FTIR在服务润滑油的分析

傅立叶转换红外（FTIR）光谱是一种简单的技术。它专门用于检测不同类型的油中的降解，稀释或非法添加剂。

FTIR光谱法使用了隐形红外辐射与物质的相互作用。这会产生有用的分子数据，并可以快速鉴定化学物质，而无需消耗品或额外的化学物质。

通常，该技术可以应用于液体，固体和气体以及工业油。这是一项公认的技术，法律当局，钻探公司，汽车行业甚至在F1竞赛活动中使用。

为什么要测试服务润滑油？

为了容易评估润滑剂的性能，在服务润滑油的测试和诊断非常重要。这对于延长发动机的寿命并防止发动机突然损害和意外损害尤其重要。

润滑油可减少摩擦，从而保护发动机的运动部位免受腐蚀和磨损。此外，柴油发动机中的油应悬挂因部分燃料燃烧而导致的烟灰颗粒，以防止沉积。yabo214

如果润滑剂饱和，性能会大大降低。此外，对服务润滑油的分析提供了有关发动机相关功能的信息，以检测有害的工作条件或组件故障。

FTIR在石油分析中的优势

现代FTIR系统的低成本，以及在几秒钟内实现高质量数据的潜力，使这种方法非常受欢迎。

特别是在常规分析中，在定期监测服务润滑剂期间，需要更大的需求获得快速结果。在这方面，FTIR已经开始缓慢地替代许多常规的物理和化学分析技术，这些技术既乏味又耗时。

结果，ASTM实施了一种标准实践E2412，称为“使用傅立叶转换红外（FTIR）光谱法进行对使用的润滑剂进行条件监测的标准实践”，证明了该域中FTIR光谱的使用增加。

图1。Alpha II FTIR光谱仪（左）配备了用于机油分析的AIM3300（右）（右）进行测量。

FTIR光谱法的可能性

图2显示了用户可以在二手油的FTIR光谱中找到确切所需信息的简要概述。

图2。上面的频谱显示了用过的油的差异光谱与新油的参考。该区域（如标记）用于确定化合物。

在这里，颜色表示例如氧化产物的光谱区域（约1700厘米^-1）或水带（约3500厘米^-1）。由于光谱特性显然彼此不同，因此即使在混合物中也可以轻松确定化学成分。

为什么FTIR如此易于使用

如前所述，使用的润滑油可以描述为一种复杂的混合物，其中包含大量各种组件，包括从原始碱基油中提取的化合物配方和添加剂，污染物和油降解副产品。在存在添加剂和碱油的情况下，确定这些含量的痕量浓度是分析的挑战。

在FTIR光谱法（见图2）中，可以从使用的油样品的光谱中减去添加剂和基油的光谱，以实现仅显示油的变化的差异光谱。

这样，可以更容易地观察到由添加剂耗竭，降解副产品的积累和污染水平引起的石油变化。

数字数据处理使得可以在硬盘上存储各种石油样品的各种参考FTIR光谱，然后以后将它们与各自的使用油样品进行比较。这使得润滑剂的条件在服务时间内在不同的采样时间点处呈趋势。

传统分析方法

有时，传统上会使用过时的技术对润滑剂进行测试，例如用“嘶哑”测试测试水含量，其中涉及将润滑剂放在热板上。

显然，粘度测试，TBN和TAN分析（D4739和ASTMD2896）等技术，甚至气相色谱法会产生更好，更一致的结果。但是，他们需要更多的准备工作，化学药品，或者只是需要大量时间。

退化过程

使用时，所有类型的润滑剂均会降解。石油降解过程不可或缺的三类反应。

与氧气反应

在氧气存在下，有机润滑剂受到高压和温度。这不可避免地会导致形成碳氧键，后来产生羧酸。在燃烧过程中，还会生成一系列副产品，例如碳酸，碳酸盐，醛，酮和酯。

与氮反应

氧气和氮在高压和温度下反应以产生氮氧化物（无_X）。由于较高的分子量化合物的发展，此类产品会导致酸度，增厚和污泥形成增加。

与硫的反应

燃烧过程中燃料中的含硫化合物与氧气反应时，硫酸盐副产品会形成。尽管高质量的燃料显示出非常低的硫含量，但这种降解会根据区域和国家供应而增加。

应用＃1：油质测试

如前所述，所有类型的润滑剂在使用时都会降解。剪切稀释和氧化增加是碱油降解的最常见迹象。当在存在润滑剂的环境中与氧气发生反应时，发生氧化降解。

剪切含量可以描述为润滑剂暴露于温度和压力条件引起的油的物理分解。由于这些和其他降解过程，润滑剂无法为机械移动发动机组件提供足够的润滑。因此，评估降解副产品水平的测试方法对于建立油条件很重要。

应用＃2：燃料稀释

由于活塞环磨损，燃油泄漏或燃油空气比不当，燃油残留物进入了油。燃烧残留物主要包含具有高沸点和燃烧点的长链烃，但燃油泄漏由较轻的材料组成。亚博网站下载

因此，在这两种情况下，日益增长的火灾危害潜力使确定发动机油中（柴油）燃料的存在非常重要。考虑到从原油蒸馏中提取润滑碱油和（柴油）燃料库存的事实，它们在物理性质和化学成分上非常相似。尽管如此，FTIR还是为快速，一致和简单的分析提供了独家数据集（见图3）。

图3。在上光谱中显示了油中汽油燃料的定量测定。1％（蓝色），2％（红色），4％（粉红色）和6％（绿色）的汽油添加到油样品中进行校准。

申请＃3：水含量

关于燃料和润滑剂的质量，由于正常发动机的运行条件，水是一种相对较少的污染物。但是，如果存在水，则可以表示冷却液（水）泄漏。水的污染会导致碱油的氧化和添加剂的水解，从而导致酸度堆积并增加腐蚀和磨损。

此外，水的存在会导致基础油凝胶并导致乳液的形成，而乳液反过来又会影响油粘度并导致发动机故障。

应用程序＃4：检查烟灰

就柴油发动机而言，每当燃烧空气混合物/丰富的混合物时，燃料的部分燃烧就会形成烟灰。烟灰在油中的积累可以表明油的漏油或燃烧问题的激发。

柴油发动机润滑剂中的分散剂旨在暂停和调节烟灰颗粒的生长和大小。yabo214如果水平超过了油的容量，则油粘度将增加，碳污泥将堆积，这将开始堵塞通道和过滤器。

图4。Invenio FTIR平台提供了更高的灵敏度和许多生产力工具，可增强常规分析任务。特殊功能是Transit通道，第二个样品隔室。

结论

FTIR是用于石油分析的有效且可靠的方法。该技术使用户可以通过单个测量访问大量数据，并简化该过程。红外光谱仪有许多不同的配置和形状，Bruker甚至提供了专门的使用的油分析套件。

此信息已从布鲁克光学（Bruker Optics）提供的材料中采购，审查和调整。亚博网站下载

有关此消息来源的更多信息，请访问布鲁克光学。