润滑油中劣化评价检测方案(红外光谱仪)

Newshttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行日：2019年10月400-650-0439 傅立叶变换红外光谱法分析基于 ASTME2412标准的润滑油劣化 润滑油由基础油和添加剂组成，用于机器内部的润滑、冷却和防锈等。例如，机油作为发动机的润滑油，是发动机正常运转不可或缺的要素。发动机内部各部件高速运转，此时会产生金属磨损和卡死(气缸或活塞受损的现象)。为了减轻这些问题，需要用润滑油润滑内部。另外，由于发动机内的燃烧和旋转会产生各种脏污(污垢、燃烧废物)，导致发动机性能和寿命的降低。润滑油还承担着吸附和分散脏污的作用。 润滑油会由于氧化、添加剂的消耗和脏污的沉积等而劣化。润滑油的劣化会导致发动机寿命降低或故障，因此有必要了解其劣化并在适当的时间进行更换。图1显示了发动机内部润滑油劣化的典型原因。 图1发动机内部润滑油劣化的典型原因 ASTM 标准规定了根据各种参数评估润滑油的方法，需要根据各个评估项目和测定对象选择合适的分析仪。表1列出了ASTM 标准规定的傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、气相色谱仪(GC)和 ICP发射光谱仪(ICP-AES)得出的润滑油评估项目和测定对象一览。 FTIR可以评估润滑油的氧化、硝化、硫化等化学变化，以及水分、煤烟等造成的污染。ASTM E2412对这些方法进行了规定。 本文参考 ASTM E2412， 采用 FTIR透射光谱法对新型汽车发动机润滑油及其使用后的劣化情况进行了评价。 表1润滑油的评估项目和测定对象一览 评估项目和测定对象 分析设备 ASTM 劣化 氧化 FTIR E2412 硝化 硫化 污染 水分 FTIR E2412 煤烟 汽油 GC D3525 D7593 FTIR E2412 柴油 GC D3524 D7593 FTIR E2412 冷令液 (B， Na， K) ICP-AES D5185 FTIR E2412 防冻剂 (Na) ICP-AES D5185 粉尘 (Si) 密封材料(Si) 磨损 金属 (Al， Fe， Cu， Cr， Ni， Zn 等) ICP-AES D5185 添加剂 抗氧化剂 (Zn， Cu， B) ICP-AES D4951 FTIR E2412 防磨剂 (B， Cu， K， S， Zn 等) ICP-AES D4951 FTIR E2412 表面活性剂 (Ba， Mg， Ca等) ICP-AES D4951 防腐剂 (Ba， Zn) 防锈剂 (K， Ba) 润滑剂(Mo) 测定条件和测定样品 使用 Specac 公司水平型红外液体透射附件 PearlTM (如图2所示)进行透射法测试。 PearlTM 是一种液体池配件，可以保持液体样品水平放置，不易产生气泡，比普通液体池更易清洁和使用。样品的放置如图3所示，只需在液体样品滴下后盖上窗口，非常简单。表2显示了测定条件，表3显示了使用过的润滑剂A和B的详细信息。为了进行比较，还测定了新的润滑油A和B。 图2水平型红外液体透射附件 Pear|TM 图3样品的放置步骤 表2测定条件 表3已使用的润滑油详细信息 汽车发动机润滑油 A B 粘度：10W-60 粘度：0W-20" 行驶距离：3000km 行驶距离：5000 km 使用时间：3个月 使用时间：1年 使用条件：使用高转速 使用条件：正常城镇乘用 *1 SAE (美国汽车工程师学会)分类符号。前半部分的10W 表示可以在零下25度、0W表示可以在零下35度以上使用。后半部分的60、20表示高温时(100℃)的粘性。 劣化评估的结果 图4(a)(b)显示了新旧润滑油A、B的红外光谱 IRSpirit 是岛津制作所株式会社在日本及其他国家的商标。 Pearl是 Specac Limited 的商标。 图4(a)新旧润滑油A的红外光谱 根据图4(a)可以确认，除水分引起的污染以外，润滑油A还会因氧化和硝化引起劣化。而根据图4(b)可以确认，润滑油B中作为添加剂的抗氧化剂的减少和硝化引起的劣化。在1800到1670 m-1之间没有观察到氧化引起的光谱变化，可以推测这是抗氧化剂的作用。 结论 通过 FTIR 进行润滑油劣化评估，简便可行，无需进行样品预处理。而且，水平型液体红外透射附件 PearlTM 比常规液体池更易清洁、工作效率更高。此外， PearlTM 可以保持精确的光程长度，从而在基于 ASTM E2412 的测定中获取重现性高的数据。 岛津应用云 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 FTIR可以评估润滑油的氧化、硝化、硫化等化学变化，以及水分、煤烟等造成的污染。ASTM E2412对这些方法进行了规定。本文参考ASTM E2412，采用FTIR透射光谱法对新型汽车发动机润滑油及其使用后的劣化情况进行了评价。