油中TAN和TBN的测量

含有高浓度酸性化合物的润滑剂可导致由于污泥的形成而导致机器部件的腐蚀和腐蚀。当润滑剂破裂时，酸性副产物将由在空气和热量存在下的基础原料和添加剂的化学分解中形成。

总酸值(TAN)是润滑油中酸浓度的量度。酸性污染、添加剂包装和氧化副产物的存在决定了润滑剂的酸性浓度。

偶尔，添加剂包装的耗竭可能导致棕褐色的棕褐色的初始降低，但是酸性污染物和氧化副产品随着时间的推移，将始终导致棕褐色的增加。这是工业机械应用中最有意义的测试，但有时也建议在发动机应用中以及总基数（TBN）中。

总碱值

TBN是润滑剂中存在的碱性浓度的量度。碱性添加剂用于配制发动机油，以防止润滑剂中酸的累积，因为它分裂。

在润滑剂中，TBN级别针对其应用。通常，汽油发动机油配制成具有约5-10mg KOH / g的起始TBN，而由于更严重的操作条件，柴油发动机油可能更高（15-30mg KOH / g）。

船用发动机和其他类似的专门应用可能需要超过30毫克KOH/g。当油继续使用时，BN添加剂就耗尽了。但是，当碱性添加剂消耗超过一定限度后，润滑剂就不能发挥其作用了。这可能会导致清漆、油泥和发动机的腐蚀。此时，应该换油或加满油。

TAN和TBN的测量技术

电位滴定

电位滴定法是最广泛接受的测量TBN或TBN的方法棕褐色。电位滴定法非常准确，可以测量各种样品类型，无论颜色或污染物的存在。它确实需要溶剂和细致的技术，所以最好由训练有素的化学家来完成。

设备成本app亚博体育可能是合理的，但即使是最容易使用和易于维护的系统也可能相当昂贵。与其他技术相比，需要购买溶剂和处理废物也会使其成本更高。

Metrohm全自动TAN和TBN滴定系统

棕褐色

ASTM D664是TAN的普遍接受的测试方法。在该技术中，样品用少量水溶解在异丙醇和甲苯中，用乙醇氢氧化钾滴定。

然后将参比电极和玻璃电极置于溶液中并连接到电位计/电压表。达到滴定端点当磁力读数对应于缓冲液的仪表时，或发现明确定义的拐点。

TBN

ASTM D2896是用于使用和新油的TBN的已接受方法。这涉及将样品溶解在冰醋酸和氯苯中并用冰醋酸中的高氯酸滴定。电位滴定用于确定溶液内的玻璃指示电极的终点，并通过盐桥连接到样品溶液的参比电极。

电位法测定TAN(蓝色=滴定曲线，粉色= ERC)

ASTM D4739是另一种方法，用于测量二手油中的TBN。D4739中的滴定剂是比D2896更平缓，盐酸与高氯。如果存在未被盐酸中和的样品中存在的弱碱，这会导致TBN结果降低。BN添加剂是一个相当强的基础，所以在测量时，在测量时，在润滑剂的剩余寿命时，测量中的较弱基础并不重要。

以下是电位滴定的优点和缺点：

优点:

• 准确的
• 行业标准
• 耐难样品(污染物，颜色)

缺点：

• 需要昂贵的设备app亚博体育
• 每个测试成本相对较高
• 可以需要4克的样品吗
• 需要溶剂
• 需要熟练的操作人员
• 必须在实验室中进行

比色滴定

只要油不发黑，可以采用比色滴定法。在这些方法中，滴定终点是通过使用指示剂对pH值的变化作出反应，通过可见的颜色变化来检测的。对于TBH的测量，由于曲轴箱油的黑暗性质，特别是当烟灰可能存在时，这可能是困难的。

在ASTM D974方法中，样品溶解在对萘酚、甲苯和含水的异丙醇中，溶液用盐酸或KOH处理，直到颜色变化指示滴定终点。TAN或TBN由达到终点的盐酸或KOH的添加量决定。尽管与ASTM D974方法相似，ASTM D3339是为较小的样品尺寸(2克vs 20克)而设计的。

以下是比色滴定法的优缺点:

优点:

• 准确的
• 不需要昂贵的电极

缺点：

• 不能用于污染或暗油
• 每个测试成本相对较高
• 必须在实验室里进行吗
• 需要溶剂
• 需要熟练的操作人员

现场测试套件

对于TAN或TBN测量，测试套件可作为方便的一线测试。这些试剂盒包括预先测量的试剂，所获得的结果是通过眼睛测量颜色变化。在某些情况下，试剂盒包括预先指定数量的盐酸或KOH滴定剂，这使它们能够提供定性通过或不通过的响应。

其他套件包含标记为渐变的滴度注射器，该速度增量已经转换为TAN或TBN单位。用户在试管中以已知量的样品开始，加入HCl或KOH试剂的等分试样，并观察到颜色的变化。一旦解决方案改变颜色，检查柱塞旁边的注射器上的数字，表示其TAN或TBN。

以下是现场测试套件的优缺点:

优点:

• 快速的结果
• 可以在现场表演吗
• 预先测量的材料亚博网站下载

缺点：

• 不能用于污染或暗油
• 每次试验成本适中
• 需要溶剂
• 需要熟练的操作人员

流体扫描-红外光谱

红外线光谱学利用探测器、辐射源和计算机来研究物质和光之间的相互作用。油的降解和氧化导致润滑油中酸的积累，这可以通过红外光谱的变化检测到。

硝化和氧化产品在1600到1800厘米之间的红外光谱中出现峰值^－1。然而，由于润滑油分解过程中产生的酸的混合物，光谱中没有一个与TAN相关的单峰。

在红外光谱中可以看到TBN的变化，即与发动机油中存在的基本添加剂有关的吸光度峰的下降，以及标准降解峰的变化。钙或镁磺酸盐、水杨酸盐和酚酸盐是最常用的氮化硼添加剂。

虽然润滑剂的特定BN添加剂包可以包括这些的任何混合物，但它们都在1000和1900厘米处有峰值^－1红外光谱的区域。

以下是流体扫描-红外光谱法的优缺点:

优点:

• 快速的结果
• 没有溶剂
• 每个样品的成本非常低
• 可以在现场表演吗
• 任何算子都能得到良好的结果
• 只需要两滴油
• 预校准超过90%的油

缺点：

• 不能测量非常烟味样本（> 3％）
• 石油必须适应一个预先校准的家庭

流体扫描光谱显示，随着齿轮油TAN的增加，氧化和硫化副产物增加。

流体扫描光谱显示，随着重负荷发动机油TBN的降低，BN添加剂的消耗和硫酸盐副产物的增加。

将FluidScan TAN测量结果与滴定TAN测量结果进行比较，显示出良好的相关性。

比较FluidScan TBN测量和滴定TBN测量显示了良好的相关性。

便携式手持光谱仪，FluidScan用于测量油况及化学性质。数百种不同类型和降解程度的旧润滑油和新润滑油已收集到FluidScan上的样本库中。

使用ASTM标准滴定法(D664为TAN, D4739为TBN)，记录这些润滑剂的红外光谱及其TAN和/或TBN值。然后使用多元数据分析技术将已知的TBN或TAN与红外光谱联系起来。最终结果是使用红外光谱定量读取TBN和TAN。

结论

通过监测TBN和TAN可以测量润滑剂的状况。有几种可行的方法，从快速的现场测试到昂贵的实验室方法。在实验室环境中，方法的选择是基于最高的重复性和准确性，可以获得一个体面的吞吐量。

在现场，必须迅速获得可靠的结果，以便在任何重大设备故障之前采取纠正或预防性维护行动。app亚博体育最好的方法是根据应用需求而定。

参考：

1.http://www.machinerylubrication.com/Read/1052/ acid-number-test

2.“使用红外光谱法测定机械润滑油中的TAN和TBN，”Christy L. DiCologero，Thomas G. Baraclough，以及Patrick F. Henning。Spectro，Inc。，Qinetiq北美

3.《FluidScan手持式红外石油分析仪概述》白皮书，spectrosci.com

4.石油产品中总酸值的测定，应用通报AB-404_1_EN

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

有关此来源的更多信息，请访问AMETEK斯派克的科学。