0.85）。例如，环境温度25℃，测量值80℃，则实际温度为80 + (25-80)×(1-0.85)=80-8.25=71.75℃，若未补偿会高估温度。

传感器漂移修正需遵循校准周期：热电阻每6个月校准一次（IEC 60751），热电偶每3个月校准一次（IEC 60584），因为高温下传感器的材料会发生老化（如热电偶的热电极会氧化），导致测量误差增大。校准需追溯到国家计量基准（如中国的JJG 229《工业铂热电阻检定规程》），校准报告需包含修正值（如Pt100在100℃时的修正值为+0.2℃）。

采样率控制：连续测量时，采样率需≥10Hz，确保捕捉到瞬间温度峰值（如轴承滚子卡滞时，温度会在1-2秒内上升10℃）；若采样率过低（如1Hz），会错过峰值，导致误判。

环境干扰的规避策略

热源干扰是最常见的问题，需远离电机绕组、冷却水管、蒸汽管道等热源，距离≥50mm。例如，电机轴承的传感器若安装在靠近绕组的一侧，会受到绕组散热的影响，测量值比实际高8-10℃。若无法远离，需在传感器与热源之间加装隔热垫（如陶瓷纤维垫，厚度≥5mm）。

电磁干扰需通过屏蔽和接地解决：传感器线缆需使用带金属屏蔽层的线缆（IEC 61131-2），屏蔽层需单端接地（接地电阻≤4Ω），避免形成环路；测量仪器需使用隔离电源（如DC24V隔离电源），防止电网谐波干扰。例如，在变频器附近的轴承测温，若未屏蔽，测量值会出现5-10℃的波动。

气流干扰需通过防护措施规避：露天设备的轴承传感器需安装防尘罩，避免冷风直接吹向传感器（风速≥2m/s时，测量值会偏低5-8℃）；室内设备需避免空调风直吹传感器，若无法避免，需在传感器周围加装防风圈（如塑料环，直径≥50mm）。

异常温度的判定标准

异常阈值需基于正常基线设定，ISO 10816-3要求：首先连续3天记录设备稳定运行时的温度值，取平均值作为“正常基线”；滚动轴承的异常阈值为基线+15℃，滑动轴承为基线+20℃——这是因为滑动轴承的润滑面积大，散热更好，温度上升空间更大。

趋势分析比单点阈值更重要：若连续3次测量温度上升≥5℃/小时（如第1小时70℃，第2小时75℃，第3小时80℃），即使未超过阈值（假设基线60℃，阈值75℃），也需发出预警，因为这说明故障在快速发展（如润滑脂干涸）。

需与其他参数关联判定：根据ISO 10816，若温度上升的同时，振动有效值超过Class 2（如电机轴承的振动有效值≥4.5mm/s），或油液中的铁谱含量超过ISO 4406的18/16级，需立即停机检查——单一温度异常可能是测量误差，多参数异常则必然是故障。

检测记录与可追溯性要求

记录内容需符合ISO 9001的要求，包括：传感器编号、校准日期、测量时间、环境温度、设备负载（如电机电流）、测量值、检测人员签名。例如，某电机轴承的记录应包含：“传感器编号：PT-001，校准日期：2024-03-15，测量时间：2024-05-20 14:30，环境温度：28℃，电机电流：15A，测量值：72℃，检测人：张三”。

记录方式需保证可追溯性：电子记录需存储在加密的数据库中，每笔记录需有时间戳，不可篡改；纸质记录需使用耐候纸（如无酸纸），归档保存3年（根据ISO 14001的要求，部分行业需保存5年）。

人员资质需符合ISO 18436-2《振动与状态监测 人员认证》：检测人员需通过Level 1或以上认证，掌握温度测量的基本原理和标准要求；校准人员需通过计量检定员资质认证（如中国的计量员证），确保校准操作符合规程。