はじめに
グリースは，基油（潤滑油），増ちょう剤，添加剤から構成される。これらの成分の組み合わせや配合割合により，異なる性質や特徴を有する様々なグリースを得ることができる。そして，これらのグリースは製鉄設備，建設機械，家電，自動車，鉄道など様々な分野の重要な潤滑個所に使用されている。近年，これら用途の機械や設備の小型，軽量化および高性能化により，グリースの使用条件はさらに厳しくなっており，グリースへの要求は年々厳しくなってきている。
これらの要求に対応するグリースを提供するためには，実際に使用されているグリースの状態を調査し，どのような潤滑状態であったか把握することが重要な要素の一つである。ここでは，使用グリースの分析について実例を交えて述べたい。
1. 使用グリース分析の目的と意義
使用グリースを見て，その劣化状態から，「このグリースは寿命ですか」，「あとどのくらい使えますか」と問われることがしばしばある。しかし，グリースそのものには寿命というものは存在せず，潤滑している機械部品が寿命に至ったときが，そのグリースの潤滑寿命となる。これはグリースが同じように劣化した場合でも，ある機械部品は潤滑寿命に至ってしまうのに対し，別の機械部品はまだ十分に使用できる場合がよく見られることに示される。また，機械部品によりその寿命となる損傷形態や原因も異なるからである。したがって，使用グリース分析の目的は，まず機械部品の潤滑状態の把握を行うこと，そして，その機械部品特有の寿命に対してこれに関わる点を調査し，潤滑寿命に対する考察を行うことである。
このような観点から，潤滑状態の把握は，主に機械部品材料の摩耗粉の定量を行う。材料が鋼であれば鉄分，黄銅製保持器を有する転がり軸受の場合は銅分，樹脂材料の場合は樹脂成分がグリース中に含まれるため，この成分分析を行い摩耗の状態を把握する。また，同様の分析で，錆やフレッチングなど，その用途特有の損傷に対して現状を調査する。
もう一つの目的は，グリースの劣化状態を見ることである。すなわち，何故上記の潤滑状態になったかをグリースの劣化状態を調査し考察する。このグリースの劣化状態の中では，ちょう度が最も重要な分析項目である。グリースは半固体状物質であり，図1に示すように，グリースが軟化・液状化や硬化・固化に至れば潤滑部にグリースが供給されなくなり，油膜が形成できず，潤滑寿命に至ってしまうからである。
図1 グリースの潤滑寿命のプロセス
そして，このちょう度が何故このようになったかを必要に応じて，物理的要因（残油分や電子顕微鏡観察による増ちょう剤構造変化），化学的要因（赤外分光分析による酸化劣化），異物の混入（水分や，赤外分光分析による他物質混入）の分析を行い，調査する。
最近では，この点に着目した転がり軸受の潤滑寿命とグリースの劣化過程の研究が報告されている*1，*2。これらの分析で，ちょう度がこのようになった理由すなわち潤滑状態がこのようになった理由と，この潤滑個所の特異な環境や苛酷さを推察するのである。このような使用グリースの主な分析項目を表1に示す。
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表1 使用グリースの分析項目と内容
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2. 使用グリース分析の実例
以下に使用グリース分析の実例を挙げて説明する。
2.1 製鉄設備用使用グリース分析
製鉄設備には軸受起因のトラブルが多い*3。特に，連続鋳造設備（以下，連鋳機と呼ぶ）のセグメントロールの軸受は高温，高荷重，極低速回転，そして多量の冷却水がかかるといった過酷な条件下で使用されていることから，連鋳機におけるトラブルの大半を占めている*4。
近年，連鋳機のセグメントロールの軸受には，これらの過酷な条件下に耐え得るウレアグリースが用いられており*5，*6，潤滑剤としての改善*7がなされている。しかし，軸受寿命を全うする以外での軸受廃却率は0％となっていないのが現状であり，使用グリース分析からの潤滑状態の把握が重要となっている。
表2はある製鉄所における連鋳機のセグメントロールの軸受に使用されたグリースの分析結果の実例である。連鋳機は上述した通り過酷な条件下で操業されている。潤滑状態としては軸受の摩耗，発錆が懸念されるため，鉄分（摩耗粉または錆の混入）を確認する必要がある。また，軸受の発錆有無は，実際に現物を観察し確認をすることも必要である。
分析事例（1）において，鉄分は0.04％と小さく，潤滑状態は良好であり問題はない。
これに対して，分析事例（2）は鉄分が6.2％と非常に多く検出されており，軸受の観察結果からは錆が確認された。赤外分光分析や光学顕微鏡観察からも酸化鉄が認められたことから，この鉄分は軸受の錆が原因と推察される。
分析事例（3）では鉄分が1.8％と多く検出されており，同時に行った金属分析で，軸受鋼起因と考えられるクロム分が0.02％検出されていることから，この鉄分は軸受の摩耗と考えられる。グリースのちょう度変化は少なく，赤外分光分析から酸化劣化は認められないが，水分の分析から水が10％検出された。したがって，この摩耗は，軸受内に混入した水が油膜形成を阻害したことによるものと推察される。
また，分析事例（4）では，鉄分が5.4％と非常に多く検出されたが，クロム分は0.01％しか検出されなかったため，この鉄分は軸受の摩耗粉が主体でないことが分かる。光学顕微鏡観察などから，この鉄分は，主に鉄のスケールが外部から混入したものと推察された。これら水やスケールの混入からは，軸受シールの損傷などが考えられ，設備の点検の必要性を喚起した。
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表2 使用グリース分析結果
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これらの分析事例のように，使用グリース分析によって機械部品の異常が感知されれば，事前に点検し，様々な対処を取ることが可能となり，トラブルを回避できるのである。
2.2 鉄道用使用グリース分析
図2 Relation of Penetration vs.Oil Separation*9