测量石油化学指南:硝化，氧化和硫化

在使用的润滑油遇到热量，空气，腐蚀性剂，压力和其他导致油化学变化的因素。石油化学的变化也会影响润滑剂的执行其工作的能力（例如，如果关键添加剂已经耗尽）。

这些化学反应最终会导致有害的降解副产物的积累，如弱有机酸。石油化学分析通常包括氧化，根据应用情况，还可以包括硫化和硝化。在某些情况下，可能会对油进行测试，以检查特定添加剂的消耗情况，如ZDDP抗磨包。

氧化

油的氧化在热和空气（氧气）存在下发生。大气氧与润滑剂中的碳氢化合物反应形成羧酸。这些是弱酸，但足够的时间，浓度可以变高，以促进机械零件的严重腐蚀。

这个过程是不可避免的，必须加以监控。为了保护润滑剂，抗氧化添加剂几乎包含在所有的配方中。这些添加剂很容易在更重要的油成分氧化之前氧化。当这些添加剂耗尽后，润滑剂的性能将受到负面影响。

氧化速率随温度而显著变化，润滑剂中污染物(尤其是金属)的存在也会影响氧化速率。所以，尽可能保持油的干燥、清洁和凉爽是处理氧化的最好方法。

硝化反应

在发动机油，特别是天然气发动机油中，硝化是一个值得关注的问题。在热的存在下，大气中的氧(O₂）和氮气（n₂)可反应生成氧化亚氮(NO_x）。这些氧化物通过形成有机硝酸盐或被拾取为不溶性或可溶性的亚硝化合物而与润滑剂相互作用。

发动机油的过早稠化是由硝化引起的。导致硝化的典型原因包括不适当的空气-燃料比、燃烧产物的低效排气、活塞密封件泄漏和工作温度过低。

硫酸盐化作用

含硫化合物，包括含硫酸，可以由基础油或柴油燃料的热、氧、水和硫之间的反应生成。通常，这些含硫化合物是通过排气排出的，但也有一些可能留在发动机内并进入发动机腔内。

当这些酸与润滑油的基本原料或油中的添加剂反应时，就会发生硫化。在较低的操作温度下，例如在启动过程中，酸会凝结并更容易与油接触。硫酸盐作用会导致粘度增加和沉淀物、污泥和清漆的形成。

石油化学测量方法

粘度

光谱学是测定硝化、氧化和硫酸盐作用的唯一直接方法。间接方法是粘度和阻抗测量。粘度是对流体流动阻力的量度。

当石油中发生硫酸盐作用、硝化作用或氧化作用时，会产生冷凝产物，导致粘度增加。粘度的变化，无论什么原因，都是测试的一个重要参数，所以粘度测试是所有润滑剂状态监测程序的一部分。

有许多方法（ASTM 7279，ASTM D445等），具有用于场和实验室测试的仪器，包括Q3050便携式运动粘度计从Spectro Scientific。

阻抗

阻抗测试是对这些特性的另一种间接测量，它测量流体的介电或导电性特性。这些性质受到烃类极性变化的强烈影响，由于羧酸的形成，烃类对氧化特别敏感。

阻抗的变化也可以是由其他降解副产物和污染物如水的存在引起的。因此，该测试通常用于培养油的整体条件。

红外光谱学

红外线光谱学使用探测器、辐射源和计算机来研究物质和光之间的相互作用。

在1120 ~ 1180 cm的红外光谱中出现了硫化物的峰^－1在1600 ~ 1800 cm的红外光谱中，硝基化产物和氧化产物以峰的形式出现^－1．由于没有绝对参考标准可用于硫酸盐，硝化和氧化，结果总是与新油的结果进行比较。

例如，如果硝化峰值约为1650厘米^－1在指定时间上采样发动机油时变得明显更强烈，这意味着发生硝化，可能是由于燃料/空气比不当。

测试方法可用于便携式现场测试和实验室级FTIR测量。ASTM E2412描述了FTIR测量这些特性的标准实践。此外，还定义了硫化(D7415)、硝化(D7624)和氧化(D7414)的特定测试方法。

为了监测油田中的石油化学成分，一种光栅红外光谱仪FluidScan^®ASTM D7889方法使用。FluidScan.^®可以轻松操作，无需任何经验丰富的技术人员。

优点:

• 购买初始设备后，每个样品的成本较低app亚博体育
• 测试很快
• 非常适合石油化学特性的直接趋势

缺点：

• 需要昂贵的设备app亚博体育

ASTM E2412 - 曲轴箱油中的氧化和硝化测量。

ASTM E2412 -极压流体的氧化测量

Thermo Fisher Nicolet FT-IR光谱仪

FluidScan Q1100

结论

润滑剂的硫化，硝化和氧化测试不仅能够实现有用的油寿命的趋势，还可以发出发动机部件（活塞密封件），操作条件不当或应用错误的润滑剂的失效。间接方法可用于测试润滑剂以执行其功能的能力，例如粘度。

然而，红外光谱是唯一可以用来确定是否正在发生硫酸盐作用、硝化作用或氧化作用的直接方法。FTIR方法和仪器可在实验室环境中为中级到专家用户提供，Spectro Scientific FluidScan可在实验室和现场使用便携式红外光谱仪进行石油化学测试。

参考文献

1. http：//www.machinerylubrication.com/read/873/oil-tests.

2.http://www.machinerylubrication.com/Read/30020/engine-oil-nitration

3. http://www.machinerylubrication.com/read/524/natural-gas-engine-oil-analysis.

4. ASTM E2412。傅里叶变换红外（FT-IR）光谱法通过趋势分析通过趋势分析调节润滑剂条件监测的标准实践。

5.ASTM D7889。用红外光谱法现场测定在用流体性质的标准试验方法。

这些信息已经从AMETEK Spectro Scientific提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载

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