เฟอร์โรกราฟีเป็นวิธีการวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในการตรวจสอบความรุนแรงและกลไกการสึกหรอในเครื่องจักร โดยการแยกเศษโลหะเหล็กออกจากน้ำมันหล่อลื่นโดยใช้สนามแม่เหล็กด้วยเครื่องมือที่เรียกว่าเฟอร์โรกราฟี จากนั้นจึงนำผลลัพธ์ไปตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์นักวิเคราะห์ที่ได้รับการฝึกฝนมาแล้วสามารถวินิจฉัยข้อบกพร่องหรือคาดการณ์ความล้มเหลวได้

เฟอร์โรกราฟีมีความเกี่ยวข้องกับไตรโบโลยีซึ่งเป็นการศึกษาแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวที่สัมผัสกัน นับตั้งแต่มีการคิดค้นเฟอร์โรกราฟีขึ้นในทศวรรษ 1970 ก็ได้มีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมหลายแห่งในฐานะรูปแบบหนึ่งของการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

เฟอร์โรกราฟีได้รับการบุกเบิกในช่วงทศวรรษ 1970 โดย Vernon C. Westcott ผู้ล่วงลับ^{[ 1 ]}โดยได้รับการสนับสนุนจากหน่วยงานโครงการวิจัยขั้นสูงของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา^{[ 2 ]}ในขณะนั้น วิธีการที่ใช้ในการวัดการสึกหรอ ได้แก่การวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีและเครื่องตรวจจับชิปเฟอร์โรแมกเนติกสามารถให้สัญญาณเตือนถึงความล้มเหลวที่กำลังจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อการสึกหรอถึงระดับความรุนแรงแล้ว ซึ่งการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเพียงอย่างเดียวจะไม่สามารถควบคุมความล้มเหลวที่ร้ายแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 1 ]}กองทัพได้ติดต่อ Westcott เพื่อหาวิธีแก้ปัญหานี้ และจากนั้น Westcott ก็ได้พัฒนาเฟอร์โรกราฟเครื่องแรก เฟอร์โรกราฟถูกนำไปใช้งานจริงครั้งแรกโดยกองทัพอังกฤษในช่วงสงครามฟอล์คแลนด์โดยใช้ในการตรวจสอบสภาพของระบบส่งกำลังของเฮลิคอปเตอร์^{[ 3 ]}

ในปี พ.ศ. 2518 เวสต์คอตต์ได้ยื่นจดสิทธิบัตรที่ระบุหลักการของเฟอร์โรกราฟีหลายประเภท รวมถึงการวิเคราะห์การสึกหรอด้วยกล้องจุลทรรศน์และวิธีการเชิงปริมาณของเฟอร์โรกราฟีแบบออนไลน์^{[ 1 ]}

ในปี 2552 กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซีอานเจียวตงสถาบันทฤษฎีการหล่อลื่นและตลับลูกปืน ได้เผยแพร่วิธีการใหม่ของการทำเฟอร์โรกราฟีแบบออนไลน์ ^{[ 4 ]}ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากช่วยให้สามารถบันทึกภาพเศษสึกหรอได้ในระหว่างการทำงานของเครื่องจักรตามปกติ

เฟอร์โรกราฟีเป็นหัวใจสำคัญในการบำรุงรักษาเพื่อป้องกันความเสียหายการตรวจสอบน้ำมันหล่อลื่นอย่างต่อเนื่องช่วยให้สามารถเปลี่ยนจากการบำรุงรักษาตามแผนล่วงหน้าที่มีราคาแพงและมักไม่จำเป็น ไปเป็นการป้องกันความเสียหายที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่ากว่า^{[ 5 ]}เฟอร์โรกราฟีมีความพิเศษตรงที่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับชิ้นส่วนที่ปิดล้อมได้ เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่นไหลเวียนผ่านบริเวณเหล่านี้และยังคงสามารถเข้าถึงได้ การล้างส่วนประกอบที่สำคัญด้วยสารหล่อลื่นที่ปราศจากอนุภาคและการวิเคราะห์ผลลัพธ์สามารถให้รายงานโดยละเอียดเกี่ยวกับการสึกหรอของเครื่องจักรโดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วนใดๆ

นับตั้งแต่เริ่มนำมาใช้ในทางการทหาร พบว่าเฟอร์โรกราฟีมีประโยชน์ใน^{[ 6 ]}

• เรือ
• การทำเหมืองถ่านหิน
• เครื่องยนต์ดีเซล
• กังหันก๊าซในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
• อุตสาหกรรมเกษตร
• เครื่องบินนาวี

การนำแนวคิดของเฟอร์โรกราฟีไปใช้ในสาขาอื่นๆ พบว่ามีเทคนิคในการวิเคราะห์การสึกหรอภายนอกน้ำมันหล่อลื่นและอนุภาคที่ไม่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก การใช้งานเหล่านี้พบได้ในการประมวลผลตัวอย่างจาระบี การปล่อยก๊าซ และในการตรวจสอบการสึกหรอของข้อต่อที่เป็นโรคข้ออักเสบ^{[ 6 ]}ในข้อต่อที่เป็นโรคข้ออักเสบ สามารถพบสารตกค้างจากการสัมผัสระหว่างกระดูกกับกระดูกในของเหลวใกล้ข้อต่อและวิเคราะห์ได้โดยใช้เฟอร์โรกราฟีแบบอ่านค่าโดยตรง ซึ่งสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการเสื่อมของข้อต่อได้ ณ เดือนพฤศจิกายน 2016 มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับการใช้งานเพิ่มเติมของเฟอร์โรกราฟี

การวิเคราะห์เฟอร์โรกราฟีทำงานโดยการแยกอนุภาคปนเปื้อนด้วยแม่เหล็กและการวิเคราะห์อนุภาคอย่างมืออาชีพ ตัวอย่างน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องจักรจะถูกนำมาเจือจาง จากนั้นนำไปผ่านแผ่นกระจก แผ่นกระจกนี้จะถูกวางบนกระบอกแม่เหล็กที่ดึงดูดสิ่งปนเปื้อน สิ่งปนเปื้อนที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะยังคงกระจายอยู่ทั่วแผ่นกระจกจากการล้าง สิ่งปนเปื้อนเหล่านี้จะถูกล้างเพื่อขจัดน้ำมันส่วนเกิน ให้ความร้อนที่ 600 °F เป็นเวลาสองนาที และวิเคราะห์แผ่นกระจกภายใต้กล้องจุลทรรศน์^{[ 7 ]}หลังจากการวิเคราะห์ อนุภาคจะถูกจัดอันดับตามขนาด อนุภาคที่มีขนาดมากกว่า 30 ไมครอนถือว่า "ผิดปกติ" และบ่งชี้ถึงการสึกหรออย่างรุนแรง^{[ 7 ]}

อนุภาคถูกแบ่งออกเป็นหกประเภท โดยมีหมวดหมู่ย่อยเพิ่มเติมอีกห้าประเภทภายใต้การสึกหรอของเหล็ก: ^{[ 8 ]}

• ทองแดง
• โลหะที่ไม่ใช่เหล็กสีขาว: โดยทั่วไปคืออะลูมิเนียมหรือโครเมียม
• แบ็บบิตต์ : อนุภาคที่มีดีบุกและตะกั่วเป็นส่วนประกอบ
• สิ่งปนเปื้อน: ลักษณะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากให้ความร้อน โดยทั่วไปคือสิ่งสกปรก
• เส้นใย : โดยทั่วไปมาจากตัวกรอง
• การสึกหรอ ของเหล็ก : อนุภาคแม่เหล็กที่ถูกดึงดูดเข้าหาแท่งแม่เหล็ก
  • โลหะผสมสูง: พบได้ยากในเฟอร์โรแกรม
  • โลหะผสมต่ำ
  • เหล็กหล่อ
  • ออกไซด์โลหะสีเข้ม: ความเข้มของสีบ่งบอกถึงการเกิดออกซิเดชัน
  • ออกไซด์สีแดง

ความสามารถในการระบุอนุภาคต่างๆ นั้นมีประโยชน์อย่างมาก เพราะความโดดเด่นของอนุภาคบางชนิดสามารถบ่งชี้ถึงตำแหน่งการสึกหรอที่เฉพาะเจาะจงได้ นอกจากนี้ การมีอยู่ของอนุภาคที่ไม่สัมผัสกับน้ำมันหล่อลื่นยังสามารถเปิดเผยการปนเปื้อนได้ การวิเคราะห์ประเภทนี้จำเป็นต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญที่ได้รับการฝึกฝนมา และอาจมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปสำหรับธุรกิจขนาดเล็ก

การอ่านค่าโดยตรงของเฟอร์โรกราฟีเป็นวิธีการทางคณิตศาสตร์มากกว่าเฟอร์โรกราฟี โดยพื้นฐานแล้ว การสะสมบนแผ่นกระจกจะถูกวัดโดยการส่องแสงผ่านแผ่นกระจก จากนั้นจะใช้การปิดกั้นแสงโดยการสะสมของอนุภาคเพื่อคำนวณค่าเฉลี่ยเมื่อเวลาผ่านไป การปิดกั้นที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ถึงการสึกหรอของเครื่องจักรที่มากขึ้น^{[ 9 ]}วิธีนี้มีราคาถูกกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์โดยผู้เชี่ยวชาญ และสามารถทำให้เป็นระบบอัตโนมัติได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อระบุปัญหาแล้ว จะมีข้อมูลน้อยลงในการวินิจฉัยปัญหา

การตรวจวิเคราะห์เฟอร์โรกราฟีแบบออนไลน์ (OLVF) ช่วยให้สามารถบันทึกภาพเศษสึกหรอได้ในระหว่างการทำงานปกติของเครื่องจักร โดยต้องติดตั้งแม่เหล็กไฟฟ้า วิธีการปรับอัตราการไหลของน้ำมัน และเซ็นเซอร์รับภาพลงในวงจรน้ำมันของช่องที่กำลังตรวจสอบน้ำมัน อนุภาคเหล็กในน้ำมันจะถูกสะสมในลักษณะเดียวกับการใช้เฟอร์โรกราฟแบบตั้งโต๊ะ ความเข้มข้นสัมพัทธ์ของเศษสึกหรอ พื้นที่ครอบคลุมของอนุภาค และภาพของเศษสึกหรอสามารถหาได้จากวิธีนี้^{[ 4 ]}

แม้ว่าเฟอร์โรกราฟีจะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิเคราะห์การสึกหรอ แต่ก็มีข้อจำกัดหลายประการ เฟอร์โรกราฟีเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงมากเนื่องจากต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทางและซับซ้อน^{[ 6 ]}เฟอร์โรกราฟีมีความโดดเด่นในบรรดาวิธีการวิเคราะห์น้ำมันเนื่องจากมีองค์ประกอบแม่เหล็กเข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งทำให้ได้รายงานที่มีรายละเอียดมากกว่าวิธีการอื่นๆ ที่คล้ายกัน นอกจากนี้ สำหรับวิธีการเชิงคุณภาพซึ่งเป็นเฟอร์โรกราฟีเชิงวิเคราะห์ จำเป็นต้องมีผู้เชี่ยวชาญเพื่อทำความเข้าใจผลลัพธ์ดิบ^{[ 9 ]}ยิ่งไปกว่านั้น เฟอร์โรกราฟีไม่สามารถแก้ปัญหาได้ เพียงแต่ดึงความสนใจไปที่ปัญหาเหล่านั้นเท่านั้น ปัญหาเหล่านี้จึงต้องได้รับการแก้ไขด้วยตนเอง

• การตรวจสอบสภาพ
• สวมใส่